一种基于余热回收的煅烧炉循环冷却系统及方法技术方案

一种基于余热回收的煅烧炉循环冷却系统及方法，该系统包括煅烧炉、余热锅炉、余热锅炉蒸汽母管、余热锅炉给水母管、煅烧炉水套、水套进水母管、水套出水母管，凝汽器和汽轮机，各煅烧炉的烟气出口与余热锅炉的烟气进口连通，各余热锅炉的蒸汽驱动汽轮机旋转做功；汽轮机排出的蒸汽进入凝汽器凝结成水，然后通过凝结水泵分别为各余热锅炉提供给水，热网回水管道与水套进水母管连通，水套进水母管与各煅烧炉水套的冷却水进口连通，各煅烧炉水套的冷却水出口与水套出水母管连通，水套出水母管通与凝汽器的冷却水进口连通，凝汽器的冷却水出口与热网供水管道连通。该系统既回收了余热还保证了煅烧炉高温烟气、汽轮机凝汽器、煅烧炉水套的冷却。

Circulating cooling system and method for calciner based on waste heat recovery

A waste heat recovery furnace circulating cooling system and method based on the system, including the calcination furnace, waste heat boiler, waste heat boiler steam pipe, water supply pipe waste heat boiler, furnace water jacket, a water jacket water inlet pipe, a water pipe, condenser and steam turbine, the flue gas inlet flue gas outlet and calciner waste heat boiler steam boiler is the driving turbine to rotate; entering the condenser steam turbine exhaust condenses into water, and then through the condensate pump respectively for the waste heat boiler supply water, heating return pipe and a water jacket water inlet pipe communicated with the cooling water inlet, a water jacket water inlet pipe and the water jacket furnace base connection the furnace water jacket cooling water outlet and a water jacket connected pipe, a water jacket cooling water inlet pipe and jellyfish condenser connected, cooling water condenser Communicated with the water supply pipeline of the heat supply network. The system not only recycles the waste heat, but also ensures the cooling of the high temperature flue gas of the calciner, the steam turbine condenser and the water jacket of the calciner.

