專利名稱：燒結(jié)礦雙螺旋式冷卻換熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燒結(jié)加熱設(shè)備，具體是一種用于回收燒結(jié)礦顯熱，特別是增加冷卻機(jī)處理能力，提高熱廢氣品位和熱廢氣可用率的燒結(jié)礦雙螺旋式冷卻換熱裝置。
背景技術(shù)：
燒結(jié)是鐵礦粉造塊的主導(dǎo)生產(chǎn)工藝，是整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)流程中重要的一環(huán)。燒結(jié)工序的物料處理量在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中處于第二位，僅次于高爐煉鐵，而能源消耗也僅次于煉鐵及軋鋼而居第三位，一般為鋼鐵企業(yè)總能耗的10% 20%。我國(guó)燒結(jié)工序的能耗比先進(jìn)國(guó)家要高20kgce/t。在燒結(jié)工序總能耗中，有約50%的熱能以燒結(jié)機(jī)煙氣和冷卻機(jī)廢氣的顯熱形式排入大氣，即浪費(fèi)了資源又污染了環(huán)境。據(jù)日本某鋼鐵廠熱平衡測(cè)試數(shù)據(jù)表明，燒結(jié)機(jī)的熱收入中燒結(jié)礦顯熱占28. 2%、廢氣顯熱占31. 8%?？梢姡瑹Y(jié)廠余熱回收的重點(diǎn)為燒結(jié)機(jī)煙氣和燒結(jié)礦顯熱。我國(guó)已將節(jié)能減排定為鋼鐵工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)目標(biāo)之一，而高效回收和充分利用燒結(jié)工序等中低品位余熱是未來(lái)鋼鐵生產(chǎn)深層次節(jié)能的突破口。當(dāng)前燒結(jié)余熱回收工藝的源頭設(shè)備環(huán)冷機(jī)主要存在以下二個(gè)問題
第一熱廢氣品位較低，且低溫段未利用。冷卻機(jī)廢氣溫度隨冷卻部位的不同而不同， 在100 450°C之間變化，余熱回收區(qū)域高于250°C的熱廢氣回收利用，低于250°C的熱廢氣被放散。第二余熱源的連續(xù)性難以保證，造成余熱源溫度波動(dòng)。熱源連續(xù)性是余熱高效回收的必要條件，在燒結(jié)生產(chǎn)中由于設(shè)備短時(shí)間停機(jī)，燒結(jié)礦中斷，沒有有效的調(diào)控方法，造成余熱源溫度波動(dòng)大，汽輪發(fā)電機(jī)組被迫解列停機(jī)。目前，國(guó)內(nèi)大型鋼鐵公司利用余熱鍋爐回收燒結(jié)礦顯熱產(chǎn)生蒸汽進(jìn)行發(fā)電，但僅回收40% 60%左右冷卻區(qū)的較高溫度熱廢氣余熱，余熱資源回收率較低。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)當(dāng)前環(huán)冷機(jī)存在的問題，本發(fā)明提供一種燒結(jié)礦雙螺旋式冷卻換熱裝置，目的是解決或改善當(dāng)前環(huán)冷機(jī)工藝運(yùn)行中存在的問題，有效提高熱廢氣品位，使熱廢氣可用率達(dá)到100%，減小熱廢氣溫度波動(dòng)范圍，提高余熱鍋爐熱源穩(wěn)定性，同時(shí)可還節(jié)約冷卻機(jī)占地面積。