一种可高效回收烧结矿显热的立式烧结矿冷却机.pdf

一种可高效回收烧结矿显热的立式烧结矿冷却机，属烧结设备技术领域，用于解决避免烧结矿冷却过程中漏风及高效回收烧结矿显热问题。技术方案是：它由供料部分、冷却部分和输料部分构成，冷却部分包括立式密闭的本体、热风管路、风机和自上而下设置于本体的料斗、上密封阀、预存室、下密封阀、换热室、布风板、等压风室和排料通道，预存室和换热室之间设有环形风室，环形风室连通热风管路，等压风室连通风机，所述布风板上均布风帽和落矿口。本发明优点如下：1.漏风率接近于零；2.冷却设备气固换热效率提高；3.回收的热空气品位提高；4.有利于提高余热锅炉利用率。基于上述优点，本发明有望作为烧结冷却机的更新换代设备而普遍应用。

1.  一种可高效回收烧结矿显热的立式烧结矿冷却机，其特征在于：它由供料部分、冷却部分和输料部分构成，所述冷却部分包括立式密闭的本体(17)、热风管路(18)、风机(16)和自上而下设置于本体的料斗(1)、上密封阀(2)、预存室(3)、下密封阀(5)、换热室(8)、布风板(9)、等压风室(10)和排料通道(11)，所述预存室和换热室之间设有环形风室(4)，环形风室连通热风管路，等压风室连通风机，所述布风板上均布风帽(9-1)和落矿口(9-2)。

2.  根据权利要求1所述的可高效回收烧结矿显热的立式烧结矿冷却机，其特征在于：所述本体内还设有布料器(6)，布料器位于下密封阀下部，布料器下部设有出料槽(7)。

3.  根据权利要求1或2所述的可高效回收烧结矿显热的立式烧结矿冷却机，其特征在于：所述供料部分由烧结矿罐车(20)和吊车(21)组成，其中吊车上框架位于料斗上部；所述输料部分为皮带机(13)，皮带机位于排料通道下部。

4.  根据权利要求3所述的可高效回收烧结矿显热的立式烧结矿冷却机，其特征在于：所述等压风室设有调节挡板(15)。

5.  根据权利要求4所述的可高效回收烧结矿显热的立式烧结矿冷却机，其特征在于：所述预存室上部设有均压阀(19)；排料通道上口设有卸料阀(14)，排料通道下口设有排料阀(12)。

