CN206001926U - 一种利用球团回转窑尾部烟气余热的装置 - Google Patents

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任会宾
高晔明
王立群
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Abstract

本实用新型公开一种利用球团回转窑尾部烟气余热的装置，在烟气管道中设有板式换热器，在板式换热器顶部集成有旁通烟道并在该烟道内设置电动调节闸板阀；在板式换热器烟气侧入口集成有与换热器等截面范围的电动百叶阀；板式换热器分别与采暖用户、ORC发电单元连接，形成循环回路；换热器上部设有第一出水口和第一进水口，分别通过第一出水管道和第一进水管道连接采暖用户；换热器下部设有第二出水口和第二进水口，分别通过第二出水管道和第二进水管道连接ORC发电单元。该装置可直接安装在烟道内，有效回收余热资源，烟气侧阻力小，不影响主抽风机的运行；具有投资省，见效快，节能环保效益高的优点。

Description

一种利用球团回转窑尾部烟气余热的装置
技术领域
本实用新型涉及一种利用球团回转窑尾部烟气余热的装置，属于机械领域。
背景技术
球团矿就是把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。目前，链箅机-回转窑-环冷机的球团焙烧工艺发展较快。采用链箅机-回转窑-环冷机的球团焙烧工艺时，经过主抽风机的烟气温度设计值一般为135℃左右，实际运行排烟温度多数维持在150～160℃。此部分烟气量大，可以达到100万米3/h以上，经过烟囱直接排至大气，导致烟气余热没有得到充分利用，这部分余热品味较低但总量巨大。
此部分余热的回收存在以下几个难点：
1.余热回收工艺不能对现有生产工艺尤其是主抽风机的运行产生不利影响。
2.余热回收工艺能够适应负荷变化并调整余热回收量。
3.余热回收装置要适应烟气的工况，能够稳定可靠地工作。
4.烘窑阶段，烟气中含油含水含尘，且在此阶段电除尘器未投运，需要采取措施此阶段的烟气进入余热回收装置，造成堵塞。
发明内容
本实用新型提供一种利用球团回转窑尾部烟气余热的装置，目的就是不改动现有的球团生产工艺和设备，而提供一种结构简单、投入成本低、操作便捷的回转窑主抽风机后的烟气余热回收工艺技术和工艺装置。
本实用新型采用的技术方案是：一种利用球团回转窑尾部烟气余热的装置，在烟气管道中设有板式换热器，在板式换热器顶部集成有旁通烟道并在该烟道内设置电动调节闸板阀；在板式换热器烟气侧入口集成有与换热器等截面范围的电动百叶阀；板式换热器分别与采暖用户、ORC发电单元连接，形成循环回路；换热器上部设有第一出水口和第一进水口，分别通过第一出水管道和第一进水管道连接采暖用户；换热器下部设有第二出水口和第二进水口，分别通过第二出水管道和第二进水管道连接ORC发电单元。
上述装置中，所述板式换热器采用全焊接烟气-水板式换热器，直接安装在烟道内。
上述装置中，所述第一出水管道和第一进水管道、第二出水管道和第二进水管道上设有蝶阀，第一出水管道和第一进水管道之间设有旁通管路，且旁通管路上设有旁通蝶阀。
上述装置中，所述板式换热器顶部设有三个排气管口，底部设有三个排水管口，换热器内部设有若干换热器板片。
本实用新型与前后烟道相连接作为回转窑尾部烟气—水热交换的余热回收装置，升温后的热水用于冬季采暖热媒，以及为生活热水提供热源；在减少被加热水流量情况下，为未来预留非采暖季节ORC发电提供工质加热热源。烟气流经换热器与换热器水侧的采暖回水进行热交换，利用烟气中的余热加热采暖水，换热降温后的烟气仍通过主烟囱排放。采暖热水来自采暖用户总回水管，经过换热器加热后的采暖水供给采暖用户。
本实用新型提供的利用球团回转窑尾部烟气余热的装置，带来的有益效果：
（1）本实用新型采用了板式换热器，相对常规的管式换热器具有换热效率高、重量轻、占地小，施工安装方便快捷的优点，可直接安装在烟道内，有效回收余热资源，烟气侧阻力小，不影响主抽风机的运行；
（2）正常供暖时，通过阶段性的调节换热器顶部的旁通烟道阀门开度，以适应采暖负荷随着室外气温的变化而波动的特性；
（3）通过关闭换热器烟气侧入口的百叶阀、打开换热器顶部的旁通烟道插板阀，防止烘窑阶段的含油含水含尘烟气进入换热器，而造成堵塞的现象；
（4）***预留非采暖季节ORC发电的管道接口；在非采暖季节时，烟气余热可用于ORC发电。
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1中板式换热器的结构示意图。
图3为图2的侧视图。
图中1.板式换热器本体，2.旁通烟道，3.电动闸板阀，4.电动百叶阀，5.第一出水蝶阀，6.第一进水蝶阀，7.旁路蝶阀，8.第一出水管道，9.第一进水管道，10.第二出水蝶阀，11.第二进水蝶阀，12.ORC发电单元，13.第二出水管道，14.第二进水管道，15.采暖用户；1.1 第一排气管口，1.2第二排气管口，1.3第三排气管口，1.4第一排水管口，1.5第二排水管口，1.6第一进水口，1.7第二进水口，1.8第一出水口，1.9第二出水口，1.10换热器板片，1.11第三排水管口，1.12检修人孔。
具体实施方式
实施例：
如图1~3所示，一种利用球团回转窑尾部烟气余热的装置，在烟气管道中设有板式换热器本体1，在板式换热器顶部集成有旁通烟道2并在该烟道内设置电动闸板阀3；在板式换热器烟气侧入口集成有与换热器等截面范围的电动百叶阀4；板式换热器分别与采暖用户15、ORC发电单元12连接，形成循环回路；换热器上部设有第一出水口1.8和第一进水口1.6，分别通过第一出水管道8和第一进水管道9连接采暖用户15；换热器下部设有第二出水口1.9和第二进水口1.7，分别通过第二出水管道12和第二进水管道14连接ORC发电单元12。
所述板式换热器采用全焊接烟气-水板式换热器，直接安装在烟道内。
所述第一出水管道8和第一进水管道9上分别设有第一出水蝶阀5和第一进水蝶阀6、第二出水管道13和第二进水管道14上分别设有第二出水蝶阀10和第二进水蝶阀11，第一出水管道8和第一进水管道9之间设有旁通管路，且旁通管路上设有旁通蝶阀7。
所述板式换热器顶部设有第一排气管口1.1、第二排气管口1.2、第三排气管口1.3，底部设有第一排水管口1.4、第二排水管口1.5、第三排水管口1.11，换热器内部设有若干换热器板片1.10。
下面结合附图，对上述装置的具体流程进行说明。
板式换热器本体1、旁通烟道2和电动百叶阀4整合为一个整体设备，直接与烟道连接。烟气流经板式换热器本体1与水侧的采暖回水进行热量交换。换热后的烟气直接排至主抽烟囱。采暖热水来自采暖用户的总回水管，经过第一进水管道9和第一进水蝶阀6进入板式换热器本体1的水侧，与经过板式换热器本体1的烟气侧的热烟气换热，采暖水升高温度，烟气降低温度，实现热交换过程。升温后的采暖水经过第一出水蝶阀5、第一出水管道8 供给采暖用户15。
电动百叶阀4具有保护板式换热器本体1的烟气侧通道的功能：回转窑大修后，在烘窑阶段，烟气中含油含水含尘，且在此阶段除尘器未投运，此时关闭电动百叶阀4，并打开旁通烟道2内部的旁通烟道电动插板阀3，防止烟气进入板式换热器本体1的烟气侧，造成通道堵塞。
旁通烟道2和旁通烟道电动插板阀3的功能描述：在采暖季节，通过阶段性的调节旁通烟道电动插板阀3的开度，则通过旁通烟道2的烟气量相应变化，这样通过板式换热器本体1的热烟气也相应变化，采暖水的温升随之改变，以适应采暖负荷随着室外气温的变化而波动的特性；旁通烟道电动插板阀3全关时，板式换热器本体1供热能力最大；旁通烟道电动插板阀3全关时，板式换热器本体1供热能力最小。
旁通蝶阀7作为一个旁路，通过调整其开度，改变进入板式换热器本体1的采暖水量，可实现采暖热水温升的微调节。
预留ORC发电单元接口（附图虚线框中内容）。热水用于发电时的流程：关闭第一出水蝶阀5、第一进水蝶阀6，打开第二出水蝶阀10、第二进水蝶阀11，热水经过第二出水管道13进入ORC发电单元12，降温后的热水经过第二进水管道14进入板式换热器本体1的水侧与烟气换热升温，实现热量与电能的转换过程。
本工艺***及其装备的开发及应用，是通过大量研究、试验，较好的解决了余热回收过程中设备磨损、堵塞、实现了紧凑化和低阻力设计，高效换热和供暖负荷调节等相关问题并满足球团回转窑原有生产工艺的平稳运行，且具有投资省，见效快，节能环保效益高的优点。实施ORC发电单元后，就可以实现烟气余热的全回收，其节能环保效益的优点将更加突出。
太钢岚县矿业公司球团厂试用了该装置，预计产生的经济效益如下：按一个采暖季采暖天数180天、回收的余热热量8.5MW（考虑生产波动和热负荷波动）计算，可回收余热热量13.22X104GJ以上，折合标煤4.486t，同时节约了部分锅炉运行电耗。因锅炉停止运行，极大的减少了因燃煤而产生的烟尘和二氧化硫等污染物的排放，经测算，回收余热后可减少SO2排放：74吨/年，减少NOX排放：70吨/年，减少烟尘排放：43吨/年，减少CO2排放：11.183吨/年。

