鐵合金爐煙氣余熱利用方法
【專利說(shuō)明】鐵合金爐煙氣余熱利用方法 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種鐵合金爐煙氣余熱利用方法，具體地說(shuō)是能最大限度地回收煙氣 中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，又能改善除塵能力，屬于煙氣余熱利用及除塵技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵合金爐煙氣溫度很高，經(jīng)捕集后進(jìn)入管道的溫度一般在70(TC左右，粉塵濃度達(dá)15g/Nm3,小于加m的灰占粉塵總量的90%W上，粉塵量大，并且粘而細(xì)。目前通常采用先換 熱降溫（換熱降溫方式有：機(jī)力冷卻器換熱、噴霧冷卻換熱等）后除塵的方法。上述方法存 在諸多缺點(diǎn)：
[0003]1、機(jī)力冷卻器換熱后除塵；降溫效果差，進(jìn)口煙氣溫度不宜大于45(TC，降溫范圍 有限，機(jī)冷器管壁容易堵灰，造成燒布袋，系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。
[0004]2、噴霧冷卻換熱后除塵；增加煙氣中水的含量，不僅使布袋板結(jié)，還容易造成水與 粉塵粘結(jié)，造成系統(tǒng)設(shè)備堵塞。
[0005]由于W上缺點(diǎn)，工程中采用許多吹灰方法：如激波吹灰、蒸汽吹灰、落丸清灰等，但 由于粉塵細(xì)而粘，并且粉塵量大，每生產(chǎn)1噸鋼就會(huì)產(chǎn)生35kg粉塵，送些清灰方式收效甚 微，無(wú)法從根本上解決積灰、堵塞問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了鐵合金爐煙氣余熱利用方法，通過(guò)該方法不僅能最 大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，拖動(dòng)除塵風(fēng)機(jī)，同時(shí)可降低煙氣的排放溫 度，達(dá)到好的環(huán)保效果，并且不影響鐵合金爐生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)，還能得到很好的除塵效 果，排放的粉塵濃度3mg/Nm3。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0008]鐵合金爐煙氣余熱利用方法，其特征在于：本發(fā)明鐵合金爐煙氣由爐內(nèi)排出，經(jīng)水 冷煙道混入冷風(fēng)，燃燒一氧化碳?xì)怏w后進(jìn)入燃燒沉降室，燃燒沉降室的作用是：降低煙氣 流速，使煙氣中攜帶的大顆粒粉塵沉降，并適當(dāng)混入冷風(fēng)，最終燃貶一氧化碳?xì)怏w，由燃燒 沉降室出來(lái)的煙氣進(jìn)入旋風(fēng)除塵器，進(jìn)行預(yù)除塵，然后進(jìn)入高溫?zé)峁苷舭l(fā)器，蒸汽汽包中的 水在高溫?zé)峁苷舭l(fā)器中吸收高溫?zé)煔庥酂岷螽a(chǎn)生蒸汽進(jìn)入蒸汽汽包，蒸汽汽包中的蒸汽通 過(guò)管道進(jìn)入蒸汽蓄熱器，經(jīng)調(diào)節(jié)后外供穩(wěn)定、連續(xù)、參數(shù)符合用戶要求的蒸汽用于發(fā)電，通 過(guò)高溫?zé)峁苷舭l(fā)器換熱后，煙氣溫度波動(dòng)幅度可W大為減少，同時(shí)也降低了煙氣溫度的峰 值，煙氣由高溫變?yōu)橹械蜏責(zé)煔?，再進(jìn)入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3,然后進(jìn) 入中低溫均流換熱室中，煙氣放出熱量，溫度降至8(TC，由主風(fēng)機(jī)壓入排氣筒排入大氣，同 時(shí)，循環(huán)水通過(guò)換熱器給水泉驅(qū)動(dòng)，進(jìn)入安裝于中低溫均流換熱室內(nèi)的等流速一次表面換 熱器中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物的溫度185°C，汽水混合物在自然循 環(huán)力推動(dòng)下進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量，溫度降至125°C，然后進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器中放 出熱量，水溫降至95°C，再進(jìn)入低壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至6(TC，變成低溫水，低 溫水流入循環(huán)水池，開(kāi)始新一輪循環(huán)，同時(shí)，經(jīng)過(guò)冷凝的有機(jī)工質(zhì)液體，經(jīng)過(guò)低壓級(jí)工質(zhì)加 壓泉的驅(qū)動(dòng)，先在低壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道 進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的低壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)中壓級(jí)工質(zhì)加壓泉加壓后，進(jìn)入中壓級(jí)蒸 發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成中壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的 中壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)高壓級(jí)工質(zhì)加壓泉加壓后，進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱 量，變成高壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的高壓進(jìn)汽缸，工質(zhì)蒸汽在帶補(bǔ)汽 口有機(jī)透平內(nèi)膨脹做功，并帶動(dòng)Η相發(fā)電機(jī)發(fā)電，系統(tǒng)發(fā)出的電能為Η相交流電，額定電壓 為380V，可經(jīng)過(guò)調(diào)壓后并入廠內(nèi)電網(wǎng)，或直接送給用電設(shè)備使用，從帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平排 出的工質(zhì)蒸汽由管殼式冷凝器冷凝為飽和液體，進(jìn)入儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐可確保低壓級(jí)工質(zhì)加 壓泉連續(xù)加壓，再由低壓級(jí)工質(zhì)加壓泉將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級(jí)蒸發(fā)器中，開(kāi)始新一 輪循環(huán)，從管殼式冷凝器出來(lái)的循環(huán)水，通過(guò)漠化裡吸收式制冷機(jī)冷卻，冷卻水的溫度降至 10~15°C，滿足工質(zhì)蒸汽冷凝為飽和液體對(duì)冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水泉送入管殼式冷凝器 中，開(kāi)始新一輪循環(huán)。
