專利名稱：冶金爐高溫高含塵煙氣余熱發(fā)電專用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于冶金爐除塵余熱發(fā)電領(lǐng)域，涉及冶金爐煙氣的除塵及余熱發(fā)電。
背景技術(shù)：
冶金爐(電爐、轉(zhuǎn)爐、轉(zhuǎn)底爐)煉鋼煙氣溫度很高，經(jīng)捕集后進(jìn)入管道的溫度一般 在800°C左右，粉塵濃度達(dá)25g/Nm3，小于IOum的灰占粉塵總量的70%以上，粉塵量大，并且 粘而細(xì)。目前通常采用先換熱降溫(換熱降溫方式有機(jī)力冷卻器換熱、噴霧冷卻換熱、余 熱鍋爐換熱等)后除塵的方法。先換熱降溫后除塵的方法存在諸多缺點1、機(jī)力冷卻器換熱后除塵降溫效果差，進(jìn)口煙氣溫度不宜大于500°C，降溫范圍 有限，機(jī)冷器管壁容易堵灰，造成燒布袋，系統(tǒng)無法正常運(yùn)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(jié)，還容易造成水與 粉塵粘結(jié)，造成系統(tǒng)設(shè)備堵塞。3、余熱鍋爐換熱后除塵由于煙氣中含有大量的粉塵，粘而細(xì)的粉塵即使在光管 的熱管元件上也會出現(xiàn)積灰、堵塞現(xiàn)象，對于環(huán)向翅片管的熱管元件積灰、堵塞更加嚴(yán)重， 同時為了防止結(jié)灰，余熱利用設(shè)施中換熱核心元件翅片間距大，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)無法 正常進(jìn)行，被迫停產(chǎn)檢修。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(xì)而粘，并且粉塵量大，每生產(chǎn)1噸鋼就會產(chǎn)生30kg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(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種冶金爐煙氣除塵余熱發(fā)電專用裝置。該專用裝置不 僅能最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，拖動除塵風(fēng)機(jī)，同時可降低煙氣的 排放溫度，改善除塵能力，并且不影響電爐煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)，還能得到很好的除塵效 果，排放的粉塵濃度小于10mg/Nm3。本實用新型所采用的技術(shù)方案如下冶金爐高溫高含塵煙氣余熱發(fā)電專用裝置， 包括由管路依次連接的冶金爐、引風(fēng)機(jī)、排氣筒，其特征在于所述冶金爐和引風(fēng)機(jī)之間通 過管路依次連接有高溫除塵器、熱交換器，所述高溫除塵器中設(shè)置有碳化硅濾芯，所述熱交 換器內(nèi)安裝有翅片式蒸發(fā)器，翅片式蒸發(fā)器的進(jìn)口端與工質(zhì)循環(huán)泵的高壓出口端連接，翅 片式蒸發(fā)器的出口端經(jīng)管道后與汽輪機(jī)的上部法蘭接口連接，低沸點工質(zhì)汽輪機(jī)的下部接 口通過管道與鋁肋板式冷凝器的進(jìn)氣口連接，鋁肋板式冷凝器的液相出口通過管道與工質(zhì) 循環(huán)泵的低壓進(jìn)口端連接，低沸點工質(zhì)汽輪機(jī)與三相發(fā)電機(jī)連接，鋁肋板式冷凝器的一個 端部法蘭接口與水泵連接，鋁肋板式冷凝器的另一個端部接冷卻塔，冷卻塔與水泵連接，構(gòu) 成一個回路。其進(jìn)一步特征在于采用正戊烷為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。[0010]本實用新型有益效果是由于本實用新型余熱發(fā)電裝置放在高溫除塵器后，熱源 煙氣含塵量低，因此可以將熱交換器內(nèi)的換熱核心單元翅片間距設(shè)計很?。欢覠o須卸灰、 清灰、輸灰設(shè)施；體積減小，同時維護(hù)量減小，也延長了熱交換器的使用壽命，粉塵排放濃度 更低。