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種燒結(jié)礦雙螺旋式冷卻換熱裝置，包括由封閉墻體構(gòu)成的環(huán)形冷卻換熱通道、加裝在該環(huán)形冷卻換熱通道下部的鼓吹冷卻介質(zhì)的風(fēng)箱、加裝在該環(huán)形冷卻換熱通道上部的收集熱廢氣的風(fēng)罩，所述環(huán)形冷卻換熱通道內(nèi)設(shè)置有甲、乙兩條相互纏繞的螺旋式燒結(jié)礦臺(tái)車運(yùn)行軌道，甲軌道前半段位于乙軌道后半段上方，乙軌道前半段位于甲軌道后半段上方，甲、乙兩軌道各自從其入礦口開始，沿?zé)Y(jié)礦運(yùn)行方向所形成的半個(gè)圓形的冷卻換熱通道，均分為三個(gè)立體結(jié)構(gòu)段，六個(gè)立體結(jié)構(gòu)段的頂部風(fēng)罩上均設(shè)置有廢氣出口，自入礦口開始依次是高溫段廢氣出口、中溫段廢氣出口和低溫段廢氣出口。上述技術(shù)方案，采用了兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)配置一臺(tái)“旋冷機(jī)”的工藝方式，即兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)的熱燒結(jié)礦同時(shí)從甲軌道入口和乙軌道入口裝入臺(tái)車進(jìn)入環(huán)形冷卻換熱通道。燒結(jié)礦從甲軌道入口裝入臺(tái)車時(shí)，依次經(jīng)過通道上層的甲軌道前半段和通道下層的甲軌道后半段，由甲軌道出礦口卸礦，之后臺(tái)車依次經(jīng)外部軌道提升至乙軌道入口裝礦，重復(fù)工作。同樣，燒結(jié)礦從乙軌道入口裝入臺(tái)車時(shí)，依次經(jīng)過通道上層的乙軌道前半段和通道下層的乙軌道后半段，由乙軌道出礦口卸礦，之后臺(tái)車經(jīng)外部軌道提升至甲軌道入口裝礦，重復(fù)工作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
(1)提升了熱廢氣溫度。根據(jù)場(chǎng)協(xié)同原理，旋冷機(jī)采用傾斜叉式移動(dòng)逆向換熱方式，相比于環(huán)冷機(jī)的移動(dòng)叉流換熱，使熱廢氣溫度由原來(lái)的100 450°C提升到260 470°C，提高了冷卻機(jī)換熱效率。(2)提高了余熱資源回收量。常規(guī)環(huán)冷機(jī)有50%左右的低品位熱廢氣被放散，而本發(fā)明由于提升了熱廢氣溫度，對(duì)常規(guī)環(huán)冷機(jī)中的放散余熱進(jìn)行回收，使熱廢氣的可用率達(dá)到100%。收集的三段熱廢氣參數(shù)可滿足三進(jìn)口雙壓余熱鍋爐的熱源要求。(3)減小冷卻機(jī)占地面積。新工藝采用兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)配置一臺(tái)旋冷機(jī)的工藝方式，有效地減少了一臺(tái)環(huán)冷機(jī)的占地面積。(4)熱廢氣溫度波動(dòng)小。兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)的燒結(jié)礦，分別從兩個(gè)入口同時(shí)進(jìn)入雙螺旋冷卻換熱裝置進(jìn)行冷卻，把顯熱傳遞給熱廢氣，按溫度不同三段熱廢氣分高溫段、中溫段和低溫段，同溫度范圍的三段熱廢氣各自混合，減少了因短時(shí)停燒結(jié)機(jī)造成的燒結(jié)礦中斷對(duì)熱廢氣溫度的影響。