基于母管制的罐式煅烧炉余热利用系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于母管制的罐式煅烧炉余热利用系统，包括多台罐式煅烧炉、水套进水母管、水套出水母管、多台余热锅炉、蒸汽母管、汽轮机和凝汽器，每一台罐式煅烧炉的烟气出口与每一台余热锅炉的烟气进口连通；多台余热锅炉的蒸汽出口通过蒸汽母管与所述汽轮机的蒸汽进口连通；所述汽轮机的排汽口与所述凝汽器的进汽口连通；所述凝汽器的冷却水进口与供热外网的回水管道连通；所述凝汽器的冷却水出口通过水套进水母管与各罐式煅烧炉的煅烧炉水套的冷却水进口连通；多台罐式煅烧炉的煅烧炉水套的热水出口通过水套出水母管与供热外网的供水管道连通，向外提供热水。该系统将多台煅烧炉的烟气余热和水套冷却水余热进行高效集成回收利用。

Waste heat utilization system of tank calciner based on master control

The invention provides a tank type calcining furnace waste heat utilization system based on the parent control, which comprises a plurality of pot calciner, water inlet tube, a water jacket jacket mother pipe and a plurality of waste heat boiler, steam pipe, steam turbine and condenser, flue gas inlet and a gas outlet of each heat boiler of each tank calciner communicated with the steam outlet; multiple boiler steam inlet and the turbine connected by a steam pipe; exhaust steam inlet communicated with the steam turbine and the condenser; the condenser cooling water inlet and return pipe communicated with external heating cooling; the water outlet of the condenser through the water jacket water inlet pipe and the water jacket furnace pot calciner and the cooling water inlet is communicated with the water jacket furnace; hot water outlet multiple pot calciner through a water jacket pipe and heating network for jellyfish The conduit communicates to provide hot water. The system effectively integrates the waste heat of flue gas and the cooling water of the water jacket in a plurality of calciner.

