專利名稱：高溫?zé)Y(jié)礦料冷卻和余熱蒸汽發(fā)生器一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用高溫固體物料冷卻和余熱回收利用，特別是涉及一種直接利用高溫?zé)Y(jié)礦渣余熱的蒸汽發(fā)生器裝置。
技術(shù)背景許多工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的高溫固體物料，如燒結(jié)礦、爐渣、礦渣、固體物料等的顯熱是可以回收利用的熱能。在冶金工業(yè)中，燒結(jié)機(jī)產(chǎn)出的燒結(jié)礦料的溫度高達(dá)1000°c，必須冷卻之后才能進(jìn)入下一步冶煉工序。為了利用冷卻高溫礦料過(guò)程所釋放的熱能，現(xiàn)有的傳統(tǒng)方法是將高溫礦料在一個(gè)環(huán)形或帶式冷渣機(jī)上移動(dòng)，同時(shí)用強(qiáng)制通過(guò)空氣將礦料冷卻到 150°C以下，空氣則被加熱到400-450°C后排往一臺(tái)余熱鍋爐，加熱其中的水產(chǎn)生蒸汽，被用于發(fā)電或供熱，最終將高溫?zé)Y(jié)礦的一部份顯熱轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)余熱發(fā)電利用，達(dá)到節(jié)能目的。上述傳統(tǒng)的燒結(jié)礦冷卻和余熱回收利用方法有以下缺陷1、系統(tǒng)復(fù)雜，燒結(jié)礦冷卻和余熱回收裝置包括冷渣機(jī)和強(qiáng)制鼓風(fēng)系統(tǒng)，熱風(fēng)余熱鍋爐和蒸汽發(fā)電裝置，設(shè)備多，管道系統(tǒng)復(fù)雜。2、冷卻效率低，余熱回收率低，由于空氣與熱礦料之間的對(duì)流換熱的強(qiáng)度低，只能使空氣溫度最高達(dá)到400-45(TC，限制了熱空氣余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽溫度一般不超過(guò) 400°C，用于發(fā)電的熱效率低，由此造成全部余熱回收利用率只有10-12%。3、自身能耗高，通過(guò)環(huán)形或帶形冷渣機(jī)的空氣流量大，流動(dòng)阻力損失大，鼓風(fēng)機(jī)電耗往往占余熱發(fā)電量的約15%，進(jìn)一步降低了余熱利用效率。4、占地大，為了在冷渣機(jī)中冷卻礦料和在余熱鍋爐中加熱水-蒸汽工作介質(zhì)，都依靠空氣的對(duì)流傳熱，其傳熱強(qiáng)度低，使設(shè)備體積龐大，管道系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大。5、環(huán)境污染問(wèn)題，強(qiáng)制通過(guò)冷渣機(jī)礦料的空氣帶起的細(xì)小礦料會(huì)隨空氣排入大氣造成環(huán)境污染，采用除塵設(shè)施除了增加設(shè)備外，不可避免的含塵空氣的泄漏會(huì)造成大氣污
^fe ο因此，傳統(tǒng)燒結(jié)礦冷卻和余熱回收方法的造價(jià)高，能耗高，占地大，而且余熱回收利用率低