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明雙螺旋軌道示意圖。圖3為利用本發(fā)明的余熱發(fā)電裝置示意圖。圖中甲軌道進(jìn)礦口 1 ；乙低溫段廢氣出口 2 ；風(fēng)箱3 ；乙中溫段廢氣出口 4 ；乙高溫段廢氣出口 5 ；乙軌道進(jìn)礦口 6 ；乙軌道出礦口 7 ；甲低溫段廢氣出口 8 ；風(fēng)罩9 ；墻體10 ；甲中溫段廢氣出口 11;甲高溫段廢氣出口 12;甲軌道出礦口 13;乙上低溫段軌道14;外部軌道15 ；乙上中溫段軌道16 ；乙上高溫段軌道17 ；甲下低溫段軌道18 ；甲下中溫段軌道19 ； 甲下高溫段軌道20 ；甲上低溫段軌道21 ；乙下低溫段軌道22 ；乙下中溫段軌道23 ；甲上中溫段軌道M ；乙下高溫段軌道25 ；甲上高溫段軌道沈；乙低溫段熱廢氣回收管路27 ；乙中溫段熱廢氣回收管路洲；乙高溫段熱廢氣回收管路四；甲低溫段熱廢氣回收管路30 ；甲中溫段熱廢氣回收管路31 ；甲高溫段熱廢氣回收管路32 ；冷灰斗33 ；凝汽補(bǔ)汽式汽輪機(jī)34 ； 發(fā)電機(jī)35 ；冷凝器36 ；凝結(jié)水泵37 ；除氧器38 ；低壓給水泵39 ；高壓給水泵40 ；凝結(jié)水加熱器41 ；低壓汽包42 ；低壓省煤器43 ；低壓蒸發(fā)器44 ；高壓省煤器45 ；高壓汽包46 ；高壓蒸發(fā)器47 ；高壓過熱器48 ；余熱鍋爐49 ；高溫段熱廢氣總管路50 ；中溫段熱廢氣總管路51 ；低溫段熱廢氣總管路52 ；余熱鍋爐排氣管路53。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例詳述本發(fā)明。本實(shí)施例以兩臺(tái)190m2燒結(jié)環(huán)冷機(jī)為例。參看圖1，由墻體10構(gòu)成環(huán)形冷卻換熱通道，在該環(huán)形冷卻換熱通道下部安裝有鼓吹冷卻介質(zhì)的風(fēng)箱3，在該環(huán)形冷卻換熱通道上部安裝有收集熱廢氣的風(fēng)罩9，墻體10用于密封，風(fēng)罩9對(duì)冷卻后的熱廢氣分三段六部分進(jìn)行回收，每一部分均設(shè)置廢氣出口，自入礦口開始依次是甲高溫段廢氣出口 12、甲中溫段廢氣出口 11和甲低溫段廢氣出口 8、乙高溫段廢氣出口 5、乙中溫段廢氣出口 4和乙低溫段廢氣出口 2。環(huán)形冷卻換熱通道內(nèi)設(shè)置有甲、乙兩條相互纏繞的螺旋式燒結(jié)礦運(yùn)行軌道，甲軌道前半段位于乙軌道后半段上方，乙軌道前半段位于甲軌道后半段上方。參看圖2，甲、乙兩軌道各自從其入礦口開始，沿?zé)Y(jié)礦運(yùn)行方向所形成的半個(gè)圓形的冷卻換熱通道，分別均分為三個(gè)立體結(jié)構(gòu)段。六個(gè)立體結(jié)構(gòu)段具體劃分如下