[0009] 其進(jìn)一步特征在于；采用R152a為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
[0010] 由于鐵合金爐煙氣溫度波動(dòng)劇烈，煙氣溫度峰值高，當(dāng)煙氣經(jīng)過(guò)本發(fā)明的高溫?zé)?管蒸發(fā)器換熱后，煙氣溫度波動(dòng)幅度可W大為減少，同時(shí)也降低了煙氣溫度的峰值，煙氣由 高溫變?yōu)橹械蜏責(zé)煔?，進(jìn)入中低溫均流換熱室，經(jīng)過(guò)等流速一次表面換熱器換熱，再通過(guò)多 級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來(lái)回收鐵合金爐中低溫?zé)煔獾挠酂幔瑢?shí)現(xiàn)鐵合金爐煙氣余熱 梯級(jí)利用。
[0011] 本發(fā)明與單級(jí)單壓有機(jī)朗肯循環(huán)最大的區(qū)別在于，本發(fā)明在有機(jī)工質(zhì)高、中、低蒸 發(fā)器里采用多級(jí)蒸發(fā)的措施，利用熱水的低溫段（進(jìn)口 95°c，出口 6(TC)加熱工質(zhì)產(chǎn)生低 壓工質(zhì)蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的低壓補(bǔ)汽口膨脹做功；利用熱水的中溫段（進(jìn)口 125°C，出口 95°C)加熱工質(zhì)產(chǎn)生中壓工質(zhì)蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的中壓補(bǔ)汽口膨脹做功；利用飽和水蒸 汽的高溫段（進(jìn)口 185°C，出口 125°C)加熱工質(zhì)產(chǎn)生高壓工質(zhì)蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的高壓 缸膨脹做功；實(shí)現(xiàn)余熱流對(duì)有機(jī)工質(zhì)的梯級(jí)分壓加熱，送樣就在各級(jí)受熱面中減少了余熱 流與工質(zhì)間的傳熱溫差的不均衡性，降低了由于溫差傳熱不可逆損失帶來(lái)的賭增，其熱效 率可比單級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)提高29~32%，降低了煙氣的排放溫度，減少了熱污染，達(dá) 到好的環(huán)保要求。
[0012] 采用先除塵后余熱發(fā)電裝置，即先將高含塵煙氣進(jìn)入塑燒板除塵器凈化，凈化后 的粉塵濃度降至3mg/Nm3成為潔凈煙氣，解決了等流速一次表面換熱器由于灰塵的堵塞而 帶來(lái)的清灰問(wèn)題。
[0013] 由于本發(fā)明余熱發(fā)電設(shè)備放置在塑燒板除塵器后，熱源煙氣含塵量低，因此可W 將中低溫均流換熱室內(nèi)的換熱核必單元翅片間距設(shè)計(jì)很小；而且無(wú)須卸灰、清灰、輸灰設(shè) 施；體積減小，同時(shí)維護(hù)量減小，也延長(zhǎng)了等流速一次表面換熱器的使用壽命，粉塵排放濃 度更低。
[0014] 本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0015] 1.采用高溫?zé)峁苷舭l(fā)器來(lái)回收鐵合金爐高溫?zé)煔獾挠酂?、多?jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán) 余熱發(fā)電來(lái)回收鐵合金爐中低溫?zé)煔獾挠酂?，?shí)現(xiàn)鐵合金爐煙氣余熱梯級(jí)利用；
[0016] 2.通過(guò)漠化裡吸收式制冷機(jī)冷卻，冷卻水的溫度降至10~15°C，滿足工質(zhì)蒸汽冷 凝為飽和液體對(duì)冷卻水的要求；
[0017] 3.采用旋風(fēng)除塵器，進(jìn)行預(yù)除塵，解決高溫?zé)峁苷舭l(fā)器結(jié)灰堵塞的難題，延長(zhǎng)設(shè)備 的使用壽命；
[0018] 4.等流速一次表面換熱器不積灰，不堵塞，換熱效率提高8~9倍；
[0019] 5.省掉了等流速一次表面換熱器的吹灰系統(tǒng)，從而降低了造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用；
[0020] 6.采用塑燒板除塵器，排放濃度3mg/Nm3 ;
[0021] 7.應(yīng)用范圍廣，鐵合金爐除塵余熱發(fā)電都可采用。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[002引圖中；1.鐵合金爐，2.水冷煙道，3.燃燒沉降室，4.高溫?zé)峁苷舭l(fā)器，5.蒸汽汽 包，6.蒸汽蓄熱器，7.塑燒板除塵器，8.中低溫均流換熱室，9.等流速一次表面換熱器， 10.主風(fēng)機(jī)，11.排氣筒，12.換熱器給水泉，13.循環(huán)水池，14.低壓級(jí)蒸發(fā)器，15.中壓級(jí)蒸 發(fā)器，16.高壓級(jí)蒸發(fā)器，17.低壓級(jí)工質(zhì)加壓泉，18.中壓級(jí)工質(zhì)加壓泉，19.高壓級(jí)工質(zhì)加 壓泉，20.儲(chǔ)液罐，21.帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平，22.Η相發(fā)電機(jī)，23.循環(huán)水泉，24.管殼式冷凝 器，25.漠化裡吸收式制冷機(jī)，26.旋風(fēng)除塵器。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作