Claims (4)

1.一种利用球团回转窑尾部烟气余热的装置，其特征在于：在烟气管道中设有板式换热器，在板式换热器顶部集成有旁通烟道并在该烟道内设置电动调节闸板阀；在板式换热器烟气侧入口集成有与换热器等截面范围的电动百叶阀；板式换热器分别与采暖用户、ORC发电单元连接，形成循环回路；换热器上部设有第一出水口和第一进水口，分别通过第一出水管道和第一进水管道连接采暖用户；换热器下部设有第二出水口和第二进水口，分别通过第二出水管道和第二进水管道连接ORC发电单元。
2.根据权利要求1所述的利用球团回转窑尾部烟气余热的装置，其特征在于：所述板式换热器采用全焊接烟气-水板式换热器，直接安装在烟道内。
3.根据权利要求1所述的利用球团回转窑尾部烟气余热的装置，其特征在于：所述第一出水管道和第一进水管道、第二出水管道和第二进水管道上设有蝶阀，第一出水管道和第一进水管道之间设有旁通管路，且旁通管路上设有旁通蝶阀。
4.根据权利要求1所述的利用球团回转窑尾部烟气余热的装置，其特征在于：所述板式换热器顶部设有三个排气管口，底部设有三个排水管口，换热器内部设有若干换热器板片。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110143773A (zh) * 2019-05-30 2019-08-20 郑州三迪建筑科技有限公司 磷石膏煅烧***
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