【技术实现步骤摘要】
一种基于余热回收的煅烧炉循环冷却系统及方法
本专利技术涉及循环冷却
，具体地说，涉及一种基于余热回收的煅烧炉循环冷却系统及方法。
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。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，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。可见，如果能构建一套煅烧炉余热利用系统，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，必然能产生非常可观的经济收益。
技术实现思路
本专利技术的基于余热回收的煅烧炉循环冷却系统及方法，在余热回收的同时考虑到煅烧炉循环冷却，即：余热回收不能影响工艺的正常生产，不会因为余热回收导致整套系统的生产运行受阻。一种基于余热回收的煅烧炉循环冷却系统，包括：煅烧炉、余热锅炉、余热锅炉蒸汽母管、余热锅炉给水母管、煅烧炉水套、水套进水母管、水套出水母管，汽轮机和凝汽器，各煅烧炉的烟气出口与一个或多个余热锅炉的烟气进口连通，各余热锅炉的蒸汽出口均与所述余热锅炉蒸汽母管连通，所述余热锅炉蒸汽母管与所述汽轮机的蒸汽进口连通，所述余热锅炉蒸汽母管中的蒸汽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，所述凝汽器的凝结水出口与所述余热锅炉给水母管连通，所述余热锅炉给水母管与各余热锅炉的给水进口连通，分别为各余热锅炉提供给水，其中，所述煅烧炉水套位于每个煅烧炉的出料端，热网回水管道与所述水套进水母管通过第二连通管连通，所述水套进水母管与各台煅烧炉水套的冷却水进口连通，各台煅烧炉水套的冷却水出口与所述水套出水母管连通，所述水套出水母管通过第五连通管与所述凝汽器的冷却水进口连通，所述凝汽器的冷却水出口通过第一连通管与热网供水管道连通。优选地，还具有冷却塔，在冷却塔的集水池的出水管道上设置有循环水泵，并且，冷却塔的集水池的出水管道通过第六连通管与凝汽器的冷却水进口管道连通，所述凝汽器的冷却水出口通过第三连通管与所述冷却塔的进水口连通，冷却塔的集水池的出水管道还通过第七连通管与水套进水母管连通，所述煅水套出水母管通过第四连通管与所述冷却塔的进水口连通。优选地，在第一至第七连通管上设置有控制管路通断的切换阀，其中，在采暖季，打开第一连通管、第二连通管和第五连通管上的切换阀，关闭第三连通管、第四连通管、第六连通管、第七连通管上的切换阀，从而形成煅烧炉水套和凝汽器的串联循环冷却回路；在非采暖季，关闭第一连通管、第二连通管和第五连通管上的切换阀，打开第三连通管、第四连通管、第六连通管、第七连通管上的切换阀，开启循环水泵，从而形成非采暖季煅烧炉水套和凝汽器的并联组合循环冷却回路。优选地，所述循环冷却系统还包括凝结水泵和除氧给水系统，所述凝汽器的凝结水出口与凝结水泵、除氧给水系统、余热锅炉给水母管沿凝结水流向顺次连通，所述凝汽器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，然后送至所述余热锅炉给水母管。优选地，所述汽轮机还设置有抽汽口，所述抽汽口与除氧给水系统的加热蒸汽进口连通，为所述除氧给水系统提供加热汽源。优选地，煅烧炉烟气在余热锅炉中放热降温后的排放温度控制在150～200℃。优选地，采暖季时，凝汽器的进口冷却水温度控制在45～50℃，煅烧炉水套的进口冷却水温度控制在55～60℃，煅烧炉水套的出口冷却水温度控制在65～70℃。优选地，余热锅炉的给水水质采用除盐水。优选地，采暖季时，煅烧炉水套和凝汽器的冷却水水质采用软化水；非采暖季时，煅烧炉水套和凝汽器的冷却水水质采用普通工业水。一种基于余热回收的煅烧炉循环冷却方法，利用以上所述的基于余热回收的煅烧炉循环冷却系统，各煅烧炉排出的烟气进入一个或多个余热锅炉换热，各余热锅炉通过汽水系统进行冷却，各余热锅炉产生的蒸汽共同驱动汽轮机旋转做功，汽轮机排出的蒸汽进入凝汽器冷凝，凝汽器的凝结水作为给水返回各余热锅炉，以吸收烟气显热，从而在进行余热利用的同时完成了对煅烧炉烟气的循环冷却，以满足下游烟气净化处理设施的温度要求；在采暖季，热网回水作为冷却水依次通入各煅烧炉水套、凝汽器，经过换热处理的冷却水作为热网供水进入热网供水管道，从而在进行余热利用的同时完成了煅烧炉水套和凝汽器的串联循环冷却；在非采暖季，开启循环水泵，冷却塔的冷却水通过循环水泵加压后分为两路，一路冷却水对煅烧炉水套进行冷却后回到冷却塔，另一路冷却水对凝汽器进行冷却后再回到冷却塔，从而完成煅烧炉水套和凝汽器的并联循环冷却。附图说明通过结合下面附图对其实施例进行描述，本专利技术的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。图1是表示本专利技术实施例的基于余热回收的煅烧炉循环冷却系统的工艺流程图；其中，煅烧炉1.1、煅烧炉1.2、煅烧炉水套2.1、煅烧炉水套2.2、余热锅炉3.1、余热锅炉3.2、汽轮机4、凝汽器5、凝结水泵6、除氧给水系统7、冷却塔8、循环水泵9、余热锅炉给水母管100、余热锅炉蒸汽母管200、水套进水母管300、水套出水母管400、第一连通管10、第二连通管20、第三连通管30、第四连通管40、第五连通管50、第六连通管60、第七连通管70。具体实施方式下面将参考附图来描述本专利技术所述的基于余热回收的煅烧炉循环冷却系统及方法的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。煅烧炉循环冷却系统包括一个或多个煅烧炉，以及一个或多个余热锅炉，用于回收煅烧炉的高温烟气中的余热。在每个煅烧炉的出料端设置有冷却水套，用于对高温煅后焦进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于余热回收的煅烧炉循环冷却系统，包括：煅烧炉、余热锅炉、余热锅炉蒸汽母管、余热锅炉给水母管、煅烧炉水套、水套进水母管、水套出水母管，汽轮机和凝汽器，其特征在于，各煅烧炉的烟气出口与一个或多个余热锅炉的烟气进口连通，各余热锅炉的蒸汽出口均与所述余热锅炉蒸汽母管连通，所述余热锅炉蒸汽母管与所述汽轮机的蒸汽进口连通，所述余热锅炉蒸汽母管中的蒸汽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，所述凝汽器的凝结水出口与所述余热锅炉给水母管连通，所述余热锅炉给水母管与各余热锅炉的给水进口连通，分别为各余热锅炉提供给水，其中，所述煅烧炉水套位于每个煅烧炉的出料端，热网回水管道与所述水套进水母管通过第二连通管连通，所述水套进水母管与各台煅烧炉水套的冷却水进口连通，各台煅烧炉水套的冷却水出口与所述水套出水母管连通，所述水套出水母管通过第五连通管与所述凝汽器的冷却水进口连通，所述凝汽器的冷却水出口通过第一连通管与热网供水管道连通。

