專利名稱：一種帶有余熱發(fā)電系統(tǒng)的鐵合金礦熱爐系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有余熱發(fā)電系統(tǒng)的鐵合金礦熱爐系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鐵合金的生產(chǎn)方法按照使用的設(shè)備分類有高爐法、礦熱爐法、爐外法、真空電阻爐法和氧氣轉(zhuǎn)爐法等。其中，礦熱爐法是鐵合金生產(chǎn)的主要方法，鐵合金產(chǎn)量中約72%是用此法生產(chǎn)的。礦熱爐法是用炭作還原劑生產(chǎn)鐵合金，所用電爐常用礦石還原爐(簡稱礦熱爐)。冶煉過程中熱量的來源為電能，用炭作還原劑。
鐵合金礦熱爐的機(jī)械設(shè)備是較繁雜的，除礦熱爐本體外主要包括電極把持系統(tǒng)、電極壓放裝置、電極升降系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、出鐵設(shè)備、防護(hù)設(shè)施、電極水冷系統(tǒng)等。防護(hù)設(shè)施主要是指煙塵通過煙罩、煙囪、排空或接入除塵器進(jìn)行除塵的除塵系統(tǒng)。在鐵合金礦熱爐冶煉過程中伴隨有大量的CO氣體產(chǎn)生。在半封閉爐內(nèi)，這些CO氣體中的少部分在上升穿過爐料過程中與原料中的氧化物發(fā)生反應(yīng)，把高價(jià)氧化物還原為低價(jià)氧化物，自身被氧化為CO2;大部分則在爐口直接燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2氣體。鐵合金牌號(hào)不同，產(chǎn)生的CO氣體量有所差別。以錳硅鐵合金為例，每噸產(chǎn)品產(chǎn)生的CO氣體量大約為750m3。這些CO直接燃燒放出大約937萬千焦的熱量，折合電能2600千瓦時(shí)，相當(dāng)于冶煉電耗65%左右。如圖I所示，傳統(tǒng)工藝中鐵合金礦熱爐系統(tǒng)包括礦熱爐本體4，為礦熱爐本體4供料的加料系統(tǒng)1，用于為礦熱爐本體4內(nèi)原料加熱的電極把持、壓放及升降系統(tǒng)2，用于將熔煉后的鐵運(yùn)出的出鐵系統(tǒng)5，用于為電極降溫的電極水冷系統(tǒng)3和用于將排放礦熱爐本體4中高溫?zé)煔獾母邷責(zé)煹?，和與高溫?zé)煹肋B接并為高溫?zé)煔獬龎m的除塵系統(tǒng)等。其中，除塵系統(tǒng)包括依次連接的表冷器18、除塵器15、除塵風(fēng)機(jī)16和排放煙囪17 ;其中表冷氣通過高溫?zé)煹?與礦熱爐本體4的高溫?zé)煔馀欧趴谙噙B。高溫?zé)煹?為鋼制光管煙道，高溫?zé)煹?將高溫?zé)煔庥傻V熱爐本體4中導(dǎo)出，并將高溫?zé)煔廨斔椭帘砝淦?8中降溫，然后再通過除塵器15除塵，并由除塵風(fēng)機(jī)16輸入到排放煙囪17中排入大氣?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)高溫?zé)煔獾奶幚矸绞绞沟么罅繉氋F的煙氣熱量在鋼制光管煙道6及表冷器18中散失到大氣中，不僅浪費(fèi)了寶貴的余熱資源，還造成了工人生產(chǎn)環(huán)境的熱污染。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明目的是提供一種帶有余熱發(fā)電系統(tǒng)的鐵合金礦熱爐系統(tǒng)，該鐵合金礦熱爐系統(tǒng)除了包括傳統(tǒng)工藝鐵合金礦熱爐系統(tǒng)的各組成部分夕卜，還新增余熱回收及發(fā)電系統(tǒng)，將鐵合金礦熱爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔獾挠酂徇M(jìn)行回收，通過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，并帶動(dòng)配套的蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為一是回收煙氣的余熱，避免二次能源的浪費(fèi)，二是減少高溫?zé)煔鈱?duì)工人生產(chǎn)環(huán)境的熱污染。