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點、經(jīng)濟(jì)效果1.最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，用于生產(chǎn)。2.滿足循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，符合節(jié)能減排的國家政策。3.熱交換器不積灰，不堵塞，換熱效率提高8 9倍。4.省掉了熱交換器的吹灰系統(tǒng)，從而降低了造價及運(yùn)行費用。5.采用耐高溫碳化硅濾芯除塵器，排放濃度彡10mg/Nm3。6.應(yīng)用范圍廣，冶金爐除塵余熱發(fā)電都可采用。綜上所述，本方案采用先除塵后余熱發(fā)電的裝置，煙塵排放濃度低，發(fā)電量多，裝 置運(yùn)行穩(wěn)定能耗低。
圖1是本實用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.冶金爐，2.四孔水冷滑套，3.燃燒沉降室，4.高溫除塵器，5.熱交換器， 6.風(fēng)機(jī)，7.排氣筒，8.翅片式蒸發(fā)器，9.低沸點工質(zhì)汽輪機(jī)，10.三相發(fā)電機(jī)，11.工質(zhì)循環(huán) 泵，12.水泵，13.鋁肋板式冷凝器，14.冷卻塔。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。本實用新型中冶金爐煙氣余熱發(fā)電專用設(shè)備包括燃燒沉降室3、高溫除塵器4、熱 交換器5、主風(fēng)機(jī)6、排氣筒7，所述燃燒沉降室通過管道順序連接高溫除塵器4、熱交換器5、 主風(fēng)機(jī)6、排氣筒7，所述高溫除塵器4中設(shè)置有碳化硅濾芯，所述熱交換器5內(nèi)安裝有翅片 式蒸發(fā)器8，翅片式蒸發(fā)器8的進(jìn)口端與工質(zhì)循環(huán)泵11的高壓出口端連接，翅片式蒸發(fā)器8 的出口端經(jīng)管道后與低沸點工質(zhì)汽輪機(jī)9的上部法蘭接口連接，低沸點工質(zhì)汽輪機(jī)9的下 部接口通過管道與鋁肋板式冷凝器13的進(jìn)氣口連接，鋁肋板式冷凝器13的液相出口通過 管道與工質(zhì)循環(huán)泵11的低壓進(jìn)口端連接，低沸點工質(zhì)汽輪機(jī)9與三相發(fā)電機(jī)10連接，鋁肋 板式冷凝器13的一個端部法蘭接口與水泵12連接，鋁肋板式冷凝器13的另一個端部接冷 卻塔14，冷卻塔14與水泵12連接，構(gòu)成一個回路。所述低沸點工質(zhì)為正戊烷，進(jìn)入低沸點工質(zhì)汽輪機(jī)的工質(zhì)壓力為3. 2MPa，膨脹做 功后的工質(zhì)壓力為0. 85MPa時，系統(tǒng)輸出電功率為3000KW，朗肯循環(huán)效率為14%，系統(tǒng)排出 的煙氣溫度為50°C。采用先除塵后余熱發(fā)電裝置，即先將高溫含塵煙氣進(jìn)入碳化硅濾芯除塵器凈化， 除塵器中的碳化硅濾芯，一般能夠承受1000°c左右的長期工作溫度，最高能承受1300°C的 高溫，且能承受高溫大顆粒的沖刷，因此可以直接凈化高溫?zé)煔?，而不需要做任何預(yù)處理。 凈化后的粉塵濃度降至小于10mg/Nm3成為潔凈煙氣，不需要處理灰塵的堵塞、清灰等問題。本實用新型的工作過程120t/h冶金爐1內(nèi)排煙氣流量25 X 104Nm3/h,溫度 SOO0C，含塵濃度30g/Nm3由第四孔排出，經(jīng)水冷滑套2混入冷風(fēng)，燃燒一氧化碳?xì)怏w后進(jìn)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(dāng)混入冷風(fēng)，最終燃燼一氧化碳?xì)怏w，由燃燒沉降室3出來的煙氣進(jìn)入除塵器4，經(jīng)除塵 后粉塵濃度小于10mg/Nm3。然后進(jìn)入熱交換器5，溫度降至50°C左右，由主風(fēng)機(jī)6壓入排氣 筒7排入大氣。