專利名稱：高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)技術領域[0001]本實用新型屬于高爐煤氣干法除塵及余壓透平發(fā)電技術領域，具體涉及高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術：
[0002]高爐煤氣干法除塵及余壓透平發(fā)電(TRT)系統(tǒng)是現(xiàn)代高爐必備的能源回收系統(tǒng)， 一般可回收高爐鼓風機所需電能的40-50%，經濟效益十分顯著。高爐煤氣干法除塵具有除塵效率高、節(jié)水、節(jié)電等優(yōu)點，且充分保留了高爐煤氣所具有的壓力能和熱能從而提高了 TRT的發(fā)電量，但是高爐煤氣干法煤氣除塵技術無法將煤氣中易結垢的酸性氣體除掉，而在高爐煤氣管路尤其是TRT透平機內生成積鹽(主要是透平機二級葉片和排氣蝸殼內積鹽嚴重，最厚可達50-60mm)，透平機轉子上積鹽會引起機組振動，從而導致嚴重的事故，所以必須定期的人工除垢，基本上每一到兩個月就需打開透平機清理一次，不僅增加的機組維護工作量，還浪費了大量的高爐煤氣余壓能，帶來巨大的經濟損失。因此，如何有效地防止和控制TRT透平機積鹽問題，是高爐煤氣干法除塵及余壓透平發(fā)電系統(tǒng)所面臨的重要課題。發(fā)明內容[0003]本實用新型的目的在于提供一種高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)可減少或避免透平機內部積鹽。[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案是高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)，它包括重力除塵器、布袋除塵器、減壓閥組、透平機、發(fā)電機、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道；重力除塵器的輸入端口由第一管道與高爐的煤氣輸出端口相連通，重力除塵器的輸出端口由第二管道與布袋除塵器的輸入端口相連通，布袋除塵器的輸出端口與第三管道相連，第三管道上設有減壓閥組，減壓閥組與布袋除塵器的輸出端口之間的第三管道上通過三通閥與第四管道的輸入端相連通，透平機的氣體出口與第五管道相連，透平機的動力輸出端由聯(lián)軸器與發(fā)電機的動力輸入端相連；其特征在于第四管道的輸出端與換熱器的冷流體輸入口相連通，換熱器的冷流體輸出口由第七管道與透平機的氣體入口相連通；第五管道上通過三通閥與第六管道的輸入端相連，第六管道的輸出端與燃燒器的煤氣輸入口相連通，第六管道上設有流量控制閥；燃燒器的空氣輸入口與第八管道相連通， 燃燒器產生的熱氣體進入換熱器的熱流體輸入口，換熱器的熱流體輸出口與第九管道相連ο[0005]所述的第八管道與空氣預熱器的冷流體輸出口相連通，空氣預熱器的冷流體輸入口與第十管道相連通，第九管道與空氣預熱器的熱流體輸入口相連通，空氣預熱器的熱流體輸出口與第十一管道相連通。[0006]在第十管道上設有一個流量控制閥。[0007]透平機內積鹽的主要成分是NH4Cl晶體，在煤氣進入透平機膨脹做功后，溫度會逐漸降低，當?shù)陀谒穆饵c時就有凝結水形成，此時煤氣中的一些復雜成分如NH4Cl等在透平排氣溫度低于其化合產物露點(約80 90°C)以下遇水及粉塵時，會以固體形態(tài)析出并附著在透平的動靜葉片和機殼內壁上，日積月累就形成堅固的垢層。在機組運行過程中隨著垢層的不斷集結和局部脫落，透平轉子動平衡被破壞，引起振動超標而報警停機，只能打開透平機清洗積鹽，在增加工作量的同時也浪費了大量的高爐煤氣壓力能。NH4Cl晶體在 120°C開始具有明顯的揮發(fā)性，且隨著溫度升高其揮發(fā)性大為提高，337°C時離解為氨氣和氯化氫氣體。所以透平機入口煤氣溫度應該盡量高于120°C而不可超過337°C。