專利名稱：電爐煙氣多級(jí)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電專用設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種余熱發(fā)電設(shè)備，特別涉及電爐煙氣多級(jí)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電專用設(shè)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)中電爐煙氣的凈化裝置為電爐煙氣發(fā)生設(shè)備、余熱利用設(shè)施、除塵器通過管路依次連接。目前通常采用的余熱利用設(shè)施:水列管余熱鍋爐、熱管式余熱回收裝置來回收電爐煙氣的余熱，產(chǎn)生飽和蒸汽等。由于電爐煙氣溫度劇烈波動(dòng)，含塵量大，普通水列管余熱鍋爐很難運(yùn)用于電爐煙氣的余熱回收。目前，熱管式余熱回收裝置已經(jīng)成功運(yùn)用到電爐煙氣余熱回收中，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題。同時(shí)，由于電爐煙氣溫度波動(dòng)劇烈，波幅大，余熱系統(tǒng)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(duì)減少了余熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，增加了余熱系統(tǒng)的投資。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型提供了電爐煙氣多級(jí)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電專用設(shè)備，其不僅能高效地冷卻高溫?zé)煔?，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(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，并且不影響電爐煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:電爐煙氣多級(jí)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電專用設(shè)備，包括燃燒沉降室、余熱交換室、增壓風(fēng)機(jī)、除塵器、主風(fēng)機(jī)、排氣筒，其特征在于:所述燃燒沉降室通過管道順序連接余熱交換室、增壓風(fēng)機(jī)、除塵器、主風(fēng)機(jī)、排氣筒，所述余熱交換室內(nèi)安裝有低壓級(jí)蒸發(fā)器、中壓級(jí)蒸發(fā)器、高壓級(jí)蒸發(fā)器，低壓級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)口端與低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的高壓出口端連接，低壓級(jí)蒸發(fā)器的出口端一路經(jīng)管道后與帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的低壓補(bǔ)汽口連接，另一路與中壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的進(jìn)口端連接，中壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的出口端連接中壓級(jí)蒸發(fā)器，中壓級(jí)蒸發(fā)器的出口端一路經(jīng)管道后與帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的中壓補(bǔ)汽口連接，另一路與高壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的進(jìn)口端連接，高壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的出口端連接高壓級(jí)蒸發(fā)器，高壓級(jí)蒸發(fā)器的出口端經(jīng)管道后與帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的高壓進(jìn)汽缸連接，帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的下部接口通過管道與蜂窩狀鋁肋板式冷凝器的進(jìn)氣口連接，蜂窩狀鋁肋板式冷凝器的液相出口通過管道與儲(chǔ)液罐連接，儲(chǔ)液罐與低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的低壓進(jìn)口端連接，帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平與三相發(fā)電機(jī)連接，蜂窩狀鋁肋板式冷凝器的一個(gè)端部法蘭接口與循環(huán)水泵連接，蜂窩狀鋁肋板式冷凝器的另一個(gè)端部接溴化鋰吸收式制冷機(jī)，溴化鋰吸收式制冷機(jī)與循環(huán)水泵連接，構(gòu)成另一個(gè)回路，所述增壓風(fēng)機(jī)與連接在電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(fēng)機(jī)，主風(fēng)機(jī)與排氣筒連接。[0007]其進(jìn)一步特征在于:采用R290為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。本實(shí)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、熱管式余熱回收裝置等設(shè)備組合，既簡(jiǎn)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(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，達(dá)到節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)的目的。本實(shí)用新型的有益效果是:該發(fā)電設(shè)備與單級(jí)單壓有機(jī)朗肯循環(huán)最大的區(qū)別在于，該設(shè)備采用多級(jí)蒸發(fā)的措施，利用電爐煙氣余熱的低溫段加熱產(chǎn)生低壓蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的低壓補(bǔ)汽口膨脹做功，利用電爐煙氣余熱的中溫段加熱產(chǎn)生中壓蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的中壓補(bǔ)汽口膨脹做功，利用電爐煙氣余熱的高溫段加熱產(chǎn)生高壓蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的高壓缸膨脹做功，實(shí)現(xiàn)電爐煙氣余熱對(duì)有機(jī)工質(zhì)的梯級(jí)分壓加熱，這樣就在各級(jí)受熱面中減少了余熱流與工質(zhì)間的傳熱溫差的不均衡性，降低了由于溫差傳熱不可逆損失帶來的熵增，其熱效率可比單級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)提高31 36%，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，布袋除 塵器中的濾料可選用價(jià)格最低的滌綸針刺氈布袋，降低了投資及運(yùn)行費(fèi)用；排放濃度低，可以確保排放粉塵濃度在10mg/Nm3?！