【技术实现步骤摘要】
基于母管制的罐式煅烧炉余热利用系统
本专利技术涉及炭素行业余热利用
，尤其涉及一种基于母管制的罐式煅烧炉余热利用系统。
技术介绍
炭素材料是电解铝生产工艺的主要原料之一，炭素材料制品的生产是制约铝工业发展的关键环节。我国铝工业近几年来发展进入快速通道，铝用炭素随之发展，炭素材料制品产能已从几年前的百万吨级增加到现在的千万吨级，而且还在以一定增速发展。罐式煅烧炉是炭素生产工艺中的主要设备之一，能够锻烧不同挥发份含量的石油焦,具有锻烧料质量稳定、炭质烧损率低、锻后焦的堆积密度高、操作简单、维护工作量小、连续生产周期长等优点，因此，广泛应用于炭素厂和铝厂中。在采用煅烧炉对原料进行煅烧时，石油焦挥发分燃烧产生的热量除可供锻烧石油焦所需之外，还有大量的富余热量随烟气排出，烟气温度甚至高达900℃。根据热平衡计算，原料锻烧吸热只占煅烧炉热支出的33.5％，而被煅烧烟气所带走的热量占整个煅烧炉热支出的47.9％。然而，由于煅烧炉烟气有个明显特征，即烟气温度高，但是烟气量小，这就导致炭素厂对于煅烧炉高温烟气的余热回收不太积极，甚至有许多炭素厂采用鼓风冷却的方式，即通过大功率鼓风机将低温空气混入高温烟气，进行强制降温然后排入大气，造成宝贵的烟气余热资源白白浪费，而且大功率鼓风机的新增耗电量也带来了炭素生产成本的提升。此外，罐式煅烧炉在出料端设置有冷却水套，用于对高温煅后焦(可达1000℃以上)进行冷却，冷却水套内的冷却水与煅烧炉的煅后焦间接换热，吸热后的冷却水送至冷却塔散热，然后重新返回水套，作为冷却水套进水，如此循环。水套的冷却水出水蕴含有大量的热量，数量非常可观，但是其最大的劣势在于温度过低，只有50℃左右，属于低温余热，品位极低，所以其利用非常困难，炭素厂一般不会考虑对该部分热源进行回收利用。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种能够对炭素厂的煅烧炉烟气、水套冷却水等余热资源进行综合回收利用，将高温、小流量的烟气余热和低温、大流量的水套冷却水余热进行高效回收基于母管制的罐式煅烧炉余热利用系统。为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于母管制的罐式煅烧炉余热利用系统，包括多台罐式煅烧炉、水套进水母管、水套出水母管、多台余热锅炉、蒸汽母管、汽轮机和凝汽器，其中，每一台罐式煅烧炉的烟气出口与每一台余热锅炉的烟气进口连通，所述罐式煅烧炉出来的高温烟气在余热锅炉中换热降温；多台余热锅炉的蒸汽出口通过蒸汽母管与所述汽轮机的蒸汽进口连通，各余热锅炉的蒸汽出口的蒸汽在所述蒸汽母管中汇集，所述蒸汽母管中的蒸汽进入所述汽轮机，驱动所述汽轮机旋转做功；所述汽轮机的排汽口与所述凝汽器的进汽口连通；所述凝汽器的冷却水进口与供热外网的回水管道连通，所述凝汽器通过供热外网的回水进行冷却；所述凝汽器的冷却水出口通过水套进水母管与各罐式煅烧炉的煅烧炉水套的冷却水进口连通，所述凝汽器的冷却水出口的冷却水在所述水套进水母管中汇集，然后分为多个支路分别进入各罐式煅烧炉的煅烧炉水套的冷却水进口，对各罐式煅烧炉的煅烧炉水套进行冷却；多台罐式煅烧炉的煅烧炉水套的热水出口通过水套出水母管与供热外网的供水管道连通，所述煅烧炉水套的热水出口的热水在所述水套出水母管中汇集，然后送至供热外网供水管道，向外提供热水。所述的余热利用系统，其中，还包括烟气母管、引风机、脱硫装置和烟囱，所述多台余热锅炉的烟气出口通过烟气母管与所述引风机、脱硫装置和烟囱沿烟气流向顺次连通，所述多台余热锅炉的排烟通过所述烟气母管进入引风机升压后通过脱硫装置进行脱硫处理，然后通过烟囱排向大气。所述的余热利用系统，其中，还包括凝结水泵、除氧给水系统和给水母管，所述凝汽器的凝结水出口与凝结水泵、除氧给水系统通过给水母管与所述多台余热锅炉的给水进口沿凝结水流向顺次连通，所述凝汽器的凝结水出口的凝结水经过所述凝结水泵加压后进入除氧给水系统进行处理，然后通过给水母管分为多个支路分别进入各余热锅炉。所述的余热利用系统，其中，所述汽轮机设置有抽汽口，所述抽汽口排出的蒸汽为所述除氧给水系统提供加热汽源。所述的余热利用系统，其中，所述除氧给水系统包括除氧器和给水泵，所述汽轮机的抽汽口与所述除氧器的加热蒸汽进口连通，为所述除氧器提供加热汽源，所述除氧器的出水口与所述给水泵的进水口连通，所述给水泵的出水口通过给水母管与多台余热锅炉的给水进口连通。所述的余热利用系统，其中，还包括发电机，所述发电机与所述汽轮机同轴相连，所述汽轮机拖动所述发电机发电。所述的余热利用系统，其中，所述煅烧炉水套的冷却水进口位于煅烧炉水套的低温端，所述煅烧炉水套的热水出口位于煅烧炉水套的高温端。本专利技术的有益效果在于：1)由于罐式煅烧炉的烟气温度高、品位高，因此通过余热锅炉结合汽轮发电机组将高品位的烟气热能转换为高品质的电能；同时将汽轮机凝汽器的循环冷却水与煅烧炉的水套冷却水余热进行回收，考虑到冷却水温度低、品位低，余热很难利用，因此将冷却水余热用于对外供应热水，与传统的循环冷却水通过冷却塔排向大气的方式相比，具有显著的经济效益；2)汽轮机、凝汽器的循环冷却水与煅烧炉的水套冷却水换热系统采用串联方式，冷却水先进入凝汽器冷却系统进行一次换热，然后进入水套冷却系统二次换热，这是充分考虑两个换热系统热源特征后的优化设计，其与并联连接方式相比，系统所需的冷却水总量大幅减小，而与先进入水套冷却系统再进入凝汽器冷却系统的串联方式相比，显然本专利技术可以明显改善凝汽器的冷却效果，提高凝汽器真空，从而大大提高汽轮发电机组的发电量；3)本专利技术构建了一种基于母管制的罐式煅烧炉余热利用系统，对炭素厂煅烧炉的几种余热资源进行统筹规划，首先根据煅烧炉烟气的高温、小流量特点，采用余热锅炉对烟气余热进行回收，转化为蒸汽资源，同时考虑到炭素厂一般均配置多台煅烧炉且单台煅烧炉烟气量和对应产汽量较小的特点，将余热锅炉排烟和蒸汽设计为母管制，蒸汽汇集后通过汽轮机进行利用，烟气汇集后进行集中净化和排放；然后对汽轮机凝汽器循环水余热和煅烧炉水套余热进行集成回收，将外部热网的回水用于凝汽器的冷却，凝汽器出口循环冷却水继续用于各台煅烧炉水套的冷却，各台煅烧炉水套的出口冷却水也设计成母管制，汇集后集中向外部热网供应热水，完成了对罐式煅烧炉余热的高度集成利用，实现了热能梯级利用和科学用能；4)本专利技术整套余热利用系统的综合热效率可达80％以上，较单纯余热发电方式相比(整体热效率只能达到25％左右)，能源综合利用效率显著提高。附图说明通过参考以下具体实施方式的内容并且结合附图，本专利技术的其它目的及结果将更加明白且易于理解。在附图中：图1是本专利技术所述基于母管制的罐式煅烧炉余热利用系统的示意图。具体实施方式在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。下面将参照附图来对根据本专利技术的各个实施例进行详细描述。图1是本专利技术所述基于母管制的罐式煅烧炉余热利用系统的示意图，如图1所示，所述基于母管制的罐式煅烧炉余热利用系统包括多台罐式煅烧炉(1.1～1.N)、水套进水母管9、水套出水母管10、多台余热锅炉(2.1～2.N)、蒸汽母管7、汽轮机11和凝汽器12，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于母管制的罐式煅烧炉余热利用系统，其特征在于，包括多台罐式煅烧炉、水套进水母管、水套出水母管、多台余热锅炉、蒸汽母管、汽轮机和凝汽器，其中，每一台罐式煅烧炉的烟气出口与每一台余热锅炉的烟气进口连通，所述罐式煅烧炉出来的高温烟气在余热锅炉中换热降温；多台余热锅炉的蒸汽出口通过蒸汽母管与所述汽轮机的蒸汽进口连通，各余热锅炉的蒸汽出口出来的蒸汽在所述蒸汽母管中汇集，所述蒸汽母管中的蒸汽进入所述汽轮机，驱动所述汽轮机旋转做功；所述汽轮机的排汽口与所述凝汽器的进汽口连通；所述凝汽器的冷却水进口与供热外网的回水管道连通，所述凝汽器通过供热外网的回水进行冷却；所述凝汽器的冷却水出口通过水套进水母管与各罐式煅烧炉的煅烧炉水套的冷却水进口连通，所述凝汽器的冷却水出口的冷却水在所述水套进水母管中汇集，然后分为多个支路分别进入各罐式煅烧炉的煅烧炉水套的冷却水进口，对各罐式煅烧炉的煅烧炉水套进行冷却；多台罐式煅烧炉的煅烧炉水套的热水出口通过水套出水母管与供热外网的供水管道连通，所述煅烧炉水套的热水出口的热水在所述水套出水母管中汇集，然后送至供热外网供水管道，向外提供热水。