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種帶有余熱發(fā)電系統(tǒng)的鐵合金礦熱爐系統(tǒng)包括礦熱爐本體、為所述礦熱爐本體供料的加料系統(tǒng)，用于為礦熱爐本體內(nèi)原料加熱的電極把持、壓放及升降系統(tǒng)，用于將熔煉后的鐵由電路本體運(yùn)出的出鐵系統(tǒng)，用于為電極降溫的電極水冷系統(tǒng)、用于將礦熱爐本體中煙氣排出去的高溫?zé)煹溃c高溫?zé)煹肋B接并對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行除塵的除塵系統(tǒng)和余熱發(fā)電系統(tǒng)；所述除塵系統(tǒng)通過高溫?zé)煹琅c所述礦熱爐本體的煙氣排放口相連；所述余熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置在所述高溫?zé)煹篮统龎m器之間，包括余熱鍋爐、由蒸汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成的發(fā)電機(jī)組；所述余熱鍋爐將由礦熱爐本體中排放出來的高溫?zé)煔廪D(zhuǎn)換生成飽和水，所述飽和水上升進(jìn)入到余熱鍋爐的汽包內(nèi)，并在所述汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離產(chǎn)生蒸汽；所述蒸汽通入蒸汽輪機(jī)膨脹做功，同時(shí)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。進(jìn)一步，通過所述余熱鍋爐降溫后的所述高溫?zé)煔饨?jīng)所述除塵系統(tǒng)排放入大氣。進(jìn)一步，所述鐵合金礦熱爐系統(tǒng)還包括冷卻水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在所述蒸汽輪機(jī)與所述余熱鍋爐之間，包括冷凝器、凝結(jié)水泵、除氧器和給水泵；所述蒸汽輪機(jī)做功后的乏汽由所述冷凝器冷凝后經(jīng)所述凝結(jié)水泵進(jìn)入所述除氧器除氧，再經(jīng)由所述給水泵送入余熱鍋爐進(jìn)行下一次水力循環(huán)。
進(jìn)一步，所述高溫?zé)煹琅c所述除塵器之間，還與所述余熱鍋爐并聯(lián)設(shè)置有表冷器；并在所述高溫?zé)煹郎显鲈O(shè)煙道閥門；當(dāng)所述余熱鍋爐運(yùn)行時(shí)，與表冷器連接的通道關(guān)閉，高溫?zé)煔膺M(jìn)入到余熱鍋爐中；當(dāng)余熱鍋爐檢修時(shí)，與余熱鍋爐連接的通道關(guān)閉，高溫?zé)煔膺M(jìn)入表冷器中降溫。進(jìn)一步，所述的高溫?zé)煹罏椴捎脙?nèi)保溫形式的內(nèi)保溫?zé)煹?、采用外保溫的耐熱不銹鋼煙道或汽化冷卻煙道。進(jìn)一步，所述余熱鍋爐為臥式鍋爐或立式鍋爐。本發(fā)明專利的優(yōu)點(diǎn)在于利用內(nèi)保溫?zé)煹篮陀酂徨仩t可替換掉傳統(tǒng)工藝中的鋼制光管煙道和表冷器，不僅可以回收礦熱煙氣余熱加以利用，節(jié)約二次能源，而且減少了熱排放對(duì)生產(chǎn)環(huán)境造成的熱污染，此外產(chǎn)生蒸汽可用于發(fā)電，輸出便捷使用的電能資源。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中鐵合金礦熱爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明帶有余熱發(fā)電系統(tǒng)的鐵合金礦熱爐系統(tǒng)工藝流程 圖3為本發(fā)明帶有表冷器作為余熱發(fā)電系統(tǒng)旁路的鐵合金礦熱爐系統(tǒng)工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
