[發明專利]高爐煤氣余壓透平發電系統

有效

• 申請號: 201110285519.5
• 申請日: 2011-09-23
• 公開（公告）號: CN102304595A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 蓋東興;黃永紅;葉理德;王虹;胡建亮
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 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

技術領域

本發明屬于高爐煤氣干法除塵及余壓透平發電技術領域，具體涉及高爐煤氣余壓透平發電系統。

背景技術

高爐煤氣干法除塵及余壓透平發電(TRT)系統是現代高爐必備的能源回收系統，一般可回收高爐鼓風機所需電能的40-50％，經濟效益十分顯著。高爐煤氣干法除塵具有除塵效率高、節水、節電等優點，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的發電量，但是高爐煤氣干法煤氣除塵技術無法將煤氣中易結垢的酸性氣體除掉，而在高爐煤氣管路尤其是TRT透平機內形成積鹽(主要是透平機二級葉片和排氣蝸殼內積鹽嚴重，最厚可達50-60mm)，透平機轉子上積鹽會引起機組振動，從而導致嚴重的事故，所以必須定期的人工除垢，基本上每一到兩個月就需打開透平機清理一次，不僅增加的機組維護工作量，還浪費了大量的高爐煤氣余壓能，帶來巨大的經濟損失。因此，如何有效地防止和控制TRT透平機積鹽問題，是高爐煤氣干法除塵及余壓透平發電系統所面臨的重要課題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高爐煤氣余壓透平發電系統，該系統可減少或避免透平機內部積鹽。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：高爐煤氣余壓透平發電系統，它包括重力除塵器、布袋除塵器、減壓閥組、透平機、發電機、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，透平機的氣體出口與第五管道相連，透平機的動力輸出端由聯軸器與發電機的動力輸入端相連；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的氣體入口相連通，透平機的氣體入口處的煤氣溫度為150～337℃，透平機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，燃燒器產生的熱氣體進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熱器的冷流體輸出口相連通，空氣預熱器的冷流體輸入口與第十管道相連通，第九管道與空氣預熱器的熱流體輸入口相連通，空氣預熱器的熱流體輸出口與第十一管道相連通。

在第十管道上設有一個流量控制閥。

透平機內積鹽的主要成分是NH₄Cl晶體，在煤氣進入透平機膨脹做功后，溫度會逐漸降低，當低于水汽的露點時就有凝結水形成，此時煤氣中的一些復雜成分如NH₄Cl等在透平排氣溫度低于其化合產物露點(約80～90℃)以下遇水及粉塵時，會以固體形態析出并附著在透平的動靜葉片和機殼內壁上，日積月累就形成堅固的垢層。在機組運行過程中隨著垢層的不斷集結和局部脫落，透平轉子動平衡被破壞，引起振動超標而報警停機，只能打開透平機清洗積鹽，在增加工作量的同時也浪費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性，且隨著溫度升高其揮發性大為提高，337℃時離解為氨氣和氯化氫氣體。所以透平機入口煤氣溫度應該盡量高于120℃而不可超過337℃。當TRT進氣溫度高于150℃，排氣溫度超過90℃時，透平機基本上不會發生積鹽現象。

本發明的有益效果是：通過將部分透平機出口高爐煤氣燃燒來加熱透平機入口煤氣(從而加熱進入透平機的煤氣溫度)，提高了透平機的發電量，增加高爐煤氣余壓透平發電系統的發電能力；同時煤氣溫度的升高有利于減少了或避免了透平機內積鹽，從而減少系統維護量，提高了透平機的使用率。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

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；6-發電機；7-燃燒器；8-換熱器；9-空氣預熱器；10-流量控制閥(計)；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。

具體實施方式