專利名稱：帶有汽包的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種余熱發(fā)電裝置，特別涉及帶有汽包的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備，屬于煙氣除塵及余熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中冶金爐煙氣的凈化裝置為冶金爐煙氣發(fā)生設備、余熱利用設施、除塵器通過管路依次連接。目前通常采用的余熱利用設施水列管余熱鍋爐、蓄熱式余熱鍋爐來回收冶金爐煙氣的余熱，產(chǎn)生飽和蒸汽等。由于冶金爐煙氣溫度劇烈波動，含塵量大，普通水列管余熱鍋爐很難運用于冶金爐煙氣的余熱回收。目前，蓄熱式余熱鍋爐已經(jīng)成功運用到電爐煙氣余熱回收中，但由于換熱管的固有缺陷(造價高、不抗凍、不耐高溫、使用年限短)，使得蓄熱式余熱鍋爐在鋼鐵行業(yè)的普及還面臨很多問題。同時，由于冶金爐煙氣溫度波動劇烈，波幅大，余熱系統(tǒng)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(chǎn)量卻遠低于余熱系統(tǒng)的最大蒸發(fā)量，出現(xiàn)大馬拉小車的局面。這就相對減少了余熱系統(tǒng)的經(jīng)濟價值，增加了余熱系統(tǒng)的投資。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實用新型提供了帶有汽包的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備，其不僅能高效地冷卻高溫煙氣(溫度范圍850°C 80°C )，還能最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)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，并且不影響冶金爐生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是帶有汽包的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備，包括燃燒沉降室、蓄熱均溫器、均流余熱交換室、增壓風機、除塵器、主風機、排氣筒，其特征在于所述燃燒沉降室順序連接蓄熱均溫器、均流余熱交換室、增壓風機、除塵器、主風機、排氣筒，所述蓄熱均溫器包括煙氣進口、碳化錳復合材料蓄熱體、聲波清灰裝置、煙氣出口和灰斗，所述碳化錳復合材料蓄熱體設置于煙氣進口和煙氣出口之間，所述聲波清灰裝置分段布置于蓄熱體之間，所述均流余熱交換室內(nèi)安裝有熱管式換熱器，熱管式換熱器的冷水進口與換熱器給水泵連接，熱管式換熱器的熱水出口接管殼式蒸發(fā)器的熱水進口，管殼式蒸發(fā)器的冷水出口接循環(huán)水池，循環(huán)水池與熱管式換熱器給水泵連接，構(gòu)成一個回路。管殼式蒸發(fā)器的工質(zhì)進口端與工質(zhì)循環(huán)泵的高壓出口端連接，管殼式蒸發(fā)器的工質(zhì)出口端接汽包，汽包與低沸點工質(zhì)汽輪機的上部法蘭接口連接，低沸點工質(zhì)汽輪機的下部接口通過管道與管殼式冷凝器的進氣口連接，管殼式冷凝器的液相出口通過管道與儲液罐連接，儲液罐與工質(zhì)循環(huán)泵的低壓進口端連接，低沸點工質(zhì)汽輪機與三相發(fā)電機連接，管殼式冷凝器的一個端部法蘭接口與循環(huán)水泵連接，管殼式冷凝器的另一個端部接溴化鋰吸收式制冷機，溴化鋰吸收式制冷機與循環(huán)水泵連接，構(gòu)成另一個回路。所述增壓風機與連接在冶金爐上方的外排管道一并連接除塵器，除塵器通過管道連接主風機，主風機與排氣筒連接。其進一步特征在于采用R152a為循環(huán)有機工質(zhì)。本實用新型的上述結(jié)構(gòu)中，余熱發(fā)電裝置替代水列管余熱鍋爐、蓄熱式余熱鍋爐等設備組合，既簡化了系統(tǒng)配置，又可以最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)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，達到節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)的目的。本實用新型的有益效果是由于余熱發(fā)電裝置替代水列管余熱鍋爐、蓄熱式余熱鍋爐等設備組合，所以裝置占地省，投資及運行費用低；可以最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，拖動除塵風機，降低了系統(tǒng)運行能耗；顯熱被充分利用，降低了煙氣的排放溫度，由于煙氣的排放溫度可以維持在80°C以下，布袋除塵器中的濾料可選用價格最低的常溫布袋，降低了投資及運行費用；排放濃度低，可以確保排放粉塵濃度10mg/Nm3。本實用新型的優(yōu)點在于1.可以緩解煙氣溫度的驟升驟降；2.解決熱脹冷縮問題；3.通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻，冷卻水的溫度降至10 15°C，滿足工質(zhì)蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求；4.