一種半密閉礦熱爐節(jié)能利用新系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種半密閉礦熱爐節(jié)能利用新系統(tǒng)，包括改造后的半密閉礦熱爐、煤氣鍋爐系統(tǒng)、煤氣處理系統(tǒng)、汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)。采用的技術(shù)方案為：經(jīng)改造后的半密閉礦熱爐尾氣中含有大量可燃?xì)怏w和粉塵，先通過(guò)尾氣凈化系統(tǒng)后進(jìn)入燃?xì)忮仩t利用，煙風(fēng)依次經(jīng)過(guò)高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器、一級(jí)省煤器、二級(jí)省煤器、空氣預(yù)熱器最后由引風(fēng)機(jī)送至煙囪排放。本實(shí)用新型不僅一定程度上降低礦熱爐冶煉的能耗，而且在節(jié)能方面與未改造前利用余熱鍋爐回收余熱相比也有著相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。
【專利說(shuō)明】一種半密閉礦熱爐節(jié)能利用新系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種半密閉礦熱爐節(jié)能利用新系統(tǒng)，屬于鐵合金廠節(jié)能利用【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是世界第一鐵合金生產(chǎn)大國(guó)，2010年全國(guó)鐵合金產(chǎn)量2435.5萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)
10.23%,占世界鐵合金總產(chǎn)量的50%以上。我國(guó)鐵合金行業(yè)90%左右產(chǎn)品采用礦熱爐電熱法生產(chǎn)，能源消耗比較高，是國(guó)家節(jié)能減排的重點(diǎn)行業(yè)。鐵合金礦熱爐一般分3種爐型，第一種是全封閉型，第二種是矮煙罩半封閉型，第三種是高煙罩敞口型。目前，我國(guó)絕大多數(shù)大中型礦熱爐采用矮煙罩半封閉型。
[0003]半密閉礦熱爐煙氣資源利用方式是上一臺(tái)余熱鍋爐利用其顯熱，而針對(duì)錳硅和高碳鉻鐵的冶煉可以把半密閉型改造為密閉型，然后利用密閉型礦熱爐爐氣的化學(xué)熱進(jìn)行資源綜合利用，這相比未改造前只能利用尾氣顯熱在節(jié)能上要優(yōu)勢(shì)的多。以2X25000kVA的錳硅爐為例，半密閉型煙風(fēng)量240000Nm3/h，溫度390°C，配套一汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組(350°C、
1.7Mpa)計(jì)算發(fā)電功率為4343kW，密閉型爐氣10400Nm3/h (CO含量70%左右)，相比之下，改造后密閉型礦熱爐發(fā)電量遠(yuǎn)高于半密閉系統(tǒng)。由此可見(jiàn)改造后經(jīng)濟(jì)效果非常明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的在于提供一種半密閉礦熱爐節(jié)能利用新系統(tǒng)，針對(duì)目前運(yùn)行的半密閉猛娃、聞碳絡(luò)鐵礦熱爐進(jìn)行改造，回收爐氣進(jìn)行熱電聯(lián)廣，從而大幅度提聞猛娃、聞碳鉻鐵冶煉過(guò)程中節(jié)能,降低企業(yè)生產(chǎn)成本。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型的系統(tǒng)采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種半密閉礦熱爐節(jié)能利用新系統(tǒng)，包括改造后的半密閉礦熱爐、煤氣鍋爐系統(tǒng)、煤氣處理系統(tǒng)、汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)，所述煤氣處理系統(tǒng)包括一部高溫膜式過(guò)濾器、氮?dú)夤?