實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供這樣一種利用高溫礦料的余溫產(chǎn)生蒸汽的蒸汽發(fā)生器裝置。即利用高溫?zé)Y(jié)礦石物料直接接觸蒸汽發(fā)生器的加熱面，將礦料的顯熱傳給加熱管的工作介質(zhì)-水，產(chǎn)生蒸汽，而高溫礦料同時(shí)被冷卻，從而高溫礦料通過(guò)熱輻射，接觸熱和氣流的對(duì)流三種方法向蒸汽發(fā)生器傳熱，具有比單純對(duì)流傳熱高得多的傳熱強(qiáng)度，能將蒸汽加熱到更高溫度，用于供熱或發(fā)電，其礦料冷卻和蒸汽發(fā)生器合為一體，使得整個(gè)裝置大為簡(jiǎn)化，使結(jié)構(gòu)緊湊造價(jià)低。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取了如下的技術(shù)措施[0012]高溫?zé)Y(jié)礦料冷卻和余熱蒸汽發(fā)生器一體化裝置，主要包括運(yùn)送礦料的燒結(jié)機(jī)和蒸汽發(fā)生器，其特征在于所述蒸汽發(fā)生器為立體方形空心體，其一側(cè)上部開(kāi)有燒結(jié)機(jī)的送料及排氣孔，其四壁為爐墻，中間為爐膛，爐膛的下部為體積逐漸收窄的漏斗，最下部為排料擋板和排料及空氣入口，爐膛的下部和上部分別裝有下集箱和集汽包，爐膛內(nèi)從下往上依次裝有加熱器水管，過(guò)熱蒸汽管束和破碎機(jī)，高溫?zé)Y(jié)礦料從前述排料排氣口排至破碎機(jī)，被破碎的礦料充滿爐膛，形成蒸汽發(fā)生器的熱源體，爐膛四壁在下集箱和集汽包之間裝有水冷壁管，在爐膛內(nèi)部的熱源體中裝有豎直蒸發(fā)管，爐墻的外部裝有降水管，所述降水管，水冷壁管和蒸發(fā)管的下端都連接于下集箱，其上端都連接于集汽包，水管的一端經(jīng)進(jìn)水分配集箱、給水泵與進(jìn)水管連接，另一端通過(guò)出水聯(lián)箱，氣水換熱器連接于下集箱的端部， 所述過(guò)熱蒸汽管束的一端通過(guò)過(guò)熱蒸汽入口集箱與從集汽包頂部引出的飽和蒸汽管連接， 另一端通過(guò)過(guò)熱蒸汽出口集箱與過(guò)熱蒸汽出口管連接，所述裝有礦料的燒結(jié)機(jī)，其外部裝有空氣罩，下部為排風(fēng)箱，風(fēng)箱的下部，煙氣管之一經(jīng)抽風(fēng)機(jī)、氣水換熱器，排煙管與另一煙氣管匯合后連接于主抽風(fēng)機(jī)。運(yùn)行中，高溫礦料送入爐膛上部，經(jīng)破碎機(jī)破碎成小顆粒成為傳熱的固態(tài)熱源層，充滿爐膛，靠重力自上而下移動(dòng)，高達(dá)1000°c的礦料從爐底排出時(shí)已降至150°C以下， 冷空氣在爐膛內(nèi)吸收熱量，又經(jīng)高溫礦料而變成熱煙氣，在氣水換熱器中放熱而后排出，過(guò)熱蒸汽管束吸收熱量其排出的蒸汽溫度高溫達(dá)540°C。本實(shí)用新型的有益效果1、將高溫爐料送至碎渣機(jī)上部，破碎后成為均勻的顆粒熱源體，布滿爐膛自由下落，以對(duì)流輻射和直接接觸三種換熱方式于一體進(jìn)行熱交換，結(jié)構(gòu)緊湊，換熱效率高，占地面積小。2、高溫?zé)Y(jié)礦渣與受熱介質(zhì)的直接接觸，能有效地提高蒸汽的壓力和溫度，大大提高余熱發(fā)電的循環(huán)熱效率，使綜合余熱利用率提高達(dá)30 %以上，是傳統(tǒng)方式的兩倍以上。3、礦渣放熱后成為溫度低的灰渣，于排渣口方便排出，減少熱力發(fā)電系統(tǒng)尾部占面積很大的除塵設(shè)備及其對(duì)設(shè)備的嚴(yán)重磨損，也避免了粉塵排放造成對(duì)周圍環(huán)境的污染。