換熱器不積灰，不堵塞；5.延長設備的使用壽命；6.提高余熱發(fā)電裝置效率；7.減少余熱發(fā)電裝置投資；8.可以減少混入冷風量，節(jié)約除塵能耗。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖中1.冶金爐，2.水冷滑套，3.燃燒沉降室，4.外排管道，5.蓄熱均溫器，6.煙氣進口，7.碳化錳復合材料蓄熱體，8.灰斗，9.聲波清灰裝置，10.煙氣出口，11.均流余熱交換室，12.熱管式換熱器，13.增壓風機，14.除塵器，15.主風機，16.排氣筒，17.換熱器給水泵，18.循環(huán)水池，19.管殼式蒸發(fā)器，20.工質(zhì)循環(huán)泵，21.汽包，22.儲液罐，23.低沸點工質(zhì)汽輪機，24.三相發(fā)電機，25.循環(huán)水泵，26.管殼式冷凝器，27.溴化鋰吸收式制冷機。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。本實用新型中帶有汽包的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備，包括燃燒沉降室3、蓄熱均溫器5、均流余熱交換室11、增壓風機13、除塵器14、主風機15、排氣筒16，其特征在于所述燃燒沉降室3順序連接蓄熱均溫器5、均流余熱交換室11、增壓風機13、除塵器14、主風機15、排氣筒16,所述蓄熱均溫器5包括煙氣進口 6、碳化猛復合材料蓄熱體7、聲波清灰裝置9、煙氣出口 10和灰斗8，所述碳化錳復合材料蓄熱體7設置于煙氣進口 6和煙氣出口 10之間，所述聲波清灰裝置9分段布置于碳化錳復合材料蓄熱體7之間，所述均流余熱交換室11內(nèi)安裝有熱管式換熱器12，熱管式換熱器12的冷水進口與換熱器給水泵17連接，熱管式換熱器12的熱水出口接管殼式蒸發(fā)器19的熱水進口，管殼式蒸發(fā)器19的冷水出口接循環(huán)水池18，循環(huán)水池18與熱管式換熱器給水泵17連接，構(gòu)成一個回路。管殼式蒸發(fā)器19的工質(zhì)進口端與工質(zhì)循環(huán)泵20的高壓出口端連接，管殼式蒸發(fā)器19的工質(zhì)出口端接汽包21，汽包21與低沸點工質(zhì)汽輪機23的上部法蘭接口連接，低沸點工質(zhì)汽輪機23的下部接口通過管道與管殼式冷凝器26的進氣口連接，管殼式冷凝器26的液相出口通過管道與儲液罐22連接，儲液罐22與工質(zhì)循環(huán)泵20的低壓進口端連接，低沸點工質(zhì)汽輪機23與三相發(fā)電機24連接，管殼式冷凝器26的一個端部法蘭接口與循環(huán)水泵25連接，管殼式冷凝器26的另一個端部接溴化鋰吸收式制冷機27，溴化鋰吸收式制冷機27與循環(huán)水泵25連接，構(gòu)成另一個回路。所述增壓風機13與連接在冶金爐I上方的外排管道4 一并連接除塵器14，除塵器14通過管道連接主風機15，主風機15與排氣筒16連接。所述低沸點工質(zhì)為R152a，進入低沸點工質(zhì)汽輪機的工質(zhì)壓力為2.05MPa，膨脹做功后的工質(zhì)壓力為O. 25MPa時，系統(tǒng)輸出電功率為2500KW，朗肯循環(huán)效率為23. 5%，系統(tǒng)排出的煙氣溫度為80°C。本實用新型的工作過程100t/h冶金爐I內(nèi)排煙氣流量27 X IO4NmVh,溫度850°C，含塵濃度25g/Nm3由第四孔排出，經(jīng)水冷滑套2混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室3，燃燒沉降室3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，經(jīng)過燃燒沉降室3的煙氣進入蓄熱均溫器5，所述蓄熱均溫器5包括煙氣進口 6、碳化錳復合材料蓄熱體7、聲波清灰裝置9、煙氣出口 10和灰斗8，所述碳化錳復合材料蓄熱體7設置于煙氣進口 6和煙氣出口 10之間，所述聲波清灰裝置9分段布置于碳化錳復合材料蓄熱體7之間，通過蓄熱均溫器5中碳化錳復合材料蓄熱體7對高溫煙氣的蓄熱均溫作用后，煙氣進入均流余熱交換室11中，高溫煙氣放出熱量，溫度降至80°C左右，經(jīng)降溫的煙氣由增壓風機13出來與連接在冶金爐I上方的外排管道4出來的煙氣混合一并進入除塵器14，經(jīng)除塵后粉塵濃度10mg/Nm3，由主風機15壓入排氣筒16排入大氣。同時，循環(huán)水通過換熱器給水泵17驅(qū)動，進入安裝于均流余熱交換室11內(nèi)的熱管式換熱器12中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物在自然循環(huán)力推動下進入管殼式蒸發(fā)器19內(nèi)，放出熱量，變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池18，開始新一輪循環(huán)。低沸點有機工質(zhì)通過工質(zhì)循環(huán)泵20驅(qū)動，在管殼式蒸發(fā)器19中吸收汽水混合物的熱量，變成飽和蒸汽，進入汽包21，汽包21可濾除氣源中過飽和水份和雜質(zhì)，確保汽輪機23平穩(wěn)運行。