一种铜熔炼余热利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种铜熔炼余热利用系统，主要设备包括蓄热器、制酸高温烟气过热器、汽汽混合器和汽轮机、发电机，余热锅炉的饱和蒸汽出口管路与制酸高温烟气过热器连通，汽汽混合器分别与制酸高温烟气过热器和余热锅炉的饱和蒸汽出口管路连通，汽汽混合器的出口与汽轮机连通，蓄热器的进口和出口分别与余热锅炉的饱和蒸汽出口管路连通，汽轮机给发电机提供动力。本实用新型专利技术既能满足铜冶炼炉余热锅炉周期性运行，也能适应多台熔炼余热锅炉变工况运行。铜冶炼余热锅炉周期性产汽，经蓄热器变成连续供汽；多台熔炼余热锅炉利用蓄热器稳压，均经制酸高温烟气余热利用装置，将饱和蒸汽变成过热蒸汽，保证一定的过热度，驱动汽轮发电机连续运行。

A copper smelting waste heat utilization system

The utility model discloses a copper smelting waste heat utilization system, the main equipments include regenerator, acid steam superheater, high temperature flue gas mixer and steam turbine, generator, boiler steam outlet pipe and saturated acid gas with high temperature superheater connected steam mixer are respectively communicated with the outlet pipe of saturated steam superheater and high temperature flue gas acid the waste heat boiler, the steam turbine outlet and mixer connected accumulator inlet and outlet are respectively communicated with the outlet pipeline of saturated steam of the waste heat boiler, steam turbine generator to provide power. The utility model can not only meet the periodic operation of the waste heat boiler of the copper smelting furnace, but also adapt to the variable working condition of the waste heat boiler of the smelting furnace. Copper smelting waste heat boiler steam cycle, the heat accumulator into continuous steam supply; using accumulator voltage multiple smelting waste heat boiler, by acid high temperature flue gas waste heat utilization device, the saturated steam into superheated steam superheat, ensure the continuous operation of turbo generator drive.

【技术实现步骤摘要】
一种铜熔炼余热利用系统
本技术属于铜熔炼余热利用领域，具体涉及一种铜熔炼余热利用系统。
技术介绍