【技术特征摘要】
1.一种基于母管制的罐式煅烧炉余热利用系统，其特征在于，包括多台罐式煅烧炉、水套进水母管、水套出水母管、多台余热锅炉、蒸汽母管、汽轮机和凝汽器，其中，每一台罐式煅烧炉的烟气出口与每一台余热锅炉的烟气进口连通，所述罐式煅烧炉出来的高温烟气在余热锅炉中换热降温；多台余热锅炉的蒸汽出口通过蒸汽母管与所述汽轮机的蒸汽进口连通，各余热锅炉的蒸汽出口出来的蒸汽在所述蒸汽母管中汇集，所述蒸汽母管中的蒸汽进入所述汽轮机，驱动所述汽轮机旋转做功；所述汽轮机的排汽口与所述凝汽器的进汽口连通；所述凝汽器的冷却水进口与供热外网的回水管道连通，所述凝汽器通过供热外网的回水进行冷却；所述凝汽器的冷却水出口通过水套进水母管与各罐式煅烧炉的煅烧炉水套的冷却水进口连通，所述凝汽器的冷却水出口的冷却水在所述水套进水母管中汇集，然后分为多个支路分别进入各罐式煅烧炉的煅烧炉水套的冷却水进口，对各罐式煅烧炉的煅烧炉水套进行冷却；多台罐式煅烧炉的煅烧炉水套的热水出口通过水套出水母管与供热外网的供水管道连通，所述煅烧炉水套的热水出口的热水在所述水套出水母管中汇集，然后送至供热外网供水管道，向外提供热水。2.根据权利要求1所述的余热利用系统，其特征在于，还包括烟气母管、引风机、脱硫装置和烟囱，所述多台余热锅炉的烟气出口通过烟气母管与所述引风机、脱硫装...

【专利技术属性】
技术研发人员：江文豪，
申请(专利权)人：中冶华天南京工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32