、氮?dú)庹{(diào)節(jié)設(shè)備和灰罐，灰罐連接在高溫膜式過(guò)濾器的底部；所述改造后的半密閉礦熱爐外形為全密閉型礦熱爐，并且外部增設(shè)一套制氮裝置和一套原料烘干系統(tǒng)；其中原料干燥系統(tǒng)通過(guò)輸送皮帶與礦熱爐的加料裝置連接，制氮裝置采用獨(dú)立系統(tǒng)，其產(chǎn)生的氮?dú)庖徊糠峙c下料管相接，另一部分與所述氮?dú)夤尴噙B；所述煤氣鍋爐系統(tǒng)包括煤氣處理系統(tǒng)和燃?xì)忮仩t系統(tǒng)，改造后的半密閉礦熱爐與所述高溫膜式過(guò)濾器相連，高溫膜式過(guò)濾器通過(guò)高溫煤氣引風(fēng)機(jī)與燃?xì)忮仩t系統(tǒng)相連；所述燃?xì)忮仩t系統(tǒng)包括燃?xì)忮仩t及輔助設(shè)施，燃?xì)忮仩t內(nèi)包括燃燒室、高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器、高級(jí)省煤器、低級(jí)省煤器、空氣預(yù)熱器，燃?xì)忮仩t的出口通過(guò)引風(fēng)機(jī)一路連接至煙?，另一路連接原料預(yù)熱器；所述汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)包括汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，汽輪機(jī)與所述高溫過(guò)熱器相連，所述汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)相連。
[0007]所述燃?xì)忮仩t為“ π ”形爐，其一側(cè)為煙氣利用室，室內(nèi)從上到下依次為低溫過(guò)熱器、高級(jí)省煤器、低級(jí)省煤器、空氣預(yù)熱器、出口煙道；另一側(cè)為燃燒室，室內(nèi)上部設(shè)有高溫過(guò)熱器，燃燒室的內(nèi)壁設(shè)有膜式水冷壁，燃燒室的外部設(shè)有點(diǎn)火器，點(diǎn)火器與高溫煤氣引風(fēng)機(jī)連接。
[0008]將改造后礦熱爐排放的爐氣經(jīng)高溫膜式過(guò)濾器后，爐氣溫度為500°C左右、爐氣含塵低于5mg/Nm3。然后由高溫煤氣引風(fēng)機(jī)送入燃?xì)忮仩t內(nèi)進(jìn)行利用，部分尾氣送入原料余熱器中、大部分送入煙囪集中放散。
[0009]本實(shí)用新型利用煤氣鍋爐系統(tǒng)代替之前余熱鍋爐系統(tǒng)，從而進(jìn)行資源有效利用。其優(yōu)點(diǎn)如下:
[0010]①機(jī)械化程度高，全密閉礦熱爐采用多料管自動(dòng)加料，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；
[0011]②改善工作環(huán)境，全密閉礦熱爐避免了爐門(mén)口的熱輻射及爐塵，優(yōu)化了工作環(huán)境;
[0012]③資源合理利用，全密閉礦熱爐產(chǎn)生的爐氣(CO)凈化后回收利用，降低生產(chǎn)成本；
[0013]④短網(wǎng)節(jié)能，相比半密閉礦熱爐短網(wǎng)系統(tǒng)不受高溫影響因此軟母線可盡可能靠近電極減少導(dǎo)電管長(zhǎng)度，從而降低了短網(wǎng)感抗；
[0014]⑤降低電耗，作為高耗能的礦熱爐產(chǎn)業(yè)，為完成“十二五”規(guī)劃中節(jié)能減排的任務(wù)必須對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行改造。相比半密閉礦熱爐全密閉礦熱爐能耗較低；
[0015]⑥經(jīng)過(guò)高溫膜式過(guò)濾器后，其爐氣溫度變化不大，充分利用了爐氣的顯熱。
[0016]本實(shí)用新型不僅一定程度上降低礦熱爐冶煉的能耗，而且在節(jié)能方面與未改造前利用余熱鍋爐回收余熱相比也有著相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是常規(guī)只回收半密閉礦熱爐煙氣余熱發(fā)電系統(tǒng)。
[0018]圖2是本實(shí)用新型的一種半密閉礦熱爐節(jié)能利用新系統(tǒng)。