圖為本實(shí)用新型直接利用高溫?zé)Y(jié)礦渣余熱的蒸汽發(fā)生器裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示，該裝置主要包括運(yùn)送礦料O)的燒結(jié)機(jī)(1)和蒸汽發(fā)生器，所述蒸汽發(fā)生器(4)為立體方形空心體，其一側(cè)上部開(kāi)有燒結(jié)機(jī)(1)的送料及排氣孔( )，所述發(fā)生器四壁為爐墻(10)，中間為爐膛(27)，爐膛(XT)下部為體積逐漸收窄的漏斗(30)， 最下部為排料擋板(3 和排料及空氣入口(6)，爐膛(XT)的下部和上部分別裝有下集箱 (18)和集汽包(20)，爐膛(XT)內(nèi)從下往上依次裝有加熱器水管(17)，過(guò)熱蒸汽管束04) 和破碎機(jī)(3)，破碎機(jī)(3)的周圍為被破碎的碎渣熱源體(5)所形成的充滿爐膛的固態(tài)熱源層，爐膛四壁裝有水冷壁管(19)，中間于下集箱(18)內(nèi)裝有垂直向上穿過(guò)水管(17)，過(guò)熱蒸汽管束04)和固態(tài)熱源層四周豎壁內(nèi)豎直蒸發(fā)管(32)，爐墻(10)的外部裝有降水管 (21)，所述降水管(21)，管(19)，蒸發(fā)管(32)其下部和上部均分別插于下集箱(18)和集汽包00)中，水管(17)的一端經(jīng)進(jìn)水分配集箱(16)，給水泵(1 與進(jìn)水管(14)連接，另一端通過(guò)出水聯(lián)箱(31)，氣水換熱器(1 連接于下集箱(18)的端部。所述過(guò)熱蒸汽管束 (24)的一端通過(guò)過(guò)熱蒸汽入口集箱與從集汽包00)頂部引出的飽和蒸汽管02)連接，另一端通過(guò)過(guò)熱蒸汽出口集箱0 與過(guò)熱蒸汽出口管束06)連接，所述裝有礦料(2) 的燒結(jié)機(jī)(1)其外部裝有空氣罩(觀)，下部為排風(fēng)箱(8)，風(fēng)箱(8)的下部，煙氣管之一經(jīng)抽風(fēng)機(jī)(11)，氣水換熱器(1 排煙管(7)與另一煙氣管(9)混合后，與主抽風(fēng)機(jī)(13)連接。所述破碎機(jī)C3)為水平裝設(shè)，該破碎機(jī)可以是旋轉(zhuǎn)型破碎機(jī)，也可以是旋轉(zhuǎn)葉片式破碎機(jī)或者是打擊式破碎機(jī)，該破碎機(jī)可以裝一臺(tái)，也可以裝多臺(tái)，可以是一層裝設(shè)，也可以是兩層裝設(shè)。加熱器水管(17)和過(guò)熱蒸汽管束04)由水平或微傾斜裝設(shè)的彎管構(gòu)成， 管束可以是順列布置，也可以是錯(cuò)列布置。所述漏斗(30)的橫斷面向下逐漸收窄，其排渣及空氣入口(6)的有效斷面可收縮至爐膛斷面的二分之一以下。插于下集箱(18)中垂直向上穿過(guò)水管(17)，過(guò)熱蒸汽管束04)和破碎機(jī)(3)的間隙處，構(gòu)成固態(tài)熱源體( 周壁的蒸發(fā)管(32)，其數(shù)量可以是一排或兩排以上，每排數(shù)根，直接插入集汽包OO)中。所述爐墻(10)內(nèi)壁裝設(shè)的垂直向上的水冷壁管(19)可以是并排布置的光管，或者是并排的鰭片管。其運(yùn)行方式裝于燒結(jié)機(jī)⑴上的其溫度高達(dá)1000°C的燒結(jié)礦料O)，于送料及排氣孔09)處送入破碎機(jī)C3)的上部，被轉(zhuǎn)動(dòng)的破碎機(jī)C3)破碎成小顆料，構(gòu)成礦料熱源體( 并自上而下自由下落充滿爐膛和過(guò)熱蒸汽管束(M)、水冷壁管(19)、蒸發(fā)管(3 以及從排渣及空氣入口(6)被抽風(fēng)機(jī)(11)所抽吸的從爐膛內(nèi)自下而上流動(dòng)，與熱源體( 所形成的熱源層進(jìn)行對(duì)流，輻射和直接接觸進(jìn)行熱交換。從排渣及空氣入口(6)排出的碎渣冷卻至150°C以下。從入口(6)進(jìn)入的冷空氣自下而上吸收熱量，通過(guò)排氣孔09)吸收礦料的高溫?zé)岫兂蔁釤煔?