一种可高效回收烧结矿显热的立式烧结矿冷却机
技术领域
本发明涉及一种烧结设备，特别是减少漏风率、全面提升废气品位、稳定余热回收热源温度的烧结矿冷却机，属于烧结设备技术领域。
背景技术
钢铁厂烧结工序的能耗仅次于炼铁工序，一般为钢铁企业总能耗的10％～20％。我国烧结工序的能耗指标和先进国家相比差距较大，每吨烧结矿的平均能耗要高20kgce。据日本某钢厂热平衡测试数据表明，烧结机的热收入中烧结矿显热占28.2％、废气显热占31.8％。可见，烧结厂余热回收的重点应为烧结废(烟)气余热和烧结矿(产品)显热，即烧结机后部几个风箱内的烟气余热，其温度达300～350℃和热成品矿具有的显热，温度约为750～800℃。
烧结生产中得到的热烧结矿，必须经过烧结冷却机的冷却后，才能由带式输送机运往高炉矿槽，进行炼铁生产。通常对热烧结矿进行冷却的设备有环冷机和带冷机两种。热烧结矿从烧结机尾下来，经过热破碎和热筛分后，进入连续运行的冷却机台车中，与风机鼓入的冷空气进行热量交换。在这期间，从冷却机出来的热空气可送入余热锅炉中加热水，然后将所产生的蒸汽用于发电。由于冷却机出来的热空气温度变化较大(150-400℃)，给余热回收带来了很大的不便。目前烧结冷却机废气余热利用的难点在于：冷却机漏风率高导致风机电耗高，常规冷却机余热回收装置导致热污染、热空气品位和余热利用率低。因此，如何降低冷却机漏风率和提高热源温度是烧结矿显热回收的重点。
目前，正在运行或研究的冷却机热空气回收装置主要有单风罩、空气循环-单风罩、双风罩、空气循环-双风罩四种，这些装置余热回收率都比较低。即使采用先进的分区回收和梯级利用的方式对烧结矿显热进行回收，也很难达到理想效果。国家实用新型专利“弹性密封环冷机”(专利号200720138255.X)，可有效消除冷却机磨损缝隙带来的漏风问题，提高风机的工作效率及密封板的使用寿命，提高了冷却机作业率，确保了烧结生产正常运行。但其维护工作量大，而且未能从根本上解决烧结矿余热回收率偏低的难题，因此开发和研究高效回收余热的烧结矿冷却设备迫在眉睫。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种既能有效避免烧结矿冷却过程中的漏风问题，又能减少气-固间换热温差的可高效回收烧结矿显热的立式烧结矿冷却机。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的：
一种可高效回收烧结矿显热的立式烧结矿冷却机，其特别之处是：它由供料部分、冷却部分和输料部分构成，所述冷却部分包括立式密闭的本体、热风管路、风机和自上而下设置于本体的料斗、上密封阀、预存室、下密封阀、换热室、布风板、等压风室和排料通道，所述预存室和换热室之间设有环形风室，环形风室连通热风管路，等压风室连通风机，所述布风板上均布风帽和落矿口。
上述可高效回收烧结矿显热的立式烧结矿冷却机，所述本体内还设有布料器，布料器位于下密封阀下部，布料器下部设有出料槽。
上述可高效回收烧结矿显热的立式烧结矿冷却机，所述供料部分由烧结矿罐车和吊车组成，其中吊车上框架位于料斗上部；所述输料部分为皮带机，皮带机位于排料通道下部。
上述可高效回收烧结矿显热的立式烧结矿冷却机，所述等压风室设有调节挡板。
上述可高效回收烧结矿显热的立式烧结矿冷却机，所述预存室上部设有均压阀；排料通道上口设有卸料阀，排料通道下口设有排料阀。
本发明针对常规烧结矿冷却机漏风率高导致风机电耗高和热空气品位低和余热利用率低的问题对冷却机进行了突破性的改进，该立式烧结矿冷却机采用中型热交换密闭装置取代结构庞大的环冷机或带冷机对烧结矿进行冷却，不仅能有效地避免烧结矿冷却过程中的漏风问题，而且还能减少气-固间的换热温差，以提高散料床热交换装置的热效率，有利于全面高效地回收利用烧结矿显热。本发明的优点如下：1.漏风率大大降低：常规烧结矿冷却装置的漏风率高达40～50％，较大的漏风率使得风机的电耗增加、环境品质下降。本发明冷却机采用密闭的腔室对烧结矿进行冷却，良好的气密性使其漏风率接近于零。2.冷却设备气固换热效率提高：常规烧结矿冷却装置中，烧结矿水平运动，冷却气体由冷却装置的底部送入，二者的热量交换方式是叉流换热。而新型立式烧结矿冷却机采用逆向换热，烧结矿从换热器的上部进入、下部排出；冷却空气从冷却器的下部布风板送入、上部抽出，这样就实现了逆向换热，换热效率得到较大提高。3.回收的热空气品位提高：常规烧结矿冷却装置热空气的温度范围较大，从150℃到400℃都有分布，这样大范围的温度分布使得余热回收十分困难。