專利名稱：礦熱爐高含塵煙氣余熱梯級利用及除塵專用設備的制作方法
技術領域：
〔0001〕 本實用新型涉及一種余熱利用裝置，特別涉及礦熱爐高含塵煙氣余熱梯級利用及 除塵專用設備，屬于煙氣除塵及余熱利用技術領域。
背景技術：
〔0002〕 礦熱爐煙氣溫度很高，經捕集后進入管道的溫度一般在7001左右，粉塵濃度達 158/跑3，小于5皿的灰占粉塵總量的90^以上，粉塵量大，并且粘而細。目前通常采用先換 熱降溫(換熱降溫方式有機力冷卻器換熱、噴霧冷卻換熱等)后除塵的方法。上述方法存 在諸多缺點
〔0003〕 1、機力冷卻器換熱后除塵降溫效果差，進口煙氣溫度不宜大于4501，降溫范圍 有限，機冷器管壁容易堵灰，造成燒布袋，系統(tǒng)無法正常運行。
〔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，還容易造成水與 粉塵粘結，造成系統(tǒng)設備堵塞。
〔0005〕 由于以上缺點，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 由于粉塵細而粘，并且粉塵量大，每生產1噸鋼就會產生351^粉塵，這些清灰方式收效甚 微，無法從根本上解決積灰、堵塞問題。
發(fā)明內容
〔0006〕 本實用新型針對現有技術中存在的問題，提供一種礦熱爐高含塵煙氣余熱梯級利 用及除塵專用設備，該專用設備不僅能最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能， 拖動除塵風機，同時可降低煙氣的排放溫度，達到好的環(huán)保效果，并且不影響礦熱爐生產的 穩(wěn)定和連續(xù)，還能得到很好的除塵效果，排放的粉塵濃度川呢/跑3。
〔0007〕 本實用新型所采用的技術方案如下礦熱爐高含塵煙氣余熱梯級利用及除塵專用 設備，包括燃燒沉降室、高溫熱管蒸發(fā)器、布袋除塵器、中低溫蓄熱室、主風機、排氣筒，其特 征在于所述燃燒沉降室通過管道順序連接高溫熱管蒸發(fā)器、布袋除塵器、中低溫蓄熱室、 主風機、排氣筒。所述高溫熱管蒸發(fā)器通過管道連接汽包，汽包通過管道連接蒸汽蓄熱器。 所述布袋除塵器中設置有碳鎢復合材料濾芯。所述中低溫蓄熱室內安裝有一次表面換熱 器，一次表面換熱器的進口端與工質循環(huán)泵的高壓出口端連接，一次表面換熱器的出口端 經管道后與低沸點工質汽輪機的上部法蘭接口連接，低沸點工質汽輪機的下部接口通過管 道與管殼式冷凝器的進氣口連接，管殼式冷凝器的液相出口通過管道與工質循環(huán)泵的低壓 進口端連接，低沸點工質汽輪機與三相發(fā)電機連接，管殼式冷凝器的一個端部法蘭接口與 水泵連接，管殼式冷凝器的另一個端部接冷卻塔，冷卻塔與水泵連接，構成一個回路。
〔0008〕 其進一步特征在于采用81418為循環(huán)有機工質。
〔0009〕 由于礦熱爐煙氣溫度波動劇烈，煙氣溫度峰值高，當煙氣經過本實用新型的高溫 熱管蒸發(fā)器換熱后，煙氣溫度波動幅度可以大為減少，同時也降低了煙氣溫度的峰值，煙氣 由高溫變?yōu)橹械蜏責煔?，進入中低溫蓄熱室，經過一次表面換熱器換熱，再通過低沸點工質有機朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收礦熱爐中低溫煙氣的余熱，實現礦熱爐煙氣余熱梯級利用。由于本實用新型余熱發(fā)電設備放置在布袋除塵器后，熱源煙氣含塵量低，因此可 以將中低溫蓄熱室內的換熱核心單元翅片間距設計很??；而且無須卸灰、清灰、輸灰設施； 體積減小，同時維護量減小，也延長了一次表面換熱器的使用壽命，粉塵排放濃度更低。與現有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點、經濟效果1.采用高溫熱管蒸發(fā)器來回收礦熱爐高溫煙氣的余熱、低沸點工質有機朗肯循環(huán) 余熱發(fā)電來回收礦熱爐中低溫煙氣的余熱，實現礦熱爐煙氣余熱梯級利用；2. 一次表面換熱器不積灰，不堵塞，換熱效率提高8 9倍；3.省掉了一次表面換熱器的吹灰系統(tǒng)，從而降低了造價及運行費用；4.采用碳鶴復合材料濾芯除塵器，排放濃度10mg/Nm3 ;5.應用范圍廣，礦熱爐除塵余熱發(fā)電都可采用。
