[實用新型]高爐熱風爐尾部廢氣余熱利用發電系統

有效

• 申請號: 201220418807.3
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN202730150U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 周海平;孔平;姚瓊;劉海明;孫海云;明嵬
• 申請（專利權）人: 浙江西子聯合工程有限公司;孔平
• 主分類號: C21B7/00
• 分類號: C21B7/00;C21B9/00;F27D17/00
• 代理公司: 杭州金源通匯專利事務所(普通合伙) 33236
• 代理人: 唐迅

技術領域

本實用新型涉及廢氣利用、能源回收領域，尤其是一種高爐熱風爐尾部廢氣余熱利用發電系統。

背景技術

據有關文獻介紹：截止到2009年我國就已經擁有1350座高爐，大于1000ｍ3以上容積的高爐200座：其中5000ｍ3級高爐有2座，3200ｍ3級高爐有16座，2500～2800ｍ3級高爐有42座。

目前熱風爐煙道廢氣余熱回收應用于兩個方面：作為噴煤制粉系統的干燥介質和輸送載體物，也可用作預熱煤氣和助燃空氣。作為制粉系統的干燥介質已廣泛采用，節約制粉系統燃燒爐的煤氣量，降低了制粉能耗。在煙道設置換熱器預熱煤氣和助燃空氣尚未普及。

提高高爐的鼓風溫度是高爐增產、降耗、增效的一項有力的技術途徑。目前，世界上正在研究實現高鼓風溫度的新技術，諸如蓄熱式燃燒技術、高熱值燃料加純氧燃燒技術、風口前電磁加熱鼓風技術以及熱富氧鼓風技術等，但這些技術尚處于研究開發以及工業實驗階段。

國外高爐的鼓風溫度一般都在1250℃以上。我國寶鋼4350m3高爐鼓風溫度達到了1250℃。這主要依靠三方面的措施：（1）采用熱管換熱器實現熱風爐燒爐煤氣和助燃空氣雙預熱；（2）摻燒了焦爐煤氣；（3）助燃空氣富氧。國內其它大、中型高爐的鼓風溫度大多維持在1100~1150℃左右，而小型高爐大多數處在1050℃左右的水平。

目前國內外的熱風爐操作一般都把熱風爐拱頂溫度控制在不超過1400℃的水平上，以盡可能減少NOx和SOx的生成量。這一拱頂溫度保證高爐長期的送風溫度1250℃是可行的。因此許多專家認為，我國高爐熱風爐的風溫目標確定為1250℃是合理的，它既反映了當今國內外熱風爐的技術水平，又是我們現在經過努力創造條件能夠到達的。

但是高爐煤氣及助燃空氣的預熱溫度tg?、tk本身受到熱風爐排煙溫度及熱管工作溫度的限制，一般情況下，tg?、tk只能達200～220℃左右的水平。

顯然，在上述兩種制約條件下，高爐煤氣的理論燃燒溫度t理不會高于1450℃。換句話說，僅僅依靠熱管換熱器預熱高爐煤氣和助燃空氣，最佳情況下可使高爐鼓風溫度突破1100℃大關，甚至達到1150℃水平，但要實現1200～1250℃的高鼓風溫度目標，不采用其它技術手段是不可能的。

全燒高爐煤氣實現1250℃送風溫度的兩種工藝系統，即在全燒高爐煤氣并且煤氣不富化、助燃空氣不富氧的條件下,采用兩種組合預熱工藝系統,可以使大、中、小型的高爐熱風爐實現1250℃以上的送風溫度,從而取得顯著的經濟效益及社會效益。?

一般來說，熱風爐的拱頂溫度要高于高爐鼓風溫度80～150℃，而熱風爐的爐溫系數ξ是0.92～0.98,也即高爐煤氣的理論燃燒溫度t理乘以爐溫系數ξ,就為拱頂溫度。如果從最保守的角度考慮,取拱頂溫度與高爐鼓風溫度之差為150℃,熱風爐的爐溫系數取0.92,那么熱風爐要實現1250℃的送風溫度,高爐煤氣的理論燃燒溫度必須達到1522℃以上。

要提高高爐煤氣的理論燃燒溫度,不可能依賴于提高高爐煤氣的低熱值Qd,因為隨著煉鐵焦比的降低，高爐煤氣的低熱值Q?d也大大降低。因而只有依賴于提高助燃空氣的預熱溫度tk和煤氣的預熱溫度tg。?出于安全考慮,高爐煤氣不宜預熱到太高的溫度,一般以200℃為宜。而助燃空氣則可以在所用材質允許范圍內被預熱到高于400℃以上的溫度。理論計算表明,當Qd=3150?KJ/Nm3,高爐煤氣預熱溫度tg=200℃,而助燃空氣預熱溫度tk=355℃時,可保證高爐獲得1250℃的鼓風溫度。

傳統工藝中，熱風爐排煙溫度約250℃，這部分低品位的廢氣熱能大、但由于溫度偏低，難以直接匹配蒸汽發電系統，或者由于配套余熱發電系統而一次性投資太高，經濟效益差，該部分熱能最終以廢氣的顯熱形式排入大氣，造成很大的浪費。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決上述技術的不足而提供一種能有效的將廢氣利用并產生電能的高爐熱風爐尾部廢氣余熱利用發電系統。