[0019]圖中除已經(jīng)標(biāo)明的文字外，1-原料預(yù)熱器；2-下料管；3-改造后密閉礦熱爐；4-制氮機(jī)；5_氮?dú)鈨?chǔ)存罐；6_電動(dòng)蝶閥；7_高溫電動(dòng)蝶閥；8_放散器；9_高溫膜式過(guò)濾器；10-灰罐；11_氮?dú)夤蓿?2_氮?dú)庹{(diào)節(jié)設(shè)備；13_高溫煤氣引風(fēng)機(jī)；14_點(diǎn)火器；15_燃燒室；16-膜式水冷壁；17a-高溫過(guò)熱器；17b-低溫過(guò)熱器；18_汽包；19_高級(jí)省煤器；20_低級(jí)省煤器；21_空氣預(yù)熱器；22_燃?xì)忮仩t；23_引風(fēng)機(jī)；24_煙囪；25_汽輪機(jī)；26_發(fā)電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]首先對(duì)半密閉礦熱爐進(jìn)行改造，把矮煙罩改為全密閉煙罩、對(duì)爐蓋改造要有一定強(qiáng)度和較好的密封性、根據(jù)電極的位置重新布置下料管分布；其次要額外新增加一套制氮裝置4和一套原料烘干系統(tǒng)I ;其中原料干燥系統(tǒng)I通過(guò)輸送皮帶與礦熱爐的加料裝置連接，制氮裝置4產(chǎn)生的氮?dú)夥謨刹糠忠徊糠峙c下料管2相接，另一部分與高溫膜式過(guò)濾器9中的氮?dú)馄肯噙B。
[0022]如圖2所示，改造后礦熱爐的原料先由原料預(yù)熱器I經(jīng)輸送皮帶與礦熱爐加料口相連，制氮機(jī)4經(jīng)氮?dú)夤艿琅c礦熱爐加料口相連；
[0023]燃?xì)忮仩t22回收利用改造后礦熱爐的爐氣，其燃?xì)忮仩t的點(diǎn)火器14與高溫膜式過(guò)濾器9通過(guò)高溫煤氣引風(fēng)機(jī)13相連，高溫膜式過(guò)濾器9通過(guò)煙風(fēng)管道與改造后的礦熱爐I相連。
[0024]燃?xì)忮仩t22為“ π ”形爐，左側(cè)從上到下依次是低溫過(guò)熱器17b、高級(jí)省煤器19、低級(jí)省煤器20、空氣過(guò)熱器21，右側(cè)從上到下依次是高溫過(guò)熱器17a、燃燒室15、膜式水冷壁16、點(diǎn)火器14。膜式水冷壁16與鍋爐汽包18相連形成閉合回路，高溫過(guò)熱器17出口與汽輪機(jī)25主氣門(mén)相連，汽輪機(jī)25與發(fā)電機(jī)26相連；
[0025]輔助系統(tǒng)主要是煙氣放散裝置，包括引風(fēng)機(jī)23與煙囪24，煙囪24通過(guò)引風(fēng)機(jī)23與燃?xì)忮仩t煙氣出口相連。
[0026]本實(shí)用新型將半密閉礦熱爐改造后變?yōu)槿荛]型，其排出的高溫爐氣經(jīng)過(guò)上述的煤氣凈化冷卻系統(tǒng)后溫度為500°C左右含塵小于5mg/Nm3，再由煤氣引風(fēng)機(jī)送至燃?xì)忮仩t進(jìn)行燃燒利用，其尾氣經(jīng)煙囪集中放散和去預(yù)熱原料，燃?xì)忮仩t產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽被送到汽輪機(jī)主氣門(mén)做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0027]具體工藝流程:
[0028]改造后礦熱爐的原料先由原料預(yù)熱器I干燥至水分低于5?6%后經(jīng)皮帶輸送到加料口，當(dāng)加料完畢或在生產(chǎn)中加料管中應(yīng)充滿制氮機(jī)4送入的氮?dú)庖苑乐褂捎诳諝膺M(jìn)入引起的爆炸；
[0029]經(jīng)改造后的礦熱爐3出來(lái)的爐氣達(dá)到進(jìn)入燃?xì)忮仩t的條件時(shí)關(guān)閉電動(dòng)蝶閥7，讓爐氣通過(guò)煤氣凈化系統(tǒng)，高溫爐氣在經(jīng)過(guò)高溫膜式過(guò)濾器9后爐氣溫度在500°C左右，含塵小于5mg/Nm3 ;在系統(tǒng)開(kāi)車、停車、加料預(yù)熱時(shí)由氮?dú)夤?1經(jīng)氮?dú)庹{(diào)節(jié)設(shè)備12把氮?dú)廨斔偷竭^(guò)濾器中進(jìn)行在線吹掃清灰到灰罐10中。
[0030]氣路系統(tǒng):高溫爐氣由高溫煤氣引風(fēng)機(jī)13送入點(diǎn)火器14中與經(jīng)空氣預(yù)熱器21加熱后的空氣混合在燃燒室15內(nèi)燃燒，燃燒后的煙氣在膜式水冷壁16、高溫過(guò)熱器17、高級(jí)省煤器19、低級(jí)省煤器20、空氣預(yù)熱器21的作用下溫度降至150°C左右由引風(fēng)機(jī)23分兩路，一路送至煙? 24排放，一路送至原料預(yù)熱器I中干燥原料；
