[發(fā)明專利]高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110285519.5
• 申請日: 2011-09-23
• 公開（公告）號: CN102304595A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蓋東興;黃永紅;葉理德;王虹;胡建亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中冶南方工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: C21B5/06
• 分類號: C21B5/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高爐煤氣干法除塵及余壓透平發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高爐煤氣干法除塵及余壓透平發(fā)電(TRT)系統(tǒng)是現(xiàn)代高爐必備的能源回收系統(tǒng)，一般可回收高爐鼓風(fēng)機(jī)所需電能的40-50％，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。高爐煤氣干法除塵具有除塵效率高、節(jié)水、節(jié)電等優(yōu)點(diǎn)，且充分保留了高爐煤氣所具有的壓力能和熱能從而提高了TRT的發(fā)電量，但是高爐煤氣干法煤氣除塵技術(shù)無法將煤氣中易結(jié)垢的酸性氣體除掉，而在高爐煤氣管路尤其是TRT透平機(jī)內(nèi)形成積鹽(主要是透平機(jī)二級葉片和排氣蝸殼內(nèi)積鹽嚴(yán)重，最厚可達(dá)50-60mm)，透平機(jī)轉(zhuǎn)子上積鹽會引起機(jī)組振動，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的事故，所以必須定期的人工除垢，基本上每一到兩個(gè)月就需打開透平機(jī)清理一次，不僅增加的機(jī)組維護(hù)工作量，還浪費(fèi)了大量的高爐煤氣余壓能，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何有效地防止和控制TRT透平機(jī)積鹽問題，是高爐煤氣干法除塵及余壓透平發(fā)電系統(tǒng)所面臨的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)可減少或避免透平機(jī)內(nèi)部積鹽。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)，它包括重力除塵器、布袋除塵器、減壓閥組、透平機(jī)、發(fā)電機(jī)、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道；重力除塵器的輸入端口由第一管道與高爐的煤氣輸出端口相連通，重力除塵器的輸出端口由第二管道與布袋除塵器的輸入端口相連通，布袋除塵器的輸出端口與第三管道相連，第三管道上設(shè)有減壓閥組，減壓閥組與布袋除塵器的輸出端口之間的第三管道上通過三通閥與第四管道的輸入端相連通，透平機(jī)的氣體出口與第五管道相連，透平機(jī)的動力輸出端由聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)的動力輸入端相連；其特征在于：第四管道的輸出端與換熱器的冷流體輸入口相連通，換熱器的冷流體輸出口由第七管道與透平機(jī)的氣體入口相連通，透平機(jī)的氣體入口處的煤氣溫度為150～337℃，透平機(jī)的氣體出口處的煤氣溫度≥90℃；第五管道上通過三通閥與第六管道的輸入端相連，第六管道的輸出端與燃燒器的煤氣輸入口相連通，第六管道上設(shè)有流量控制閥；燃燒器的空氣輸入口與第八管道相連通，燃燒器產(chǎn)生的熱氣體進(jìn)入換熱器的熱流體輸入口，換熱器的熱流體輸出口與第九管道相連通。

所述的第八管道與空氣預(yù)熱器的冷流體輸出口相連通，空氣預(yù)熱器的冷流體輸入口與第十管道相連通，第九管道與空氣預(yù)熱器的熱流體輸入口相連通，空氣預(yù)熱器的熱流體輸出口與第十一管道相連通。

在第十管道上設(shè)有一個(gè)流量控制閥。

透平機(jī)內(nèi)積鹽的主要成分是NH₄Cl晶體，在煤氣進(jìn)入透平機(jī)膨脹做功后，溫度會逐漸降低，當(dāng)?shù)陀谒穆饵c(diǎn)時(shí)就有凝結(jié)水形成，此時(shí)煤氣中的一些復(fù)雜成分如NH₄Cl等在透平排氣溫度低于其化合產(chǎn)物露點(diǎn)(約80～90℃)以下遇水及粉塵時(shí)，會以固體形態(tài)析出并附著在透平的動靜葉片和機(jī)殼內(nèi)壁上，日積月累就形成堅(jiān)固的垢層。在機(jī)組運(yùn)行過程中隨著垢層的不斷集結(jié)和局部脫落，透平轉(zhuǎn)子動平衡被破壞，引起振動超標(biāo)而報(bào)警停機(jī)，只能打開透平機(jī)清洗積鹽，在增加工作量的同時(shí)也浪費(fèi)了大量的高爐煤氣壓力能。NH₄Cl晶體在120℃開始具有明顯的揮發(fā)性，且隨著溫度升高其揮發(fā)性大為提高，337℃時(shí)離解為氨氣和氯化氫氣體。所以透平機(jī)入口煤氣溫度應(yīng)該盡量高于120℃而不可超過337℃。當(dāng)TRT進(jìn)氣溫度高于150℃，排氣溫度超過90℃時(shí)，透平機(jī)基本上不會發(fā)生積鹽現(xiàn)象。

本發(fā)明的有益效果是：通過將部分透平機(jī)出口高爐煤氣燃燒來加熱透平機(jī)入口煤氣(從而加熱進(jìn)入透平機(jī)的煤氣溫度)，提高了透平機(jī)的發(fā)電量，增加高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力；同時(shí)煤氣溫度的升高有利于減少了或避免了透平機(jī)內(nèi)積鹽，從而減少系統(tǒng)維護(hù)量，提高了透平機(jī)的使用率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-高爐；2-重力除塵器；3-布袋除塵器；4-減壓閥組；5-透平機(jī)；6-發(fā)電機(jī)；7-燃燒器；8-換熱器；9-空氣預(yù)熱器；10-流量控制閥(計(jì))；11-第一管道；12-第二管道；13-第三管道；14-第四管道；15-第五管道；16-第六管道；17-第七管道；18-第八管道；19-第九管道；20-第十管道；21-第十一管道。

具體實(shí)施方式