工質(zhì)蒸汽通過調(diào)壓閥后，在低沸點工質(zhì)汽輪機23內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機24發(fā)電。系統(tǒng)發(fā)出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經(jīng)過調(diào)壓后并入廠內(nèi)電網(wǎng)，或直接送給用電設備使用。從低沸點工質(zhì)汽輪機23排出的工質(zhì)蒸汽由管殼式冷凝器26冷凝為飽和液體，進入儲液罐22，儲液罐22可確保工質(zhì)循環(huán)泵20連續(xù)加壓，工質(zhì)循環(huán)泵20將工質(zhì)液體加壓后送入管殼式蒸發(fā)器19中，開始新一輪循環(huán)。從管殼式冷凝器26出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機27冷卻，冷卻水的溫度降至10 15°C，滿足工質(zhì)蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經(jīng)水泵25送入管殼式冷凝器26中，開始新一輪循環(huán)。由于蓄熱均溫器5可對煙氣溫度削峰填谷，降低煙氣的最高溫度、減小煙氣溫度的波動幅度，緩解煙氣溫度的驟升驟降，因而可減少余熱發(fā)電裝置的投資，提高余熱發(fā)電裝置的穩(wěn)定性，并可安全地配置各類余熱發(fā)電設備。該設備的最大特點是采用低沸點工質(zhì)有機朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收冶金爐煙氣的余熱，通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻從管殼式冷凝器出來的循環(huán)冷卻水，冷卻水的溫度降至10 15°C，滿足工質(zhì)蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，以100t/h冶金爐余熱回收及除塵工藝為例，本實用新型流程與常規(guī)余熱利用后除塵比較，說明如下:
權(quán)利要求1.帶有汽包的 冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備，包括燃燒沉降室、蓄熱均溫器、均流余熱交換室、增壓風機、除塵器、主風機、排氣筒，其特征在于:所述燃燒沉降室順序連接蓄熱均溫器、均流余熱交換室、增壓風機、除塵器、主風機、排氣筒，所述蓄熱均溫器包括煙氣進口、碳化錳復合材料蓄熱體、聲波清灰裝置、煙氣出口和灰斗，所述碳化錳復合材料蓄熱體設置于煙氣進口和煙氣出口之間，所述聲波清灰裝置分段布置于蓄熱體之間，所述均流余熱交換室內(nèi)安裝有熱管式換熱器，熱管式換熱器的冷水進口與換熱器給水泵連接，熱管式換熱器的熱水出口接管殼式蒸發(fā)器的熱水進口，管殼式蒸發(fā)器的冷水出口接循環(huán)水池，循環(huán)水池與熱管式換熱器給水泵連接，構(gòu)成一個回路，管殼式蒸發(fā)器的工質(zhì)進口端與工質(zhì)循環(huán)泵的高壓出口端連接，管殼式蒸發(fā)器的工質(zhì)出口端接汽包，汽包與低沸點工質(zhì)汽輪機的上部法蘭接口連接，低沸點工質(zhì)汽輪機的下部接口通過管道與管殼式冷凝器的進氣口連接，管殼式冷凝器的液相出口通過管道與儲液罐連接，儲液罐與工質(zhì)循環(huán)泵的低壓進口端連接，低沸點工質(zhì)汽輪機與三相發(fā)電機連接，管殼式冷凝器的一個端部法蘭接口與循環(huán)水泵連接，管殼式冷凝器的另一個端部接溴化鋰吸收式制冷機，溴化鋰吸收式制冷機與循環(huán)水泵連接，構(gòu)成另一個回路，所述增壓風機與連接在冶金爐上方的外排管道一并連接除塵器，除塵器通過管道連接主風機，主風機與排氣筒連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有汽包的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備，其特征在于:采用R152a為循環(huán)有機工質(zhì)。
專利摘要帶有汽包的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備，包括燃燒沉降室、蓄熱均溫器、均流余熱交換室、增壓風機、除塵器、主風機、排氣筒，其特征在于所述燃燒沉降室順序連接蓄熱均溫器、均流余熱交換室、增壓風機、除塵器、主風機、排氣筒，所述均流余熱交換室內(nèi)裝有換熱器，換熱器熱水出口接蒸發(fā)器，蒸發(fā)器與工質(zhì)循環(huán)泵連接，出口端與汽包連接，汽包與汽輪機連接，汽輪機與冷凝器連接，冷凝器與儲液罐連接，儲液罐與循環(huán)泵連接。所述增壓風機與連接在冶金爐上方的外排管道一并連接除塵器。其特征在于采用R152a為循環(huán)有機工質(zhì)。本余熱發(fā)電裝置最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，達到好的環(huán)保效果，裝置投資低、運行能耗低。
文檔編號F27D17/00GK202915735SQ201220710459
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者王正新 申請人:無錫市東優(yōu)環(huán)?？萍加邢薰?br>