[实用新型]一种基于余热回收的煅烧炉循环冷却系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及循环冷却技术领域，具体地说，涉及一种基于余热回收的煅烧炉循环冷却系统。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型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。