[發明專利]一種帶有余熱發電系統的鐵合金礦熱爐系統

無效

• 申請號: 201210110325.6
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN102620572A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 陳恩鑒;高德云;程珩;涂愛民
• 申請（專利權）人: 北京世紀源博科技股份有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 馬知非

技術領域

本發明涉及一種帶有余熱發電系統的鐵合金礦熱爐系統。

背景技術

鐵合金的生產方法按照使用的設備分類有高爐法、礦熱爐法、爐外法、真空電阻爐法和氧氣轉爐法等。其中，礦熱爐法是鐵合金生產的主要方法，鐵合金產量中約72%是用此法生產的。礦熱爐法是用炭作還原劑生產鐵合金，所用電爐常用礦石還原爐（簡稱礦熱爐）。冶煉過程中熱量的來源為電能，用炭作還原劑。

鐵合金礦熱爐的機械設備是較繁雜的，除礦熱爐本體外主要包括電極把持系統、電極壓放裝置、電極升降系統、加料系統、出鐵設備、防護設施、電極水冷系統等。防護設施主要是指煙塵通過煙罩、煙囪、排空或接入除塵器進行除塵的除塵系統。

在鐵合金礦熱爐冶煉過程中伴隨有大量的CO氣體產生。在半封閉爐內，這些CO氣體中的少部分在上升穿過爐料過程中與原料中的氧化物發生反應，把高價氧化物還原為低價氧化物，自身被氧化為CO₂；大部分則在爐口直接燃燒轉變為CO₂氣體。鐵合金牌號不同，產生的CO氣體量有所差別。以錳硅鐵合金為例，每噸產品產生的CO氣體量大約為750m³。這些CO直接燃燒放出大約937萬千焦的熱量，折合電能2600千瓦時，相當于冶煉電耗65%左右。

如圖1所示，傳統工藝中鐵合金礦熱爐系統包括礦熱爐本體4，為礦熱爐本體4供料的加料系統1，用于為礦熱爐本體4內原料加熱的電極把持、壓放及升降系統2，用于將熔煉后的鐵運出的出鐵系統5，用于為電極降溫的電極水冷系統3和用于將排放礦熱爐本體4中高溫煙氣的高溫煙道6，和與高溫煙道連接并為高溫煙氣除塵的除塵系統等。其中，除塵系統包括依次連接的表冷器18、除塵器15、除塵風機16和排放煙囪17；其中表冷氣通過高溫煙道6與礦熱爐本體4的高溫煙氣排放口相連。高溫煙道6為鋼制光管煙道，高溫煙道6將高溫煙氣由礦熱爐本體4中導出，并將高溫煙氣輸送至表冷器18中降溫，然后再通過除塵器15除塵，并由除塵風機16輸入到排放煙囪17中排入大氣。現有技術中對高溫煙氣的處理方式使得大量寶貴的煙氣熱量在鋼制光管煙道6及表冷器18中散失到大氣中，不僅浪費了寶貴的余熱資源，還造成了工人生產環境的熱污染。

發明內容

針對現有技術中所存在的問題，本發明目的是提供一種帶有余熱發電系統的鐵合金礦熱爐系統，該鐵合金礦熱爐系統除了包括傳統工藝鐵合金礦熱爐系統的各組成部分外，還新增余熱回收及發電系統，將鐵合金礦熱爐生產過程中產生的高溫煙氣的余熱進行回收，通過余熱鍋爐產生蒸汽，并帶動配套的蒸汽輪機發電機組發電。本發明的優點為：一是回收煙氣的余熱，避免二次能源的浪費，二是減少高溫煙氣對工人生產環境的熱污染。

為實現上述目的，本發明一種帶有余熱發電系統的鐵合金礦熱爐系統包括礦熱爐本體、為所述礦熱爐本體供料的加料系統，用于為礦熱爐本體內原料加熱的電極把持、壓放及升降系統，用于將熔煉后的鐵由電路本體運出的出鐵系統，用于為電極降溫的電極水冷系統、用于將礦熱爐本體中煙氣排出去的高溫煙道，與高溫煙道連接并對高溫煙氣進行除塵的除塵系統和余熱發電系統；所述除塵系統通過高溫煙道與所述礦熱爐本體的煙氣排放口相連；所述余熱發電系統設置在所述高溫煙道和除塵器之間，包括余熱鍋爐、由蒸汽輪機和發電機組成的發電機組；所述余熱鍋爐將由礦熱爐本體中排放出來的高溫煙氣轉換生成飽和水，所述飽和水上升進入到余熱鍋爐的汽包內，并在所述汽包內進行汽水分離產生蒸汽；所述蒸汽通入蒸汽輪機膨脹做功，同時拖動發電機發電。

進一步，通過所述余熱鍋爐降溫后的所述高溫煙氣經所述除塵系統排放入大氣。

進一步，所述鐵合金礦熱爐系統還包括冷卻水處理系統，該系統設置在所述蒸汽輪機與所述余熱鍋爐之間，包括冷凝器、凝結水泵、除氧器和給水泵；所述蒸汽輪機做功后的乏汽由所述冷凝器冷凝后經所述凝結水泵進入所述除氧器除氧，再經由所述給水泵送入余熱鍋爐進行下一次水力循環。

進一步，所述高溫煙道與所述除塵器之間，還與所述余熱鍋爐并聯設置有表冷器；并在所述高溫煙道上增設煙道閥門；當所述余熱鍋爐運行時，與表冷器連接的通道關閉，高溫煙氣進入到余熱鍋爐中；當余熱鍋爐檢修時，與余熱鍋爐連接的通道關閉，高溫煙氣進入表冷器中降溫。

進一步，所述的高溫煙道為采用內保溫形式的內保溫煙道、采用外保溫的耐熱不銹鋼煙道或汽化冷卻煙道。

進一步，所述余熱鍋爐為臥式鍋爐或立式鍋爐。