如果将所有换热后的热空气混合后使用，则热空气品位将会大大降低，造成余热利用率更低。如果只将温度较高的热空气进行利用，则冷却机余热回收量少。本发明冷却机的逆向换热使得热空气温度更加稳定，高效回收烧结矿显热，并使得所有出口热空气的温度保持在450～550℃这样一个较高的水平上，比常规冷却机出口热空气温度高出150℃左右。4.有利于提高余热锅炉利用率：本发明冷却机占地面积较小，可配套先进的检测装置用于检测、调控预存室烧结矿的高度、热空气的温度、烧结矿排出温度等，从而有效减少空气温度的波动，使得与之配套的余热锅炉运行稳定，余热利用率大大提高。
附图说明
图1是本发明示意图；
图2是图1的A-A断面图；
图3是图1的B向视图；
图4是本发明应用实例示意图。
附图中标号表示如下：1.料斗；2.上密封阀；3.预存室；4.环形风室；5.下密封阀；6.布料器；7.出料槽；8.换热室；9.布风板；9-1.风帽；9-2.落矿口；10.等压风室；11.排料通道；12.排料阀；13.皮带机；14.卸料阀；15.调节挡板；16.风机；17.本体；18.热风管路；19.均压阀；20.烧结矿罐车；21.吊车；22.除尘器；23.单压余热锅炉；24.汽轮机组；25.冷凝器；26.凝结水泵；27.除氧器；28.给水泵；29.冷风门；30.放散门。
具体实施方式
参看图1、图2，本发明所述立式烧结矿冷却机由供料部分、冷却部分和输料部分构成，冷却部分包括一立式密闭的本体17、热风管路18、风机16和自上而下设置于本体的料斗1、上密封阀2、预存室3、下密封阀5、换热室8、布风板9、等压风室10和排料通道11，预存室和换热室之间设有环形风室4，环形风室连通热风管路，等压风室连通风机。热烧结矿由本体上部的料斗送入，经预存室、换热室冷却后排出。风机送出的冷却空气从本体下部的布风板进入，经换热室升温后，热空气经环形风室4由热风管路18排出回收。该设计采用密闭腔逆向换热技术，与普通烧结矿冷却机叉流换热相比，换热效率得到较大提高，而且良好的气密性使其漏风率接近于零。
参看图1、图3，所述布风板9上均布风帽9-1和落矿口9-2，其中风帽可将风机的送风均匀输送到换热室，冷却后的烧结矿则由落矿口下落，经排料通道11排出。
仍参看图1，所述供料部分由烧结矿罐车20和吊车21组成，其中，吊车上框架位于料斗上部，热烧结矿经密闭烧结矿罐车由吊车提升并平移到所述冷却机上部，将热烧结矿经料斗装入预存室。所述输料部分为皮带机13，皮带机位于排料通道下部，排料通道上口设有卸料阀14，排料通道下口设有排料阀12。由排料阀12排出的冷烧结矿，经皮带机运送到高炉。
仍参看图1，为使热烧结矿在换热室8内布料均匀，本体内还设有布料器6，布料器位于下密封阀下部，布料器下部设有出料槽7。
仍参看图1，位于本体下部的等压风室设有用以调节进风量的调节挡板15。位于本体上部的预存室上部设有均压阀19。
本发明立式烧结矿冷却机工作过程如下：烧结机烧结过程中产生的热烧结矿(650-850℃)先热破碎和热筛分后，再经密闭烧结矿罐车(可采用多台罐车连续输运烧结机产生的热烧结矿)由吊车提升并平移到烧结矿冷却器的上部，由料斗入烧结矿冷却器的预存室，然后进入换热室与冷却空气进行逆向换热，3～6分钟后，冷却的烧结矿(100-150℃)由排料通道阀排出到皮带机上(排料量可由自动控制系统协调热烧结矿流量予以控制，确保烧结机的连续生产，而烧结矿在冷却器内的冷却速率即停留时间由循环风量控制)，由皮带机运送到高炉。冷却空气由风机从冷却器本体底部布风板送入，在换热室中与烧结矿进行逆向换热，从换热室中排出的热空气450～550℃经热风管路回收利用，回收的热空气可保持在450～550℃这样一个较高的水平上，比常规冷却机出口热空气温度高出150℃左右。
参看图4，这是本发明与单压余热锅炉配套使用，将回收的烧结矿显热用于发电的实例。由立式烧结矿冷却机回收的热空气由热风管路18经除尘器22通入单压余热锅炉23侧上部，单压余热锅炉产生的过热蒸汽经主蒸汽管道通入凝汽式汽轮机组24的主汽口，由凝汽式汽轮机组驱动发电机发电。凝汽式汽轮机中排出的乏汽通入冷凝器25，产生的冷凝水和外部补充水经凝结水泵26送入除氧器27，除氧器水箱的水通过给水泵28给单压余热锅炉供水。由单压余热锅炉排出的热废气部分经放散门30放散，并从环境空间补充一定量冷风经冷风门29和风机16进入烧结矿冷却器底部的等压风室10，用以冷却热烧结矿。