同時，低沸點工質(zhì)通過工質(zhì)泵11驅(qū)動，先在安裝于熱交換器內(nèi)的翅片式蒸 發(fā)器8中吸收煙氣余熱載體的熱量，變成飽和蒸汽，通過調(diào)壓閥后，工質(zhì)蒸汽在低沸點工質(zhì) 汽輪機(jī)9內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機(jī)10發(fā)電。從低沸點工質(zhì)汽輪機(jī)9排出的工質(zhì)蒸汽 由鋁肋板式冷凝器13冷凝為飽和液體，再由工質(zhì)泵11將工質(zhì)液體加壓后送入翅片式蒸發(fā) 器8中，開始新一輪循環(huán)。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(shè)備使用。該設(shè)備的最大特點是采用先除塵后余熱發(fā)電來回收冶金爐煙氣的余熱。以120t/ h煉鋼冶金爐除塵工藝為例，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1.一種冶金爐高溫高含塵煙氣余熱發(fā)電專用裝置，包括由管路依次連接的冶金爐、引 風(fēng)機(jī)、排氣筒，其特征在于所述冶金爐和引風(fēng)機(jī)之間通過管路依次連接有高溫除塵器、熱 交換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金爐高溫高含塵煙氣余熱發(fā)電專用裝置，其特征在于所 述高溫除塵器中設(shè)置有碳化硅濾芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金爐高溫高含塵煙氣余熱發(fā)電專用裝置，其特征在于所 述熱交換器內(nèi)安裝有翅片式蒸發(fā)器，翅片式蒸發(fā)器的進(jìn)口端與工質(zhì)循環(huán)泵的高壓出口端連 接，翅片式蒸發(fā)器的出口端經(jīng)管道后與汽輪機(jī)的上部法蘭接口連接，低沸點工質(zhì)汽輪機(jī)的 下部接口通過管道與鋁肋板式冷凝器的進(jìn)氣口連接，鋁肋板式冷凝器的液相出口通過管道 與工質(zhì)循環(huán)泵的低壓進(jìn)口端連接，低沸點工質(zhì)汽輪機(jī)與三相發(fā)電機(jī)連接，鋁肋板式冷凝器 的一個端部法蘭接口與水泵連接，鋁肋板式冷凝器的另一個端部接冷卻塔，冷卻塔與水泵 連接，構(gòu)成一個回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冶金爐高溫高含塵煙氣余熱發(fā)電專用裝置，其特征在于采 用正戊烷為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
專利摘要一種冶金爐高溫高含塵煙氣余熱發(fā)電專用裝置，包括由管路依次連接的冶金爐、引風(fēng)機(jī)、排氣筒，其特征在于所述冶金爐和引風(fēng)機(jī)之間通過管路依次連接有高溫除塵器、熱交換器，所述高溫除塵器中設(shè)置有碳化硅濾芯，所述熱交換器內(nèi)安裝有翅片式蒸發(fā)器，翅片式蒸發(fā)器一端與工質(zhì)循環(huán)泵連接，另一端與汽輪機(jī)連接，汽輪機(jī)一端與鋁肋板式冷凝器連接，另一端與發(fā)電機(jī)連接，鋁肋板式冷凝器一端與工質(zhì)循環(huán)泵連接，另一端與水泵連接，鋁肋板式冷凝器出口接冷卻塔，冷卻塔與水泵連接。其進(jìn)一步特征在于采用正戊烷為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。本實用新型可最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為電能，熱交換器無須卸灰、清灰、輸灰設(shè)施，延長了設(shè)備的使用壽命，環(huán)保效果好。
文檔編號F01D15/10GK201837261SQ201020563338
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者馮建新 申請人:無錫市廣運(yùn)環(huán)保機(jī)械有限公司