緦?shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:1.采用多級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收電爐煙氣的余熱，其熱效率可比單級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)提高31 36% ;2.通過溴化鋰吸收式制冷機(jī)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(duì)冷卻水的要求；3.工質(zhì)儲(chǔ)液罐，可確保工質(zhì)循環(huán)泵連續(xù)加壓；4.提高余熱發(fā)電裝置效率；5.減少余熱發(fā)電裝置投資；6.運(yùn)行能耗低，凈化效果好。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中:1.電爐，2.水冷滑套，3.燃燒沉降室，4.外排管道，5.余熱交換室，6.高壓級(jí)蒸發(fā)器，7.中壓級(jí)蒸發(fā)器，8.低壓級(jí)蒸發(fā)器，9.增壓風(fēng)機(jī)，10.除塵器，11.主風(fēng)機(jī)，12.排氣筒，13.低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵，14.中壓級(jí)工質(zhì)加壓泵，15.高壓級(jí)工質(zhì)加壓泵，16.儲(chǔ)液罐，17.帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平，18.三相發(fā)電機(jī)，19.循環(huán)水泵，20.蜂窩狀鋁肋板式冷凝器，21.溴化鋰吸收式制冷機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。本實(shí)用新型中電爐煙氣多級(jí)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電專用設(shè)備，包括燃燒沉降室3、余熱交換室5、增壓風(fēng)機(jī)9、除塵器10、主風(fēng)機(jī)11、排氣筒12，其特征在于:所述燃燒沉降室
3通過管道順序連接余熱交換室5、增壓風(fēng)機(jī)9、除塵器10、主風(fēng)機(jī)11、排氣筒12，所述余熱交換室5內(nèi)安裝有低壓級(jí)蒸發(fā)器8、中壓級(jí)蒸發(fā)器7、高壓級(jí)蒸發(fā)器6，低壓級(jí)蒸發(fā)器8的進(jìn)口端與低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵13的高壓出口端連接，低壓級(jí)蒸發(fā)器8的出口端一路經(jīng)管道后與帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平17的低壓補(bǔ)汽口連接，另一路與中壓級(jí)工質(zhì)加壓泵14的進(jìn)口端連接，中壓級(jí)工質(zhì)加壓泵14的出口端連接中壓級(jí)蒸發(fā)器7，中壓級(jí)蒸發(fā)器7的出口端一路經(jīng)管道后與帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平17的中壓補(bǔ)汽口連接，另一路與高壓級(jí)工質(zhì)加壓泵15的進(jìn)口端連接，高壓級(jí)工質(zhì)加壓泵15的出口端連接高壓級(jí)蒸發(fā)器6，高壓級(jí)蒸發(fā)器6的出口端經(jīng)管道后與帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平17的高壓進(jìn)汽缸連接，帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平17的下部接口通過管道與蜂窩狀鋁肋板式冷凝器20的進(jìn)氣口連接，蜂窩狀鋁肋板式冷凝器20的液相出口通過管道與儲(chǔ)液罐16連接，儲(chǔ)液罐16與低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵13的低壓進(jìn)口端連接，帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平17與三相發(fā)電機(jī)18連接，蜂窩狀鋁肋板式冷凝器20的一個(gè)端部法蘭接口與循環(huán)水泵19連接，蜂窩狀鋁肋板式冷凝器20的另一個(gè)端部接溴化鋰吸收式制冷機(jī)21，溴化鋰吸收式制冷機(jī)21與循環(huán)水泵19連接，構(gòu)成另一個(gè)回路，所述增壓風(fēng)機(jī)9與連接在電爐上方的外排管道4 一并連接除塵器10，除塵器10通過管道連接主風(fēng)機(jī)11，主風(fēng)機(jī)11與排氣筒12連接。所述低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)為R290，三級(jí)蒸發(fā)，低壓級(jí)蒸發(fā)壓力為0.182MPa，中壓級(jí)蒸發(fā)壓力為1.09MPa,高壓級(jí)蒸發(fā)壓力為2.58MPa，膨脹做功后的工質(zhì)壓力為0.46MPa時(shí)，系統(tǒng)輸出電功率為2500KW，朗肯循環(huán)效率為27.6%，系統(tǒng)排出的煙氣溫度為80°C。本實(shí)用新型的工作過程:50t/h煉鋼電爐I內(nèi)排煙氣流量18X104Nm3/h，溫度1000°C，含塵濃度25g/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，經(jīng)過燃燒沉降室3的煙氣進(jìn)入余熱交換室5中，高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，溫度降?0°C，經(jīng)降溫的煙氣由增壓風(fēng)機(jī)9出來與連接在電爐I上方的外排管道4出來的煙氣混合一并進(jìn)入除塵器10，經(jīng)除塵后粉塵濃度10mg/Nm3，由主風(fēng)機(jī)11壓入排氣筒12排入大氣，同時(shí)，經(jīng)過冷凝的有機(jī)工質(zhì)液體，經(jīng)過低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵13的驅(qū)動(dòng)，先在安裝于余熱交換室5內(nèi)的低壓級(jí)蒸發(fā)器8中吸收煙氣余熱載體的熱量，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17的低壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)中壓級(jí)工質(zhì)加壓泵14加壓后，進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器7中吸收煙氣余熱載體的熱量，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17的中壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)高壓級(jí)工質(zhì)加壓泵15加壓后，進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