，?jīng)排風(fēng)箱⑶抽風(fēng)機(jī)(11)進(jìn)入氣水換熱器(12)放熱后經(jīng)排煙管(7)與煙氣管 (9)抽來(lái)的煙氣混合后，經(jīng)主抽風(fēng)機(jī)(13)排出。冷水經(jīng)進(jìn)水管(14)，給水泵(15)進(jìn)水分配集箱(16)打入加熱器水管(17)內(nèi)接受熱交換，經(jīng)出水聯(lián)箱(31)打入氣水換熱器(12) 中，再次被加熱后將水返回下集箱(18)內(nèi)。水冷壁管(19)和蒸發(fā)管(3 中的水及汽水混合物受熱后流入集汽包OO)內(nèi)，在汽包OO)內(nèi)經(jīng)汽水分離器將汽水分離后，其水經(jīng)降水管 (21)返回下集箱(18)內(nèi)構(gòu)成自然再循環(huán)，而分離出的飽和蒸汽經(jīng)飽和蒸汽管0 過(guò)熱蒸汽入口集箱打入過(guò)熱蒸汽管束04)接受熱量后，將過(guò)熱溫度加熱到高達(dá)500°C，經(jīng)過(guò)熱蒸汽出口集箱(25)，過(guò)熱蒸汽出口管束06)而送給用戶供熱或發(fā)電。
權(quán)利要求1.高溫?zé)Y(jié)礦料冷卻和余熱蒸汽發(fā)生器一體化裝置，主要包括運(yùn)送礦料O)的燒結(jié)機(jī)(I)和蒸汽發(fā)生器，其特征在于；所述蒸汽發(fā)生器(4)為立體方形空心體，其一側(cè)上部開(kāi)有燒結(jié)機(jī)⑴的送料及排氣孔( )，所述蒸汽發(fā)生器⑷的四壁為爐墻(10)，中間為爐膛 (27)，爐膛(XT)的下部為體積逐漸收窄的漏斗(30)，最下部為排料擋板(3 和排料及空氣入口(6)，爐膛(XT)的下部和上部分別裝有下集箱(18)和集汽包(20)，爐膛(XT)內(nèi)從下往上依次裝有加熱器水管(17)，過(guò)熱蒸汽管束04)和破碎機(jī)(3)，高溫?zé)Y(jié)礦料( 從前述排料排氣口 09)排至破碎機(jī)(3)，被破碎的礦料充滿爐膛(27)，形成蒸汽發(fā)生器的熱源體(5)，爐膛四壁在下集箱(18)和集氣包00)之間裝有水冷壁管(19)，在爐膛(XT) 內(nèi)部的熱源體(5)中裝有豎直蒸發(fā)管(32)，爐墻(10)的外部裝有降水管(21)，所述降水管 (21)，水冷壁管(19)和蒸發(fā)管(3 的下端都連接于下集箱(18)，其上端都連接于集汽包 (20)，水管(17)的一端經(jīng)進(jìn)水分配集箱(16)，給水泵(1 與進(jìn)水管(14)連接，另一端通過(guò)出水聯(lián)箱(31)，氣水換熱器(1 連接于下集箱(18)的端部，所述過(guò)熱蒸汽管束04)的一端通過(guò)過(guò)熱蒸汽入口集箱與從集汽包OO)頂部引出的飽和蒸汽管0 連接，另一端通過(guò)過(guò)熱蒸汽出口集箱0 與過(guò)熱蒸汽出口管束06)連接，所述裝有礦料O)的燒結(jié)機(jī)(1)，其外部裝有空氣罩(觀)，下部為排風(fēng)箱(8)，風(fēng)箱(8)的下部，煙氣管之一經(jīng)抽風(fēng)機(jī)(II)，氣水換熱器(12)，排煙管(7)與另一煙氣管(9)匯合后連接于主抽風(fēng)機(jī)(13)。
2.如權(quán)利要求1所述高溫?zé)Y(jié)礦料冷卻和余熱蒸汽發(fā)生器一體化裝置，其特征在于 所述破碎機(jī)C3)為水平裝設(shè)，該破碎機(jī)可以是旋轉(zhuǎn)型破碎機(jī)也可以是旋轉(zhuǎn)葉片式破碎機(jī)或者是打擊式破碎機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述高溫?zé)Y(jié)礦料冷卻和余熱蒸汽發(fā)生器一體化裝置，其特征在于 所述破碎機(jī)C3)可以是一臺(tái)，也可以裝多臺(tái)，可以是一層裝設(shè)，也可以是兩層裝設(shè)。