[0031]蒸汽循環(huán):膜式水冷壁16作為蒸發(fā)器布置在燃燒室四周與汽包18組成回路，汽包18內(nèi)的蒸汽再通過(guò)過(guò)熱器管道與低溫過(guò)熱器17b、高溫過(guò)熱器17a相連，經(jīng)過(guò)熱后符合工藝參數(shù)的蒸汽送入汽輪機(jī)25的主汽門(mén)進(jìn)行做功；
[0032]水路循環(huán)則是有給水泵送的水先后經(jīng)過(guò)低級(jí)省煤器20、高級(jí)省煤器19后進(jìn)入汽包18中。
[0033]為了便于對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，下面以現(xiàn)有2X25000kVA的錳硅爐為例進(jìn)一步對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行描述，但不限于實(shí)施例。
[0034]表I改造前后節(jié)能利用方案對(duì)比
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種半密閉礦熱爐節(jié)能利用新系統(tǒng)，包括改造后的半密閉礦熱爐、煤氣鍋爐系統(tǒng)、煤氣處理系統(tǒng)、汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)，其特征在于:所述煤氣處理系統(tǒng)包括一部高溫膜式過(guò)濾器(9)、氮?dú)夤?11)、氮?dú)庹{(diào)節(jié)設(shè)備(12)和灰罐(10)，灰罐(10)連接在高溫膜式過(guò)濾器(9)的底部；所述改造后的半密閉礦熱爐(3)外形為全密閉型礦熱爐，并且外部增設(shè)一套制氮裝置(4)和一套原料烘干系統(tǒng)(I);其中原料干燥系統(tǒng)(I)通過(guò)輸送皮帶與礦熱爐的加料裝置連接，制氮裝置(4)采用獨(dú)立系統(tǒng)，其產(chǎn)生的氮?dú)庖徊糠峙c下料管(2)相接，另一部分與所述氮?dú)夤?11)相連；所述煤氣鍋爐系統(tǒng)包括煤氣處理系統(tǒng)和燃?xì)忮仩t系統(tǒng)，改造后的半密閉礦熱爐(3)與所述高溫膜式過(guò)濾器(9)相連，高溫膜式過(guò)濾器(9)通過(guò)高溫煤氣引風(fēng)機(jī)(13)與燃?xì)忮仩t系統(tǒng)相連；所述燃?xì)忮仩t系統(tǒng)包括燃?xì)忮仩t(22)及輔助設(shè)施，燃?xì)忮仩t(22)內(nèi)包括燃燒室(15)、高溫過(guò)熱器(17a)、低溫過(guò)熱器(17b)、高級(jí)省煤器(19)、低級(jí)省煤器(20)、空氣預(yù)熱器(21)，燃?xì)忮仩t(22)的出口通過(guò)引風(fēng)機(jī)(23)—路連接至煙囪(24)排放，另一路去連接原料預(yù)熱器(I)預(yù)熱原料；所述汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)包括汽輪機(jī)(25)、和發(fā)電機(jī)(26)，汽輪機(jī)(25)與所述高溫過(guò)熱器(17)相連，所述汽輪機(jī)(25)與發(fā)電機(jī)(26)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半密閉礦熱爐節(jié)能利用新系統(tǒng)，其特征在于，所述燃?xì)忮仩t(22)為“ π ”形爐，其一側(cè)為煙氣利用室，室內(nèi)從上到下依次為低溫過(guò)熱器(17b)、高級(jí)省煤器(19)、低級(jí)省煤器(20)、空氣預(yù)熱器(21)、出口煙道；另一側(cè)為燃燒室(15)，室內(nèi)上部設(shè)有高溫過(guò)熱器(17a)，燃燒室(15)的內(nèi)壁設(shè)有膜式水冷壁，燃燒室(15)的外部設(shè)有點(diǎn)火器(14)，點(diǎn)火器(14)與高溫煤氣引風(fēng)機(jī)(13)連接。
【文檔編號(hào)】C10K1/02GK203615314SQ201320830532
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】侯賓才, 宋紀(jì)元, 劉亞雷, 趙宏彬, 方明, 劉學(xué)爐 申請(qǐng)人:南京凱盛開(kāi)能環(huán)保能源有限公司