[发明专利]烧结设备用废热回收发电设备

说明书

技术领域

本发明涉及应用于由烧结机和烧结矿冷却器构成的生成烧结矿的烧结设备的废热回收发电设备（plant）。

背景技术

在炼铁厂使用的铁矿石，主体是将形成为粉状的铁矿石按产地和/或性质掺混并均质化而成的粉矿石。此时，如果将粉矿石原样地装入高炉中则引起堵塞从而阻碍还原气流的流动。因此，一般使用预先向粉矿石混合少量的石灰粉和焦炭，利用烧结机烧结成一定的大小而形成为块状的烧结矿的物质。现在，在日本，装入高炉中的铁矿石之中烧结矿大致占75%。

在制造烧结矿的情况下，首先，将混合粉矿、粉石灰石、粉焦炭并造粒而成的烧结原料装入烧结机并点火，接着，在烧结原料通过传送带向着末端移动期间从上向下喷吹由抽吸鼓风机抽吸的空气，使粉焦炭燃烧，其后，利用焦炭的燃烧热将粉矿石部分地熔融使其结合，接着，进行破碎、挑选，可得到直径为15~30mm的烧结矿。利用烧结机制造的高温的烧结矿，在被移向烧结矿冷却器利用传送带传送的期间，从传送带的下方接触冷却气流，由此被冷却到能够储存的温度。

这样，生产烧结矿的烧结设备，由烧结机和烧结矿冷却器构成。在烧结机中供给空气使烧结原料燃烧。该情况下，通过燃烧产生的气体，成为从点火部分的50~60℃左右的低温到传送带末端部分的400~450℃左右的高温进行分布的排气（废气）。另外，在烧结矿冷却器中利用空气冷却高温的烧结矿。该情况下，冷却用空气成为300~400℃的高温的排气。

以往，例如如图6中图示那样，烧结矿冷却器2的排气利用废热锅炉30回收排气的余热，由此产生蒸汽。蒸汽作为实用蒸汽或者作为经由蒸汽透平51得到的电力被利用。这样，烧结矿冷却器2的排气被有效地废热回收。

顺便说明，专利文献1公开了废热回收方法的改良发明：将在烧结矿冷却器2被加热了的冷却用空气导入到废热锅炉30中产生蒸汽，将产生的蒸汽供给到蒸汽透平51产生电力。

在专利文献1公开的烧结矿冷却器2的废热回收方法中，将烧结矿冷却器2分为烧结矿处于更高温状态的锅炉连通区域和进行冷却的烟道连通区域。导入到锅炉连通区域的冷却气体，在冷却后经由覆盖烧结矿的挡板（hood）被导入锅炉中回收热。导入到烟道连通区域的冷却气体，原样地被导入烟道并释放到大气中。专利文献1公开的方法，其特征在于，将挡板内总是设为正压，避免大气混入，防止回收的冷却气体的温度降低，并且可以任意地设定锅炉连通区域和烟道连通区域的间隔，使热回收率提高。

在专利文献1中，对于由烧结机1产生的余热，对于将其回收利用的情况没有任何言及和教导。

但是，在具备悬浮预热器（PH）和空冷淬火冷却器（AQC）的水泥烧成设备中，以往利用了废热发电系统，该系统利用锅炉将PH的排气进行热回收，用于水泥原料的干燥，并且，利用锅炉将AQC的排气进行热回收直到极限来进行发电。PH的排气的温度为例如350～400℃，AQC的排气的温度为例如300~250℃。排气的量一般是AQC比PH多。

关于水泥烧成设备，例如专利文献2公开了：将PH的废热和AQC的废热分别利用废热锅炉回收得到蒸汽，驱动蒸汽透平进行发电的废热发电系统。

专利文献2所公开的水泥烧成设备废热发电系统是下述系统：将利用AQC锅炉130的节煤器加热了的热水的一部分经由闪蒸器进行低压蒸汽化并投入到蒸汽透平的低压段。另外，将热水的剩余的一部分通过AQC锅炉130的蒸发器和过热器进行过热，再将其余量通过PH锅炉110的蒸发器和过热器进行过热，将生成的高压蒸汽投入到蒸汽透平的高压段。

专利文献2的废热发电系统的特征，如图7所示，在PH锅炉110的排气出口侧还具备具有蒸汽鼓的第2蒸发器，来自闪蒸器的返回热水经由蒸汽鼓被导入到第2蒸发器，在第2蒸发器中被加热了的热水返回到蒸汽鼓，在蒸汽鼓中产生的蒸汽被投入到蒸汽透平的低压段。

所公开的废热发电系统，将AQC锅炉130的出口气体温度尽量维持在低温。另外，将PH锅炉设为两段压力从而补给适合于多段式蒸汽透平的高压段和低压段的每段的蒸汽，由此将PH锅炉110的出口气体温度尽量维持为低温。由此，意图大幅度地提高废热回收率。

在所公开的系统中，在PH锅炉110的入口为325℃的气体温度，在出口降低到165℃，在AQC锅炉130的入口为360℃的气体温度，在出口降低到105℃。

这样，所公开的废热发电系统充分地回收了AQC的废热，还充分地利用PH的废热，可以进行高电能化。