我国有色金属的年产量稳居世界第一，属于高耗能行业。铜冶炼过程各种窑炉产生的烟气余热量大，周期性生产，余热资源分散，难于保持稳定的供需平衡，难以集中利用，没有实现能源梯级利用。铜冶炼工艺一般不需要消耗蒸汽，利用余热锅炉冷却冶炼工艺烟气中，会产生大量的周期性饱和蒸汽，一台锅炉产汽通常直接排放，多台余热锅炉产汽，负荷参数变化较大，不好利用。同时冶炼烟气制酸过程中，烟气温度高，需要采用冷却设施保证制酸过程烟气温度，冷却介质多为空气和水，没有实现能源梯级利用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能充分利用冶炼过程中分散的余热资源，充分利用能源品味，提高能源综合利用效率的铜熔炼余热利用系统。本技术提供的这种铜熔炼余热利用系统，主要设备包括蓄热器、制酸高温烟气过热器、汽汽混合器和汽轮机、发电机，余热锅炉的饱和蒸汽出口管路与制酸高温烟气过热器连通，汽汽混合器分别与制酸高温烟气过热器和余热锅炉的饱和蒸汽出口管路连通，汽汽混合器的出口与汽轮机连通，蓄热器的进口和出口分别与余热锅炉的饱和蒸汽出口管路连通，汽轮机给发电机提供动力。余热锅炉的所述饱和蒸汽出口管路上依次连接有蒸汽出口阀组、蓄热器旁路调节阀和汽汽混合器入口止回阀组，蒸蓄热器旁路调节阀的后端管路连接有与所述制酸高温烟气过热器连通的支管，支管上连接有闸阀和饱和蒸汽集汽联箱。所述蓄热器连接有进口止回阀组和出口止回阀组，进口止回阀组和出口止回阀组分别与余热锅炉的所述蒸汽出口管路连通，进口止回阀组的连接位置在所述蒸汽出口阀组和蒸汽流量调节阀之间的管道上，出口止回阀组的连接位置对应于调节阀和所述支管的连接位置之间。所述制酸高温烟气过热器包括低温段和高温段，低温段的壳体外壁两端分别连接有低温段蒸汽入口集箱和低温段出口蒸汽集箱，高温段的壳体外壁两端分别连接有高温段入口蒸汽集箱和高温段出口蒸汽集箱，饱和蒸汽入口集箱和低温段出口蒸汽集箱之间、高温段入口蒸汽集箱和高温段出口蒸汽集箱之间分别连接有与制酸烟气顺流布置的换热管管屏，低温段出口蒸汽集箱和高温段入口蒸汽集箱之间连通。所述换热管为带螺旋翅片的蛇形换热管，换热管的两端通过弯头和光管与相应的蒸汽集箱连通。所述制酸高温烟气过热器的低温段出口蒸汽集箱和高温段入口蒸汽集箱之间通过连接有喷水式减温器的管路连通，喷水式减温器连接有减温水调节阀组；高温段出口蒸汽集箱连接有过热蒸汽集汽联箱，过热蒸汽集汽联箱与所述汽汽混合器连通。所述制酸高温烟气过热器连接有烟气旁路。所述制酸高温烟气过热器的低温段蒸汽入口集箱、低温段出口蒸汽集箱、温段入口蒸汽集箱、高温段出口蒸汽集箱和换热管均采用12Cr1MoVG材料制作。适应制酸烟气余热负荷波动较大时，可以短时干烧，而不会造成过热器在高温烟气中膨胀，管道开裂影响使用寿命。所述汽汽混合器包括外筒和内部喷射管，外筒包括大径圆管段、小径圆管段和两圆管段之间的过渡段，大径圆管段的外端有封板；内部喷射管包括圆管段和渐扩的喇叭段，圆管段伸出于外筒的大径圆管段外与所述过热蒸汽集汽联箱连通，喇叭段的末端对应于外筒大径圆管段的末端，外筒的大径圆管段靠端面处有沿大径圆管段径向的饱和蒸汽接管。所述内部喷射管的材料为15CrMoG，其喇叭段侧壁均布有蒸汽喷射孔，喇叭段的外径小于外筒大径圆管段的内径。本技术与现有技术相比，具有如下优点：（1）在余热锅炉的饱和蒸汽出口母管设置止回阀组，与蓄热器进出口阀组配合调节，可以将铜冶炼余热锅炉大量周期性产汽，变成连续产汽，提供了连续利用大量余热的有效途径；（2）设置蓄热器旁路，可以缩小余热锅炉变工况产汽参数范围，余热锅炉周期性产汽，旁路调节阀组关闭；多台余热锅炉稳定产汽，开启旁路调节阀组；多台余热锅炉产汽参数相差较大，关闭旁路调节阀组，通过蓄热器缓冲参数变化；（3）制酸转化工段高温烟气设置过热器，将余热稳流系统过来的饱和蒸汽过热，使出口蒸汽有一定过热度，保证汽轮发电机组安全稳定运行。同时实现了余热资源高能高用，在铜冶炼余热资源利用中实现了能源的梯级利用，提高了能源综合利用效率；（4）过热器出口设置蒸汽旁路，出口设置汽汽混合器，保证制酸烟气温度满足冶炼制酸要求，同时余热产生的蒸汽有一定的过热度，满足汽轮机进汽参数要求；（5）过热器设置了烟气旁通，余热发电系统故障或检修时，可以保证熔炼工艺正常运行。附图说明图1为本技术一个实施例的布置示意图。图2为图1中制酸高温烟气过热器及其蒸汽管路的放大结构示意图。图3为图2中制酸烟气过热器的右视示意图。图4为图1中汽汽混合器的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本实施例公开了一种铜熔炼余热利用系统，主要设备包括蓄热器4、制酸高温烟气过热器8、汽汽混合器9和汽轮机10、发电机11。如图2、图3所示，制酸高温烟气过热器8包括壳体81、低温段蒸汽入口集箱82、低温段出口蒸汽集箱83、高温段入口蒸汽集箱84、高温段出口蒸汽集箱85和换热管86。