沖天爐高含塵煙氣有機(jī)朗肯余熱發(fā)電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種沖天爐高含塵煙氣有機(jī)朗肯余熱發(fā)電方法，具體地說(shuō)是能最大限 度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，又能改善除塵能力，屬于沖天爐余熱利用及除 塵技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼鐵工業(yè)每年消耗大量能源，冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂驮O(shè)備散熱帶走了大 量能量。由于沖天爐煉鋼煙氣溫度很高，進(jìn)入管道的溫度一般在65(TC左右，粉塵濃度達(dá) 18g/Nm3,小于Sum的灰占粉塵總量的75%W上，粉塵量大，并且粘而細(xì)。并且煙氣溫度劇 烈波動(dòng)，含塵量大，普通水列管余熱鍋爐很難運(yùn)用于沖天爐煙氣的余熱回收。目前，熱管式 換熱器已經(jīng)成功運(yùn)用到?jīng)_天爐的煙氣余熱回收中，但由于熱管的固有缺陷（造價(jià)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(yè)的普及還面臨很多問(wèn)題。
[0003] 由于煙氣中含有大量的粉塵，粘而細(xì)的粉塵在換熱元件上出現(xiàn)積灰、堵塞現(xiàn)象，不 僅影響換熱效率，造成余熱鍋爐產(chǎn)汽量不足，更為嚴(yán)重的是由于余熱鍋爐堵灰，系統(tǒng)運(yùn)行不 穩(wěn)定，造成冶煉生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行，被迫停產(chǎn)檢修。
[0004] 同時(shí)，由于沖天爐煙氣溫度波動(dòng)劇烈，波幅大，余熱回收裝置就必須設(shè)計(jì)得足夠 大，確保高溫?zé)煔庖材苡行Ю鋮s。但實(shí)際蒸汽產(chǎn)量卻遠(yuǎn)低于余熱回收裝置的最大蒸發(fā)量，出 現(xiàn)大馬拉小車(chē)的局面。該就相對(duì)減少了余熱回收裝置的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，增加了余熱回收裝置的 投資。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了沖天爐高含塵煙氣有機(jī)朗肯余熱發(fā)電方法，通過(guò)該 方法不僅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(dòng)除塵風(fēng)機(jī)，同時(shí)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3mg/Nm3,并且不影 響沖天爐生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0007] 沖天爐高含塵煙氣有機(jī)朗肯余熱發(fā)電方法，其特征在于：本發(fā)明沖天爐煙氣由爐 內(nèi)排出，經(jīng)水冷煙道混入冷風(fēng)，燃燒一氧化碳?xì)怏w后進(jìn)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(dāng)混入冷風(fēng)，最終燃睽一氧化碳 氣體，由燃燒沉降室出來(lái)的煙氣進(jìn)入蓄熱均溫器，所述蓄熱均溫器包括碳鋒復(fù)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鋒復(fù)合材料蓄熱體之間，通過(guò)蓄 熱均溫器中碳鋒復(fù)合材料蓄熱體對(duì)高溫?zé)煔獾男顭峋鶞刈饔煤?，煙氣進(jìn)入高溫?zé)峁苷舭l(fā) 器，蒸汽汽包中的水在高溫?zé)峁苷舭l(fā)器中吸收高溫?zé)煔庥酂岷螽a(chǎn)生蒸汽進(jìn)入蒸汽汽包，蒸 汽汽包中的蒸汽通過(guò)管道進(jìn)入蒸汽蓄熱器，經(jīng)調(diào)節(jié)后外供穩(wěn)定、連續(xù)、參數(shù)符合用戶要求的 蒸汽用于發(fā)電，高溫?zé)煔饨?jīng)高溫?zé)峁苷舭l(fā)器換熱后，變?yōu)橹械蜏責(zé)煔猓M(jìn)入均流余熱交換室 中，煙氣放出熱量，溫度降至8(TC，進(jìn)入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3,由主 風(fēng)機(jī)壓入排氣筒排入大氣，同時(shí)，循環(huán)水通過(guò)換熱器給水粟驅(qū)動(dòng)，進(jìn)入安裝于均流余熱交換 室內(nèi)的銅肋板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157C，汽 水混合物在自然循環(huán)力推動(dòng)下進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量，溫度降至127C，然后進(jìn)入中 壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至9rC，再進(jìn)入低壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至65C， 變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池，開(kāi)始新一輪循環(huán)，同時(shí)，經(jīng)過(guò)冷凝的有機(jī)工質(zhì)液體，經(jīng)過(guò) 低壓級(jí)工質(zhì)加壓粟的驅(qū)動(dòng)，先在低壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級(jí)工質(zhì)蒸 汽，一路經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的低壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)中壓級(jí)工質(zhì)加壓粟加壓后， 