甲軌道高溫段，由甲上高溫段軌道26與乙下高溫段軌道25組成； 甲軌道中溫段，由甲上中溫段軌道24與乙下中溫段軌道23組成； 甲軌道低溫段，由甲上低溫段軌道21與乙下低溫段軌道22組成。乙軌道高溫段，由乙上高溫段軌道17和甲下高溫段軌道20組成； 乙軌道中溫段，由乙上中溫段軌道16和甲下中溫段軌道19組成； 乙軌道低溫段，由乙上低溫段軌道14和甲下低溫段軌道18組成。本實(shí)施例中，所述甲軌道出礦口 13與乙軌道入礦口 6之間、乙軌道出礦口 7與甲軌道入礦口 1之間分別連接有外部軌道15。燒結(jié)礦各臺(tái)車依次經(jīng)由甲軌道進(jìn)礦口 1裝入熱燒結(jié)礦經(jīng)甲上高溫段軌道226、甲上中溫段軌道24、甲上低溫段軌道21、甲下高溫段軌道 20、甲下中溫段軌道19、甲下低溫段軌道18，然后由甲軌道出礦口 13處卸礦，之后各臺(tái)車經(jīng)外部軌道提升至乙軌道入口 6處裝礦，重復(fù)工作。燒結(jié)礦各臺(tái)車依次經(jīng)由乙軌道進(jìn)礦口 6裝入熱燒結(jié)礦經(jīng)乙上高溫段軌道17、乙上中溫段軌道16、乙上低溫段軌道14、乙下高溫段軌道25、乙下中溫段軌道23、乙下低溫段軌道22，然后由乙軌道出礦口 7處卸礦，之后各臺(tái)車經(jīng)外部軌道提升至甲軌道入口 1處裝礦，
重復(fù)工作。燒結(jié)礦的各個(gè)換熱過程分述如下
甲軌道高溫段中，由循環(huán)風(fēng)機(jī)升壓鼓入環(huán)形冷卻換熱通道的130°C廢氣，先冷卻乙下高溫段軌道25上臺(tái)車中的燒結(jié)礦，再與甲上高溫段軌道26上臺(tái)車中的燒結(jié)礦換熱；乙軌道高溫段中，由循環(huán)風(fēng)機(jī)升壓鼓入環(huán)形冷卻換熱通道的130°C廢氣，先冷卻甲下高溫段軌道20 上臺(tái)車中的燒結(jié)礦，再與乙上高溫段軌道17上臺(tái)車中的燒結(jié)礦換熱，經(jīng)風(fēng)罩9收集的甲、乙兩個(gè)高溫段均得到470°C左右的熱廢氣。甲軌道中溫段中，由循環(huán)風(fēng)機(jī)升壓鼓入環(huán)形冷卻換熱通道的130°C廢氣，先冷卻乙下中溫段軌道23上臺(tái)車中的燒結(jié)礦，再與甲上中溫段軌道24上臺(tái)車中的燒結(jié)礦換熱；乙軌道中溫段中，由循環(huán)風(fēng)機(jī)升壓鼓入環(huán)形冷卻換熱通道的130°C廢氣，先冷卻甲下 中溫段軌道 19上臺(tái)車中的燒結(jié)礦，再與乙上中溫段軌道16上臺(tái)車中的燒結(jié)礦換熱，經(jīng)風(fēng)罩9收集的甲、 乙兩個(gè)中溫段均得到380°C左右的熱廢氣。甲軌道低溫段中，由補(bǔ)風(fēng)口補(bǔ)入冷風(fēng)后由循環(huán)風(fēng)機(jī)升壓鼓入環(huán)形冷卻換熱通道的 60°C廢氣，先冷卻乙下低溫段軌道22上臺(tái)車中的燒結(jié)礦，再與甲上低溫段軌道21上臺(tái)車中的燒結(jié)礦換熱；乙軌道低溫段中，由補(bǔ)風(fēng)口補(bǔ)入冷風(fēng)后由循環(huán)風(fēng)機(jī)升壓鼓入環(huán)形冷卻換熱通道的60°C廢氣，先冷卻甲下低溫段軌道18上臺(tái)車中的燒結(jié)礦，再與乙上低溫段軌道14上臺(tái)車中的燒結(jié)礦換熱，經(jīng)風(fēng)罩9收集的甲、乙兩個(gè)低溫段均得到260°C左右的熱廢氣。