低温段蒸汽入口集箱82、低温段出口蒸汽集箱83、高温段入口蒸汽集箱84和高温段出口蒸汽集箱85依次从壳体81的高温烟气入口端往出口端垂直布置，饱和蒸汽入口集箱和低温段出口蒸汽集箱之间、高温段入口蒸汽集箱和高温段出口蒸汽集箱之间分别连接有换热管86。换热管86采用蛇形管，蛇形管上布置有螺旋形翅片。蛇形管与高温烟气流向顺流布置，各蛇形管的两端分别为弯头和光管，光管与相应的蒸汽集箱连接。若干换热管形成管屏。壳体的两端分别连接有烟气入口接头87和烟气出口接头88。低温段出口蒸汽集箱83和高温段入口蒸汽集箱84之间通过连接有喷水式减温器6的管路连通，喷水式减温器6连接减温水调节阀组（图中未画出）。通过仪表检测出口蒸汽温度，调整减温水调节阀组开度，控制过热器出口蒸汽温度；制酸烟气余热偏高，而余热锅炉过来的蒸汽量偏少时，也可以根据蒸汽温度，调整减温水量，控制出口烟温。如图1所示，制酸高温烟气过热器烟气入口的烟气来自转炉一层触媒出口，烟气出口的烟气去往转炉换热器入口。制酸高温烟气过热器连接有烟气旁路PT。当余热发电系统功能故障或检修时，可以保证熔炼工艺正常运行。本实施例为改造项目，如图1所示，本实施例的余热锅炉包括冶炼余热锅炉1和铜熔炼炉余热锅炉2。冶炼余热锅炉1和铜熔炼炉余热锅炉2的饱和蒸汽出口管路合并后的母管连接有蒸汽出口阀组3。蒸汽出口阀组3的出口分成两条支路，一条连通蓄热器4，另一条又分成两条支路，分别连通制酸高温烟气过热器8和汽汽混合器9。蓄热器4通过进口调节阀组5和出口调节阀组6与余热锅炉的蒸汽出口管路连通。进口调节阀组5和出口调节阀组6之间的蒸汽管路上连接有蓄热器旁路调节阀7。余热锅炉饱和蒸汽出口管路与制酸高温烟气过热器8连通的支路上连接有闸阀和饱和蒸汽集汽联箱BL。饱和蒸汽集汽联箱BL与制酸高温烟气过热器8的饱和蒸汽入口集箱82连通。余热锅炉饱和蒸汽出口管路与汽汽混合器8连通的蒸汽管路上连接有调节阀组11。制酸高温烟气过热器8的高温段出口蒸汽集箱85连通有过热蒸汽集汽联箱GL，过热蒸汽集汽联箱GL与汽汽混合器9的入口连通，汽汽混合器9的出口与汽轮机10连通，汽轮机给发电机提供动力。汽汽混合器9包括外筒91本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜熔炼余热利用系统，其特征在于：该系统主要设备包括蓄热器、制酸高温烟气过热器、汽汽混合器和汽轮机、发电机，余热锅炉的饱和蒸汽出口管路与制酸高温烟气过热器连通，汽汽混合器分别与制酸高温烟气过热器和余热锅炉的饱和蒸汽出口管路连通，汽汽混合器的出口与汽轮机连通，蓄热器的进口和出口分别与余热锅炉的饱和蒸汽出口管路连通，汽轮机给发电机提供动力。

【技术特征摘要】
1.一种铜熔炼余热利用系统，其特征在于：该系统主要设备包括蓄热器、制酸高温烟气过热器、汽汽混合器和汽轮机、发电机，余热锅炉的饱和蒸汽出口管路与制酸高温烟气过热器连通，汽汽混合器分别与制酸高温烟气过热器和余热锅炉的饱和蒸汽出口管路连通，汽汽混合器的出口与汽轮机连通，蓄热器的进口和出口分别与余热锅炉的饱和蒸汽出口管路连通，汽轮机给发电机提供动力。2.如权利要求1所述的铜熔炼余热利用系统，其特征在于：余热锅炉的所述饱和蒸汽出口管路上依次连接有蒸汽出口阀组、蓄热器旁路调节阀和汽汽混合器入口止回阀组，蒸蓄热器旁路调节阀的后端管路连接有与所述制酸高温烟气过热器连通的支管，支管上连接有闸阀和饱和蒸汽集汽联箱。3.如权利要求2所述的铜熔炼余热利用系统，其特征在于：所述蓄热器连接有进口止回阀组和出口止回阀组，进口止回阀组和出口止回阀组分别与余热锅炉的所述蒸汽出口管路连通，进口止回阀组的连接位置在所述蒸汽出口阀组和蒸汽流量调节阀之间的管道上，出口止回阀组的连接位置对应于调节阀和所述支管的连接位置之间。4.如权利要求1所述的铜熔炼余热利用系统，其特征在于：所述制酸高温烟气过热器包括低温段和高温段，低温段的壳体外壁两端分别连接有低温段蒸汽入口集箱和低温段出口蒸汽集箱，高温段的壳体外壁两端分别连接有高温段入口蒸汽集箱和高温段出口蒸汽集箱，饱和蒸汽入口集箱和低温段出口蒸汽集箱之间、高温段入口蒸汽集箱和高温段出口蒸汽集箱之间分别连接有与制酸烟气顺流布置的换热管管屏，低温...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳绍伟，匡社颖，曾锦波，阮云松，张体富，孔德颂，赵众，孔祥玉，卓丽萍，
申请(专利权)人：长沙有色冶金设计研究院有限公司，易门铜业有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43