4.如權(quán)利要求1所述高溫?zé)Y(jié)礦料冷卻和余熱蒸汽發(fā)生器一體化裝置，其特征在于 加熱器水管(17)和過(guò)熱蒸汽管束04)由水平或微傾斜裝設(shè)的彎管構(gòu)成，管束可以是順列布置，也可以是錯(cuò)列布置。
5.如權(quán)利要求1所述高溫?zé)Y(jié)礦料冷卻和余熱蒸汽發(fā)生器一體化裝置，其特征在于 漏斗(30)的橫斷面向下逐漸收窄，其排渣及空氣入口(6)的有效斷面可收縮至爐膛(XT) 斷面的二分之一以下。
6.如權(quán)利要求1所述高溫?zé)Y(jié)礦料冷卻和余熱蒸汽發(fā)生器一體化裝置，其特征在于 排料擋板(3 可以改變排料及空氣入口(6)的橫截面的大小，排料擋板(3 可以是旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，或者是水平移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求1所述高溫?zé)Y(jié)礦料冷卻和余熱蒸汽發(fā)生器一體化裝置，其特征在于 在爐墻(10)內(nèi)壁裝設(shè)的垂直向上的水冷壁管(19)，可以是并排布置的光管，或者是并排的鰭片管。
8.如權(quán)利要求1所述高溫?zé)Y(jié)礦料冷卻和余熱蒸汽發(fā)生器一體化裝置，其特征在于 通過(guò)礦料熱源體(5)的蒸發(fā)管(32)，其數(shù)量可以是一排或兩排以上，每排數(shù)根。
9.如權(quán)利要求1所述高溫?zé)Y(jié)礦料冷卻和余熱蒸汽發(fā)生器一體化裝置，其特征在于 布置在爐膛(XT)中的過(guò)熱蒸汽管束04)、加熱器水管(17)、水冷壁管(19)、蒸發(fā)管(32)之間的爐膛07)空間被破碎機(jī)( 破碎的礦料( 充滿，形成蒸汽發(fā)生器(4)的熱源體(5)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高溫?zé)Y(jié)礦料冷卻和余熱蒸汽發(fā)生器一體化裝置，裝設(shè)于燒結(jié)機(jī)高溫礦料排出口下方，為立體方形空心體，其四壁為爐墻，中間為爐膛，爐膛的下部為體積逐漸收窄的漏斗，最下部為排料擋板和空氣入口，燒結(jié)機(jī)高溫礦料自上而下落入爐膛，通過(guò)裝設(shè)在其中的過(guò)熱蒸汽管、加熱器水管和垂直蒸發(fā)管，通過(guò)與受熱管的直接接觸導(dǎo)熱、熱輻射和抽風(fēng)機(jī)吸入的自下而上通過(guò)爐膛內(nèi)礦料層被加熱的空氣流的對(duì)流傳熱，礦料被冷卻后從底部排出，而管中的水被加熱蒸發(fā)，產(chǎn)生高溫過(guò)熱蒸汽排出可用于發(fā)電，將高溫?zé)Y(jié)礦料的冷卻和余熱蒸汽發(fā)生器結(jié)合在一個(gè)裝置內(nèi)完成。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎、緊湊，熱效率高，可廣泛應(yīng)用于高溫礦料的冷卻和余熱利用。
文檔編號(hào)F22B1/04GK202018025SQ20112000683
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者熊天渝 申請(qǐng)人:熊天渝