圖1是本實用新型的裝置結構示意圖。圖中，1.礦熱爐，2.四孔水冷滑套，3.燃燒沉降室，4.高溫熱管蒸發(fā)器，5.布袋除 塵器，6.中低溫蓄熱室,7.主風機,8.排氣筒,9.汽包，10.蒸汽蓄熱器，11. 一次表面換熱 器，12.低沸點工質汽輪機，13.三相發(fā)電機，14.工質循環(huán)泵，15.水泵，16.管殼式冷凝器， 17.冷卻塔。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。本實用新型中礦熱爐高含塵煙氣余熱梯級利用及除塵專用設備，包括燃燒沉降室 3、高溫熱管蒸發(fā)器4、布袋除塵器5、中低溫蓄熱室6、主風機7、排氣筒8，其特征在于所述 燃燒沉降室3通過管道順序連接高溫熱管蒸發(fā)器4、布袋除塵器5、中低溫蓄熱室6、主風機 7、排氣筒8。所述高溫熱管蒸發(fā)器4通過管道連接汽包9，汽包9通過管道連接蒸汽蓄熱器 10。所述布袋除塵器5中設置有碳鎢復合材料濾芯。所述中低溫蓄熱室6內安裝有一次表 面換熱器11，一次表面換熱器11的進口端與工質循環(huán)泵14的高壓出口端連接，一次表面 換熱器11的出口端經管道后與低沸點工質汽輪機12的上部法蘭接口連接，低沸點工質汽 輪機12的下部接口通過管道與管殼式冷凝器16的進氣口連接，管殼式冷凝器16的液相出 口通過管道與工質循環(huán)泵14的低壓進口端連接，低沸點工質汽輪機12與三相發(fā)電機13連 接，管殼式冷凝器16的一個端部法蘭接口與水泵15連接，管殼式冷凝器16的另一個端部 接冷卻塔17，冷卻塔17與水泵15連接，構成一個回路。所述低沸點工質為R141B，進入低沸點工質汽輪機的工質壓力為1. 95MPa，膨脹做 功后的工質壓力為0. 25MPa時，系統(tǒng)輸出電功率為1000KW，朗肯循環(huán)效率為22. 5%，系統(tǒng)排 出的煙氣溫度為80°C。采用先除塵后余熱發(fā)電裝置，即先將高含塵煙氣進入碳鎢濾芯除塵器凈化，除塵 器中的碳鎢濾芯，一般能夠承受350°C左右的長期工作溫度，最高能承受400°C的高溫，且 能承受大顆粒的沖刷，因此可以直接凈化煙氣，而不需要做任何預處理。凈化后的粉塵濃度 降至10mg/Nm3成為潔凈煙氣，不需要處理灰塵的堵塞、清灰等問題。[0023]本實用新型的工作過程30000KVA礦熱爐排煙量25X104/Nm3/h，溫度700°C，含 塵濃度15g/Nm3由爐內排出，經水冷煙道2混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室 3 ;燃燒沉降室3的作用是降低煙氣流速，使煙氣中攜帶的大顆粒粉塵沉降，并適當混入冷 風，最終燃燼一氧化碳氣體，由燃燒沉降室3出來的煙氣進入高溫熱管蒸發(fā)器4，汽包9中的 水在高溫熱管蒸發(fā)器4中吸收高溫煙氣余熱后產生蒸汽進入汽包9，汽包9中的蒸汽通過管 道進入蒸汽蓄熱器10，經調節(jié)后外供穩(wěn)定、連續(xù)、參數符合用戶要求的蒸汽用于發(fā)電。通過 高溫熱管蒸發(fā)器4換熱后，煙氣溫度波動幅度可以大為減少，同時也降低了煙氣溫度的峰 值，煙氣由高溫變?yōu)橹械蜏責煔?，再進入布袋除塵器5，經除塵后粉塵濃度10mg/Nm3，然后進 入中低溫蓄熱室6中，煙氣放出熱量，溫度降至80°C,由主風機7壓入排氣筒8排入大氣。 