器6中吸收煙氣余熱載體的熱量，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17的高壓進(jìn)汽缸，工質(zhì)蒸汽在多級(jí)有機(jī)透平17內(nèi)膨脹做功，并帶動(dòng)三相發(fā)電機(jī)18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(shè)備使用，從帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平17排出的工質(zhì)蒸汽由蜂窩狀鋁肋板式冷凝器20冷凝為飽和液體，進(jìn)入儲(chǔ)液罐16，儲(chǔ)液罐16可確保低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵13連續(xù)加壓，再由低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵13將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級(jí)蒸發(fā)器8中，開始新一輪循環(huán)，從蜂窩狀鋁肋板式冷凝器20出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機(jī)21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(duì)冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水泵19送入蜂窩狀鋁肋板式冷凝器20中，開始新一輪循環(huán)。該設(shè)備的最大特點(diǎn)是采用多級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收電爐煙氣的余熱，通過溴化鋰吸收式制冷機(jī)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(duì)冷卻水的要求。以50t/h煉鋼電爐余熱回收及除塵工藝為例，本實(shí)用新型裝置與常規(guī)裝置比較，說明如下:[0025]
權(quán)利要求1.電爐煙氣多級(jí)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電專用設(shè)備，包括燃燒沉降室、余熱交換室、增壓風(fēng)機(jī)、除塵器、主風(fēng)機(jī)、排氣筒，其特征在于:所述燃燒沉降室通過管道順序連接余熱交換室、增壓風(fēng)機(jī)、除塵器、主風(fēng)機(jī)、排氣筒，所述余熱交換室內(nèi)安裝有低壓級(jí)蒸發(fā)器、中壓級(jí)蒸發(fā)器、高壓級(jí)蒸發(fā)器，低壓級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)口端與低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的高壓出口端連接，低壓級(jí)蒸發(fā)器的出口端一路經(jīng)管道后與帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的低壓補(bǔ)汽口連接，另一路與中壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的進(jìn)口端連接，中壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的出口端連接中壓級(jí)蒸發(fā)器，中壓級(jí)蒸發(fā)器的出口端一路經(jīng)管道后與帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的中壓補(bǔ)汽口連接，另一路與高壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的進(jìn)口端連接，高壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的出口端連接高壓級(jí)蒸發(fā)器，高壓級(jí)蒸發(fā)器的出口端經(jīng)管道后與帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的高壓進(jìn)汽缸連接，帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的下部接口通過管道與蜂窩狀鋁肋板式冷凝器的進(jìn)氣口連接，蜂窩狀鋁肋板式冷凝器的液相出口通過管道與儲(chǔ)液罐連接，儲(chǔ)液罐與低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的低壓進(jìn)口端連接，帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平與三相發(fā)電機(jī)連接，蜂窩狀鋁肋板式冷凝器的一個(gè)端部法蘭接口與循環(huán)水泵連接，蜂窩狀鋁肋板式冷凝器的另一個(gè)端部接溴化鋰吸收式制冷機(jī)，溴化鋰吸收式制冷機(jī)與循環(huán)水泵連接，構(gòu)成另一個(gè)回路，所述增壓風(fēng)機(jī)與連接在電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(fēng)機(jī)，主風(fēng)機(jī)與排氣筒連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電爐煙氣多級(jí)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電專用設(shè)備，其特征在于:采用R290為循環(huán) 有機(jī)工質(zhì)。
專利摘要電爐煙氣多級(jí)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電專用設(shè)備，包括燃燒沉降室、余熱交換室、增壓風(fēng)機(jī)、除塵器、主風(fēng)機(jī)、排氣筒，其特征在于所述燃燒沉降室通過管道順序連接余熱交換室、增壓風(fēng)機(jī)、除塵器、主風(fēng)機(jī)、排氣筒，所述余熱交換室內(nèi)安裝有低壓級(jí)蒸發(fā)器、中壓級(jí)蒸發(fā)器、高壓級(jí)蒸發(fā)器，蒸發(fā)器一端與工質(zhì)加壓泵連接，另一端與帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平連接，帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平一端與冷凝器連接，另一端與發(fā)電機(jī)連接，冷凝器出口接溴化鋰吸收式制冷機(jī)。其進(jìn)一步特征在于采用R290為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。本余熱發(fā)電設(shè)備可最大限度地回收煙氣中的熱能直接轉(zhuǎn)化為高品位電能，其效率比單級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯提高31～36％，還能達(dá)到好的環(huán)保效果。
文檔編號(hào)F01K25/10GK203132373SQ201320173478
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者王逸萍 申請(qǐng)人:無錫市東優(yōu)環(huán)保科技有限公司