如圖2所示，本實(shí)施例中的帶有余熱發(fā)電系統(tǒng)的鐵合金礦熱爐系統(tǒng)包括加料系統(tǒng)I、電極把持、壓放及升降系統(tǒng)2、電極水冷系統(tǒng)3、礦熱爐本體4、出鐵系統(tǒng)5、余熱發(fā)電系統(tǒng)及除塵系統(tǒng)等。其中余熱發(fā)電系統(tǒng)包括高溫?zé)煹?、余熱鍋爐7、發(fā)電系統(tǒng)和水處理系統(tǒng)等。其中發(fā)電系統(tǒng)包括蒸汽輪機(jī)9和發(fā)電機(jī)10，水處理系統(tǒng)包括凝汽器11、凝結(jié)水泵12、除氧器13和給水泵14 ;除塵系統(tǒng)包括除塵風(fēng)機(jī)16、排放煙囪17。高溫?zé)煹?可采用內(nèi)保溫形式的內(nèi)保溫?zé)煹?、采用外保溫的耐熱不銹鋼煙道或汽化冷卻煙道。余熱鍋爐7可為立式鍋爐或臥式鍋爐。余熱鍋爐7通過高溫?zé)煹?與礦熱爐本體4的煙氣出口相連，由礦熱爐本體4中排出的高溫?zé)煔釧作為熱源輸入到余熱鍋爐7中，余熱鍋爐7所產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)汽包8輸出，汽包8通過管道與蒸汽輪機(jī)9的主汽門聯(lián)接，將蒸汽輸入到蒸汽輪機(jī)9中，并在蒸汽輪機(jī)9中膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)10工作。做功后的蒸汽形成的乏汽(低壓蒸汽)通過管道排入到由冷凝器11、冷卻塔(圖中未顯示)和循環(huán)水泵(圖中未顯示)組成的閉式循環(huán)回路中進(jìn)行冷凝。形成冷凝水流入冷凝器11的熱井，在經(jīng)由設(shè)置有冷凝水泵12的管道進(jìn)入到除氧器13中除氧，經(jīng)過除氧的水再經(jīng)設(shè)置有鍋爐給水泵14的管道輸入到余熱鍋爐7中，完成整個(gè)工作循環(huán)。余熱鍋爐7的排煙口與原礦熱爐煙氣除塵系統(tǒng)相連，余熱鍋爐7所排出的煙氣B直接進(jìn)入到原礦熱爐煙氣除塵系統(tǒng)的除塵器15中，之后再通過除塵風(fēng)機(jī)16的抽吸進(jìn)入排放煙囪17排入大氣。
實(shí)施例2
如圖3所示，本實(shí)施例中的鐵合金礦熱爐系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)形式與實(shí)施例I中基本相同，其不同點(diǎn)在于本實(shí)施例中的鐵合金礦熱爐系統(tǒng)中還設(shè)置有表冷器18，該表冷器18作為余熱發(fā)電系統(tǒng)的旁路與余熱發(fā)電系統(tǒng)并聯(lián)設(shè)置在高溫?zé)煔夤艿?和除塵系統(tǒng)之間。該系統(tǒng)保留原設(shè)計(jì)的礦熱爐煙氣除塵系統(tǒng)中的表冷器18，使得余熱鍋爐7作為表冷器18的并聯(lián)旁路，當(dāng)余熱鍋爐7運(yùn)行時(shí)，通過操作煙道閥門關(guān)閉表冷器18這條支路并打開余熱鍋爐7這條支路，將礦熱爐高溫?zé)煔獾臒崃繌挠酂徨仩t7中被置換出來；當(dāng)余熱鍋爐7檢修時(shí)，通過操作煙道閥門打開表冷器18這條支路并關(guān)閉余熱鍋爐7這條支路，將礦熱爐高溫?zé)煔獾臒崃繌谋砝淦?8中被置換出來。這樣當(dāng)余熱鍋爐7檢修時(shí)，不影響鐵合金礦熱爐的正常生產(chǎn)。由于鐵合金礦熱爐煙氣中的粉塵顆粒度非常小、粘性又很高，所述的余熱鍋爐采用的清灰技術(shù)非常關(guān)鍵，可以采用某一種機(jī)械接觸式(如刮板、落丸、鋼絲刷等)的清灰形式，也可以采用多種間接作用(如振打、聲波、激波等)的清灰方式相結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種帶有余熱發(fā)電系統(tǒng)的鐵合金礦熱爐系統(tