[實(shí)用新型]冶金爐高含塵煙氣多級(jí)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電專用裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120395164.0
• 申請(qǐng)日: 2011-10-11
• 公開（公告）號(hào): CN202254895U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮建新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫市廣運(yùn)環(huán)保機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): F27D17/00
• 分類號(hào): F27D17/00;F01K23/10;F01K27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及冶金爐高含塵煙氣多級(jí)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

冶金爐煉鋼煙氣溫度很高，經(jīng)捕集后進(jìn)入管道的溫度一般在1100℃左右，粉塵濃度達(dá)35g/Nm³，小于10um的灰占粉塵總量的70％以上，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、余熱鍋爐換熱等)后除塵的方法。先換熱降溫后除塵的方法存在諸多缺點(diǎn)：

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500℃，降溫范圍有限，機(jī)冷器管壁容易堵灰，造成燒布袋，系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。

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。

3、余熱鍋爐換熱后除塵：由于煙氣中含有大量的粉塵，粘而細(xì)的粉塵即使在光管的熱管元件上也會(huì)出現(xiàn)積灰、堵塞現(xiàn)象，對(duì)于環(huán)向翅片管的熱管元件積灰、堵塞更加嚴(yán)重，同時(shí)為了防止結(jié)灰，余熱利用設(shè)施中換熱核心元件翅片間距大，不僅影響換熱效率，造成余熱鍋爐產(chǎn)汽量不足，更為嚴(yán)重的是由于余熱鍋爐堵灰，系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，造成冶煉生產(chǎn)無法正常進(jìn)行，被迫停產(chǎn)檢修。

由于以上缺點(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30kg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(nèi)容

針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型提供了冶金爐高含塵煙氣多級(jí)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電專用裝置，該專用裝置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，改善除塵能力，并且不影響電爐煉鋼生產(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10mg/Nm³。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：冶金爐高含塵煙氣多級(jí)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電專用裝置，其包括由管路依次連接的冶金爐、四孔水冷滑套、燃燒沉降室、主風(fēng)機(jī)、排氣筒，其特征在于：所述燃燒沉降室和主風(fēng)機(jī)之間通過管路依次連接有高溫除塵器、蓄熱換熱室，所述高溫除塵器中設(shè)置有碳鎢復(fù)合材料濾芯，所述蓄熱換熱室內(nèi)安裝有低壓級(jí)蒸發(fā)器、中壓級(jí)蒸發(fā)器、高壓級(jí)蒸發(fā)器，低壓級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)口端與低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的高壓出口端連接，低壓級(jí)蒸發(fā)器的出口端一路經(jīng)管道后與帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的低壓補(bǔ)汽口連接，另一路與中壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的進(jìn)口端連接，中壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的出口端連接中壓級(jí)蒸發(fā)器，中壓級(jí)蒸發(fā)器的出口端一路經(jīng)管道后與帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的中壓補(bǔ)汽口連接，另一路與高壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的進(jìn)口端連接，高壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的出口端連接高壓級(jí)蒸發(fā)器，高壓級(jí)蒸發(fā)器的出口端經(jīng)管道后與帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的高壓進(jìn)汽缸連接，帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的下部接口通過管道與管殼式冷凝器的進(jìn)氣口連接，管殼式冷凝器的液相出口通過管道與低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的低壓進(jìn)口端連接，帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平與三相發(fā)電機(jī)連接，管殼式冷凝器的一個(gè)端部法蘭接口與水泵連接，管殼式冷凝器的另一個(gè)端部接冷卻塔，冷卻塔與水泵連接，構(gòu)成一個(gè)回路。

其進(jìn)一步特征在于：采用R500為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。

本實(shí)用新型有益效果是：由于本實(shí)用新型余熱發(fā)電裝置放在高溫除塵器后，熱源煙氣含塵量低，因此可以將蓄熱換熱室內(nèi)的換熱核心單元翅片間距設(shè)計(jì)很小；而且無須卸灰、清灰、輸灰設(shè)施；體積減小，同時(shí)維護(hù)量減小，也延長了熱交換器的使用壽命，粉塵排放濃度更低。該發(fā)電設(shè)備與單級(jí)單壓有機(jī)朗肯循環(huán)最大的區(qū)別在于，該發(fā)電設(shè)備在有機(jī)工質(zhì)蓄熱換熱室里采用多級(jí)蒸發(fā)的措施，利用冶金爐煙氣余熱的低溫段加熱產(chǎn)生低壓蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的低壓補(bǔ)汽口膨脹做功；利用冶金爐煙氣余熱的中溫段加熱產(chǎn)生中壓蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的中壓補(bǔ)汽口膨脹做功；利用冶金爐煙氣余熱的高溫段加熱產(chǎn)生高壓蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的高壓缸膨脹做功；實(shí)現(xiàn)冶金爐煙氣余熱對(duì)有機(jī)工質(zhì)的梯級(jí)分壓加熱，這樣就在各級(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的熵增，可在單級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)熱效率的基礎(chǔ)上提高10～20％，降低了煙氣的排放溫度，排放濃度低，可以確保排放粉塵濃度在10mg/Nm³。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)效果：

1、最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，其熱效率比單級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯提高10～20％。

2、滿足循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，符合節(jié)能減排的國家政策。

3、蒸發(fā)器不積灰，不堵塞，換熱效率提高8～9倍。