進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成中壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽 口有機(jī)透平的中壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)高壓級(jí)工質(zhì)加壓粟加壓后，進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收 余熱載體的熱量，變成高壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的高壓進(jìn)汽缸，工質(zhì) 蒸汽在帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平內(nèi)膨脹做功，并帶動(dòng)H相發(fā)電機(jī)發(fā)電，系統(tǒng)發(fā)出的電能為H相交 流電，額定電壓為380V，可經(jīng)過(guò)調(diào)壓后并入廠內(nèi)電網(wǎng)，或直接送給用電設(shè)備使用，從帶補(bǔ)汽 口有機(jī)透平排出的工質(zhì)蒸汽由管殼式冷凝器冷凝為飽和液體，進(jìn)入儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐可確保 低壓級(jí)工質(zhì)加壓粟連續(xù)加壓，再由低壓級(jí)工質(zhì)加壓粟將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級(jí)蒸發(fā)器 中，開(kāi)始新一輪循環(huán)，從管殼式冷凝器出來(lái)的循環(huán)水，通過(guò)漠化裡吸收式制冷機(jī)冷卻，冷卻 水的溫度降至10~15C，滿足工質(zhì)蒸汽冷凝為飽和液體對(duì)冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水粟送入 管殼式冷凝器中，開(kāi)始新一輪循環(huán)。
[0008] 其進(jìn)一步特征在于；采用R141B為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：由于沖天爐煙氣溫度波動(dòng)劇烈，煙氣溫度峰值高，當(dāng)煙氣經(jīng) 過(guò)本發(fā)明的蓄熱均溫器處理后，煙氣溫度波動(dòng)幅度可W大為減少，同時(shí)也降低了煙氣溫度 的峰值。經(jīng)過(guò)蓄熱均溫器的煙氣進(jìn)高溫?zé)峁苷舭l(fā)器，由于煙氣溫度峰值降低，可W使高溫?zé)?管蒸發(fā)器投資減少；煙氣溫度波動(dòng)幅度減少，則有利于提高高溫?zé)峁苷舭l(fā)器的穩(wěn)定性，延長(zhǎng) 使用壽命。當(dāng)煙氣經(jīng)過(guò)本發(fā)明的高溫?zé)峁苷舭l(fā)器換熱后，煙氣溫度波動(dòng)幅度可W大為減少， 同時(shí)也降低了煙氣溫度的峰值，煙氣由高溫變?yōu)橹械蜏責(zé)煔?，進(jìn)入均流余熱交換室，經(jīng)過(guò)銅 肋板式換熱器換熱，再通過(guò)多級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來(lái)回收沖天爐中低溫?zé)煔獾挠?熱，實(shí)現(xiàn)沖天爐煙氣余熱梯級(jí)利用。
[0010] 本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0011] 1.采用高溫?zé)峁苷舭l(fā)器來(lái)回收沖天爐高溫?zé)煔獾挠酂帷⒍嗉?jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)余 熱發(fā)電來(lái)回收沖天爐中低溫?zé)煔獾挠酂?，?shí)現(xiàn)沖天爐煙氣余熱梯級(jí)利用；
[0012] 2.通過(guò)漠化裡吸收式制冷機(jī)冷卻，冷卻水的溫度降至10~15C，滿足工質(zhì)蒸汽冷 凝為飽和液體對(duì)冷卻水的要求；
[001引 3.蓄熱均溫器可對(duì)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(dòng)幅度，緩解煙氣溫度的驟升驟降，解決熱脹冷縮問(wèn)題；
[0014] 4.延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；
[0015] 5.提高余熱發(fā)電裝置效率；
[0016] 6.減少余熱發(fā)電裝置投資。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[001引圖中；1.沖天爐，2.水冷煙道，3.燃燒沉降室，4.蓄熱均溫器，5.碳鋒復(fù)合材料蓄 熱體，6.激波清灰裝置，7.灰斗，8.高溫?zé)峁苷舭l(fā)器，9.蒸汽汽包，10.蒸汽蓄熱器，11.均 流余熱交換室，12.銅肋板式換熱器，13.塑燒板除塵器，14.主風(fēng)機(jī)，15.排氣筒，16.換熱器 給水粟，17.循環(huán)水池，18.低壓級(jí)蒸發(fā)器，19.中壓級(jí)蒸發(fā)器，20.高壓級(jí)蒸發(fā)器，21.低壓級(jí) 工質(zhì)加壓粟，22.中壓級(jí)工質(zhì)加壓粟，23.高壓級(jí)工質(zhì)加壓粟，24.儲(chǔ)液罐，25.帶補(bǔ)汽口有機(jī) 透平，26.H相發(fā)電機(jī)，27.循環(huán)水粟，28.管殼式冷凝器，29.漠化裡吸收式制冷機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：
[0020] 如圖1所示；本發(fā)明沖天爐高含塵煙氣有機(jī)朗肯余熱發(fā)電方法步驟如下：
[0021] 25t/h沖天爐1煙氣流量18X104Nm3 /h，溫度650。含塵濃度18g/Nm3由爐