當TRT進氣溫度高于150°C，排氣溫度超過90°C時，透平機基本上不會發(fā)生積鹽現(xiàn)象。[0008]本實用新型的有益效果是通過將部分透平機出口高爐煤氣燃燒來加熱透平機入口煤氣(從而加熱進入透平機的煤氣溫度)，提高了透平機的發(fā)電量，增加高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力；同時煤氣溫度的升高有利于減少了或避免了透平機內積鹽，從而減少系統(tǒng)維護量，提高了透平機的使用率。


[0009]圖1是本實用新型的結構示意圖。[0010]圖中，1-高爐；2-重力除塵器；3-布袋除塵器；4-減壓閥組；5-透平機；6-發(fā)電機；7-燃燒器；8-換熱器；9-空氣預熱器；10-流量控制閥(計)；11-第一管道；12-第二管道；13-第三管道；14-第四管道；15-第五管道；16-第六管道；17-第七管道；18-第八管道；19-第九管道；20-第十管道；21-第十一管道。
具體實施方式
[0011]如圖1所示，高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)，它包括重力除塵器2、布袋除塵器3、減壓閥組4、透平機5、發(fā)電機6、第一管道11、第二管道12、第三管道13、第四管道14、第五管道15 ；重力除塵器2的輸入端口由第一管道11與高爐1(煉鐵高爐)的煤氣輸出端口相連通，重力除塵器2的輸出端口由第二管道12與布袋除塵器3的輸入端口相連通，布袋除塵器3的輸出端口與第三管道13相連，第三管道13上設有減壓閥組4，減壓閥組4與布袋除塵器3的輸出端口之間的第三管道13上通過三通閥與第四管道14的輸入端相連通(現(xiàn)有技術中是第四管道14的輸出端直接與透平機5的氣體入口相連通，不對第四管道14內的煤氣進行加熱)，透平機5的氣體出口與第五管道15相連，透平機5的動力輸出端由聯(lián)軸器與發(fā)電機6的動力輸入端相連；第四管道14的輸出端與換熱器8的冷流體輸入口相連通， 換熱器8的冷流體輸出口由第七管道17與透平機5的氣體入口相連通(冷流體為煤氣，換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體，即對進入透平機5的煤氣進行加熱)，透平機5 的氣體入口處的煤氣溫度為150 337°C，透平機5的氣體出口處的煤氣溫度彡90V;第五管道15上通過三通閥與第六管道16的輸入端相連，第六管道16的輸出端與燃燒器7的煤氣輸入口相連通，第六管道16上設有流量控制閥10 (用于控制進入燃燒器7的煤氣量來調節(jié)透平機5的氣體入口處的煤氣溫度；可在控制透平機5的氣體入口處設溫度傳感器)；燃燒器7的空氣輸入口與第八管道18相連通(第八管道18的輸出端)，燃燒器7產生的熱氣體進入換熱器8的熱流體輸入口(熱流體為高爐煤氣燃燒后的熱氣體)，換熱器8的熱流體輸出口與第九管道19相連通(第九管道19的輸入端)。[0012]所述的第八管道18與空氣預熱器9的冷流體輸出口相連通(冷流體為空氣)，空氣預熱器9的冷流體輸入口與第十管道20相連通，第九管道19與空氣預熱器9的熱流體輸入口相連通，空氣預熱器9的熱流體輸出口與第十一管道21相連通。[0013]工作過程[0014]1.高爐1產生的煤氣首先經過重力除塵器2 (或旋風除塵器)粗除塵和布袋除塵器3精除塵，透平機5出口的部分凈煤氣在燃燒器7中燃燒放熱，通過換熱器8加熱透平機入口的高爐煤氣，高溫高壓的高爐煤氣通過透平機5帶動發(fā)電機6將壓力能和熱能轉換成電能；空氣預熱器9的作用是提高燃燒器7的熱效率；在透平發(fā)電系統(tǒng)檢修或出現(xiàn)故障時， 凈煤氣通過減壓閥組4使煤氣壓力降到合適的水平，然后送入煤氣管網。[0015]2.通過調節(jié)進入燃燒器7的煤氣量和空氣量控制透平機5入口的煤氣溫度。透平機入口的煤氣溫度應該始終高于150°C，出口煤氣溫度在90°C左右，即可保證透平機內不會積鹽。同時，透平機入口煤氣溫度提高10°C，TRT發(fā)電量可提高3 5%。[0016]采用本實用新型的高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)，運行3個月后，檢測透平機二級葉片和排氣蝸殼內積鹽情況，檢測結果顯示，透平機二級葉片和排氣蝸殼內無積鹽。[0017]在第十管道20上設有一個流量控制閥，在控制透平機5入口溫度時，同時控制進入燃燒器7的煤氣和空氣量。