【技术特征摘要】
1.一种基于余热回收的煅烧炉循环冷却系统，包括：煅烧炉、余热锅炉、余热锅炉蒸汽母管、余热锅炉给水母管、煅烧炉水套、水套进水母管、水套出水母管，汽轮机和凝汽器，其特征在于，各煅烧炉的烟气出口与一个或多个余热锅炉的烟气进口连通，各余热锅炉的蒸汽出口均与所述余热锅炉蒸汽母管连通，所述余热锅炉蒸汽母管与所述汽轮机的蒸汽进口连通，所述余热锅炉蒸汽母管中的蒸汽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，所述凝汽器的凝结水出口与所述余热锅炉给水母管连通，所述余热锅炉给水母管与各余热锅炉的给水进口连通，分别为各余热锅炉提供给水，其中，所述煅烧炉水套位于每个煅烧炉的出料端，热网回水管道与所述水套进水母管通过第二连通管连通，所述水套进水母管与各台煅烧炉水套的冷却水进口连通，各台煅烧炉水套的冷却水出口与所述水套出水母管连通，所述水套出水母管通过第五连通管与所述凝汽器的冷却水进口连通，所述凝汽器的冷却水出口通过第一连通管与热网供水管道连通。2.根据权利要求1所述的煅烧炉循环冷却系统，其特征在于，还具有冷却塔，在冷却塔的集水池的出水管道上设置有循环水泵，并且，冷却塔的集水池的出水管道通过第六连通管与凝汽器的冷却水进口管道连通，所述凝汽器的冷却水出口通过第三连通管与所述冷却塔的进水口连通，冷却塔的集水池的出水管道还通过第七连通管与水套进水母管连通，所述煅水套出水母管通过第四连通管与所述冷却塔的进水口连通。3.根据权利要求2所述的煅烧炉循环冷却系统，其特征在于，在第一至第七连通管上设置有控制管路通断的切换阀，其中，在采暖季，打开第一连通管、第二连通管和第五连通管上的切换阀，关闭第三连通管、第四连通管、第六连通管、第七连通管上的切换阀，从而形成煅烧炉水套和凝汽器的串联循环冷却回路；在非采暖季，关闭第一连通管、第二连通管和第五连通管上的切换阀，打开第三连通管、第四连通管、第六连通管、第七连通管上的切换阀，开启循环水泵，从而形成非采暖季煅烧炉水套和凝汽器的并联组合循环冷却回路。4.根据权利要求1所述的煅烧炉循环冷却系统，其特征在于，所...

【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