參看圖3，在余熱發(fā)電工藝中，由甲高溫段熱廢氣回收管路32引出的甲高溫段熱廢氣，與乙高溫段熱廢氣回收管路29引出的乙高溫段熱廢氣溫度基本相同，混合后經(jīng)高溫段熱廢氣總管路50進(jìn)入三進(jìn)口余熱鍋爐49 ；由甲中溫段熱廢氣回收管路31引出的甲中溫段熱廢氣，與乙中溫段熱廢氣回收管路28引出的乙中溫段熱廢氣溫度基本相同，混合后經(jīng)中溫段熱廢氣總管路51進(jìn)入三進(jìn)口余熱鍋爐49 ；由甲低溫段熱廢氣回收管路30引出的甲低溫段熱廢氣，與乙低溫段熱廢氣回收管路27引出的乙低溫段熱廢氣溫度基本相同，混合后低溫段熱廢氣總管路52進(jìn)入三進(jìn)口余熱鍋爐49，三段廢氣放熱后混合從余熱鍋爐排氣管路53送往循環(huán)風(fēng)機(jī)。本工藝流程一體化回 收兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)的燒結(jié)礦余熱，余熱資源回收率接近90%， 回收區(qū)域由50%提高到100%，噸礦余熱發(fā)電指標(biāo)由16-18kWh/t提高到26-28kWh/t。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)礦雙螺旋式冷卻換熱裝置，包括由封閉墻體構(gòu)成的環(huán)形冷卻換熱通道、力口裝在該環(huán)形冷卻換熱通道下部的鼓吹冷卻介質(zhì)的風(fēng)箱、加裝在該環(huán)形冷卻換熱通道上部的收集熱廢氣的風(fēng)罩，其特征在于，所述環(huán)形冷卻換熱通道內(nèi)設(shè)置有甲、乙兩條相互纏繞的螺旋式燒結(jié)礦臺(tái)車運(yùn)行軌道，甲軌道前半段位于乙軌道后半段上方，乙軌道前半段位于甲軌道后半段上方，甲、乙兩軌道各自從其入礦口開始，沿?zé)Y(jié)礦運(yùn)行方向所形成的半個(gè)圓形的冷卻換熱通道，均分為三個(gè)立體結(jié)構(gòu)段，六個(gè)立體結(jié)構(gòu)段的頂部風(fēng)罩上均設(shè)置有廢氣出口， 自入礦口開始依次是高溫段廢氣出口、中溫段廢氣出口和低溫段廢氣出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)礦雙螺旋式冷卻換熱裝置，其特征在于，所述甲軌道出礦口與乙軌道入礦口之間、乙軌道出礦口與甲軌道入礦口之間分別連接有外部軌道。
全文摘要
本發(fā)明涉及燒結(jié)加熱設(shè)備，具體是一種燒結(jié)礦雙螺旋式冷卻換熱裝置。包括環(huán)形冷卻換熱通道、鼓吹冷卻介質(zhì)的風(fēng)箱、收集熱廢氣的風(fēng)罩，該環(huán)形冷卻換熱通道內(nèi)設(shè)置有甲、乙兩條相互纏繞的螺旋式燒結(jié)礦臺(tái)車運(yùn)行軌道，甲軌道前半段位于乙軌道后半段上方，乙軌道前半段位于甲軌道后半段上方，甲、乙兩軌道各自從其入礦口開始，沿?zé)Y(jié)礦運(yùn)行方向的半個(gè)圓形的冷卻換熱通道，均分為三個(gè)立體結(jié)構(gòu)段，六個(gè)立體結(jié)構(gòu)段的頂部風(fēng)罩上均設(shè)置有廢氣出口，自入礦口開始依次是高溫段廢氣出口、中溫段廢氣出口和低溫段廢氣出口。本發(fā)明可有效提高熱廢氣品位，使熱廢氣可用率達(dá)到100%，可減小熱廢氣溫度波動(dòng)范圍，提高余熱鍋爐熱源穩(wěn)定性，還可節(jié)約冷卻機(jī)占地面積。
文檔編號(hào)F27D17/00GK102278892SQ20111015241
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者周衡, 崔健, 張戈, 張玉柱, 梁文龍, 武攀飛, 牛家龍, 禹燕飛, 趙斌, 陳開慶 申請(qǐng)人:河北聯(lián)合大學(xué)