權利要求1.高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)，它包括重力除塵器O)、布袋除塵器(3)、減壓閥組 G)、透平機(5)、發(fā)電機(6)、第一管道(11)、第二管道(12)、第三管道(13)、第四管道 (14)、第五管道(15)；重力除塵器(2)的輸入端口由第一管道(11)與高爐⑴的煤氣輸出端口相連通，重力除塵器O)的輸出端口由第二管道(1 與布袋除塵器C3)的輸入端口相連通，布袋除塵器⑶的輸出端口與第三管道(13)相連，第三管道(13)上設有減壓閥組 G)，減壓閥組(4)與布袋除塵器(3)的輸出端口之間的第三管道(13)上通過三通閥與第四管道(14)的輸入端相連通，透平機(5)的氣體出口與第五管道(1 相連，透平機(5)的動力輸出端由聯(lián)軸器與發(fā)電機(6)的動力輸入端相連；其特征在于第四管道(14)的輸出端與換熱器(8)的冷流體輸入口相連通，換熱器的冷流體輸出口由第七管道(17)與透平機 (5)的氣體入口相連通；第五管道(1 上通過三通閥與第六管道(16)的輸入端相連，第六管道(16)的輸出端與燃燒器(7)的煤氣輸入口相連通，第六管道(16)上設有流量控制閥 (10)；燃燒器(7)的空氣輸入口與第八管道(18)相連通，燃燒器(7)產生的熱氣體進入換熱器⑶的熱流體輸入口，換熱器⑶的熱流體輸出口與第九管道(19)相連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的第八管道 (18)與空氣預熱器(9)的冷流體輸出口相連通，空氣預熱器(9)的冷流體輸入口與第十管道00)相連通，第九管道(19)與空氣預熱器(9)的熱流體輸入口相連通，空氣預熱器(9) 的熱流體輸出口與第十一管道相連通。
3.根據(jù)權利要求2所述的高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于第十管道OO)上設有一個流量控制閥。
專利摘要本實用新型屬于高爐煤氣干法除塵及余壓透平發(fā)電技術領域，具體涉及高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)。高爐煤氣余壓透平發(fā)電系統(tǒng)，它包括重力除塵器、布袋除塵器、減壓閥組、透平機、發(fā)電機、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道；其特征在于第四管道的輸出端與換熱器的冷流體輸入口相連通，換熱器的冷流體輸出口由第七管道與透平機的氣體入口相連通；第五管道上通過三通閥與第六管道的輸入端相連，第六管道的輸出端與燃燒器的煤氣輸入口相連通，第六管道上設有流量控制閥；燃燒器的空氣輸入口與第八管道相連通，燃燒器產生的熱氣體進入換熱器的熱流體輸入口，換熱器的熱流體輸出口與第九管道相連通。該系統(tǒng)可減少或避免透平機內部積鹽。
文檔編號C21B5/06GK202272883SQ20112035966
公開日2012年6月13日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權日2011年9月23日
發(fā)明者葉理德, 王虹, 蓋東興, 胡建亮, 黃永紅 申請人:中冶南方工程技術有限公司