同時，低沸點工質通過工質泵14驅動，先在安裝于中低溫蓄熱室6內的一次表面換熱器11 中吸收煙氣余熱載體的熱量，變成飽和蒸汽，通過調壓閥后，工質蒸汽在低沸點工質汽輪機 12內膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機13發(fā)電。從低沸點工質汽輪機12排出的工質蒸汽由管 殼式冷凝器16冷凝為飽和液體，再由工質泵14將工質液體加壓后送入一次表面換熱器11 中，開始新一輪循環(huán)。從管殼式冷凝器16出來的循環(huán)水，通過冷卻塔17冷卻，經水泵15送 入管殼式冷凝器16中，開始新一輪循環(huán)。系統(tǒng)發(fā)出的電能為三相交流電，額定電壓為380V， 經過調壓后并入廠內電網，或直接送給用電設備使用。該設備的最大特點是首先采用高溫熱管蒸發(fā)器來回收礦熱爐高溫煙氣的余熱產 生蒸汽發(fā)電、再采用先除塵后有機朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收礦熱爐中低溫煙氣的余熱，實 現礦熱爐高含塵煙氣余熱梯級利用。以30000KVA礦熱爐余熱利用及除塵工藝為例，本實用 新型裝置與常規(guī)裝置比較，說明如下
權利要求1.礦熱爐高含塵煙氣余熱梯級利用及除塵專用設備，包括燃燒沉降室、高溫熱管蒸發(fā)器、布袋除塵器、中低溫蓄熱室、主風機、排氣筒，其特征在干所述燃燒沉降室通過管道順序連接高溫熱管蒸發(fā)器、布袋除塵器、中低溫蓄熱室、主風機、排氣筒。
2.根據權利要求I所述的礦熱爐高含塵煙氣余熱梯級利用及除塵專用設備，其特征在于所述高溫熱管蒸發(fā)器通過管道連接汽包，汽包通過管道連接蒸汽蓄熱器。
3.根據權利要求I所述的礦熱爐高含塵煙氣余熱梯級利用及除塵專用設備，其特征在于所述布袋除塵器中設置有碳鎢復合材料濾芯。
4.根據權利要求I所述的礦熱爐高含塵煙氣余熱梯級利用及除塵專用設備，其特征在干所述中低溫蓄熱室內安裝有一次表面換熱器，一次表面換熱器的進ロ端與エ質循環(huán)泵的高壓出ロ端連接，一次表面換熱器的出ロ端經管道后與低沸點エ質汽輪機的上部法蘭接ロ連接，低沸點エ質汽輪機的下部接ロ通過管道與管殼式冷凝器的進氣ロ連接，管殼式冷凝器的液相出口通過管道與エ質循環(huán)泵的低壓進ロ端連接，低沸點エ質汽輪機與三相發(fā)電機連接，管殼式冷凝器的一個端部法蘭接ロ與水泵連接，管殼式冷凝器的另ー個端部接冷卻塔，冷卻塔與水泵連接，構成ー個回路。
5.根據權利要求4所述的礦熱爐高含塵煙氣余熱梯級利用及除塵專用設備，其特征在于采用R141B為循環(huán)有機エ質。
專利摘要礦熱爐高含塵煙氣余熱梯級利用及除塵專用設備，包括沉降室、高溫熱管蒸發(fā)器、布袋除塵器、中低溫蓄熱室、主風機、排氣筒，其特征在于所述沉降室通過管道順序連接高溫熱管蒸發(fā)器、布袋除塵器、中低溫蓄熱室、主風機、排氣筒。所述高溫熱管蒸發(fā)器通過管道連接汽包，汽包連接蒸汽蓄熱器。所述布袋除塵器中設置有碳鎢復合材料濾芯。所述中低溫蓄熱室內裝有換熱器，換熱器一端與工質循環(huán)泵連接，另一端與汽輪機連接，汽輪機一端與冷凝器連接，另一端與發(fā)電機連接。其特征在于采用R141B為循環(huán)有機工質。本實用新型可實現礦熱爐煙氣余熱梯級利用，最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，還能達到好的環(huán)保效果，裝置投資低、運行能耗低。
文檔編號F01K27/02GK202470793SQ20122009318
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權日2012年3月8日
發(fā)明者王正新 申請人:王正新