[發明專利]煉銅爐高溫煙氣二級有機朗肯循環余熱發電方法

無效

• 申請號: 201310130370.2
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN104075573A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 王逸萍
• 申請（專利權）人: 無錫市東優環保科技有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F01K11/02;F01K25/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種煉銅爐高溫煙氣二級有機朗肯循環余熱發電方法，具體地說是能最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，又能改善除塵能力，屬于煉銅爐余熱利用及除塵技術領域。

背景技術

冶金行業每年消耗大量能源，冶煉過程中產生的高溫煙氣和設備散熱帶走了大量能量。由于煉銅爐煙氣溫度很高，進入管道的溫度一般在750℃左右，粉塵濃度達15g/Nm³，小于5um的灰占粉塵總量的65％以上，粉塵量大，并且粘而細。并且煙氣溫度劇烈波動，含塵量大，普通水列管余熱鍋爐很難運用于煉銅爐煙氣的余熱回收。目前，熱管式換熱器已經成功運用到煉銅爐的煙氣余熱回收中，但由于熱管的固有缺陷(造價高、不抗凍、不耐高溫、使用年限短)，使得熱管余熱回收裝置在鋼鐵行業的普及還面臨很多問題。

由于煙氣中含有大量的粉塵，粘而細的粉塵在換熱元件上出現積灰、堵塞現象，不僅影響換熱效率，造成余熱鍋爐產汽量不足，更為嚴重的是由于余熱鍋爐堵灰，系統運行不穩定，造成冶煉生產無法正常進行，被迫停產檢修。

同時，由于煉銅爐煙氣溫度波動劇烈，波幅大，余熱回收裝置就必須設計得足夠大，確保高溫煙氣也能有效冷卻。但實際蒸汽產量卻遠低于余熱回收裝置的最大蒸發量，出現大馬拉小車的局面。這就相對減少了余熱回收裝置的經濟價值，增加了余熱回收裝置的投資。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了煉銅爐高溫煙氣二級有機朗肯循環余熱發電方法，通過該方法不僅能最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，拖動除塵風機，同時可降低煙氣的排放溫度，改善除塵能力，得到很好的除塵效果，粉塵排放濃度10mg/Nm³，并且不影響煉銅爐生產的穩定和連續。

本發明所采用的技術方案如下：

煉銅爐高溫煙氣二級有機朗肯循環余熱發電方法，其特征在于：本發明煉銅爐煙氣由爐內排出，經水冷煙道混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室；燃燒沉降室的作用是：降低煙氣流速，使煙氣中攜帶的大顆粒粉塵沉降，并適當混入冷風，最終燃燼一氧化碳氣體，由燃燒沉降室出來的煙氣進入蓄熱均溫器，所述蓄熱均溫器包括碳硅復合材料蓄熱體、激波清灰裝置和灰斗，所述激波清灰裝置分段布置于碳硅復合材料蓄熱體之間，通過蓄熱均溫器中碳硅復合材料蓄熱體對高溫煙氣的蓄熱均溫作用后，煙氣進入高溫熱管蒸發器，蒸汽汽包中的水在高溫熱管蒸發器中吸收高溫煙氣余熱后產生蒸汽進入蒸汽汽包，蒸汽汽包中的蒸汽通過管道進入蒸汽蓄熱器，經調節后外供穩定、連續、參數符合用戶要求的蒸汽用于發電，高溫煙氣經高溫熱管蒸發器換熱后，變為中低溫煙氣，進入余熱交換室中，煙氣放出熱量，溫度降至80℃，進入除塵器，經除塵后粉塵濃度10mg/Nm³，由主風機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環水通過換熱器給水泵驅動，進入安裝于余熱交換室內的翅片式換熱器中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物的溫度155℃，汽水混合物在自然循環力推動下進入高壓級蒸發器中放出熱量，溫度降至125℃，然后進入低壓級蒸發器中放出熱量，水溫降至81℃，變成低溫水，低溫水流入循環水池，開始新一輪循環，同時，經過冷凝的有機工質液體，經過低壓級工質加壓泵的驅動，先在低壓級蒸發器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級工質蒸汽，一路經管道進入帶補汽口有機透平的低壓補汽口，另一路經高壓級工質加壓泵加壓后，進入高壓級蒸發器中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級工質蒸汽，經管道進入帶補汽口有機透平的高壓進汽缸，工質蒸汽在帶補汽口有機透平內膨脹做功，并帶動三相發電機發電，系統發出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經過調壓后并入廠內電網，或直接送給用電設備使用，從帶補汽口有機透平排出的工質蒸汽由管殼式冷凝器冷凝為飽和液體，進入儲液罐，儲液罐可確保低壓級工質加壓泵連續加壓，再由低壓級工質加壓泵將工質液體加壓后送入低壓級蒸發器中，開始新一輪循環，從管殼式冷凝器出來的循環水，通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻，冷卻水的溫度降至10～15℃，滿足工質蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經循環水泵送入管殼式冷凝器中，開始新一輪循環。

其進一步特征在于：采用R134a為循環有機工質。