[發明專利]鐵合金爐高含塵煙氣有機朗肯循環余熱發電方法

無效

• 申請號: 201310130428.3
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN104075576A
• 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?？萍加邢薰?/a>
• 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

所屬技術領域

本發明涉及一種鐵合金爐高含塵煙氣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，屬于煙氣余熱利用及除塵技術領域。

背景技術

鐵合金爐煙氣溫度很高，經捕集后進入管道的溫度一般在700℃左右，粉塵濃度達15g/Nm³，小于5um的灰占粉塵總量的90％以上，粉塵量大，并且粘而細。目前通常采用先換熱降溫(換熱降溫方式有：機力冷卻器換熱、噴霧冷卻換熱等)后除塵的方法。上述方法存在諸多缺點：

1、機力冷卻器換熱后除塵：降溫效果差，進口煙氣溫度不宜大于450℃，降溫范圍有限，機冷器管壁容易堵灰，造成燒布袋，系統無法正常運行。

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，還容易造成水與粉塵粘結，造成系統設備堵塞。

由于以上缺點，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，但由于粉塵細而粘，并且粉塵量大，每生產1噸鋼就會產生35kg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。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了鐵合金爐高含塵煙氣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，達到好的環保效果，并且不影響鐵合金爐生產的穩定和連續，還能得到很好的除塵效果，排放的粉塵濃度10mg/Nm³。

本發明所采用的技術方案如下：

鐵合金爐高含塵煙氣有機朗肯循環余熱發電方法，其特征在于：本發明鐵合金爐高含塵煙氣由爐內排出，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，通過高溫熱管蒸發器換熱后，煙氣溫度波動幅度可以大為減少，同時也降低了煙氣溫度的峰值，煙氣由高溫變為中低溫煙氣，再進入中溫除塵器，經除塵后粉塵濃度10mg/Nm³，然后進入中低溫均流換熱室中，煙氣放出熱量，溫度降至80℃，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，進入安裝于中低溫均流換熱室內的等流速一次表面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185℃，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℃，然后進入中壓級蒸發器中放出熱量，水溫降至95℃，再進入低壓級蒸發器中放出熱量，水溫降至60℃，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，另一路經中壓級工質加壓泵加壓后，進入中壓級蒸發器中吸收余熱載體的熱量，變成中壓級工質蒸汽，一路經管道進入帶補汽口有機透平的中壓補汽口，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R152a為循環有機工質。

由于鐵合金爐煙氣溫度波動劇烈，煙氣溫度峰值高，當煙氣經過本發明的高溫熱管蒸發器換熱后，煙氣溫度波動幅度可以大為減少，同時也降低了煙氣溫度的峰值，煙氣由高溫變為中低溫煙氣，進入中低溫均流換熱室，經過等流速一次表面換熱器換熱，再通過多級蒸發有機朗肯循環余熱發電來回收鐵合金爐中低溫煙氣的余熱，實現鐵合金爐煙氣余熱梯級利用。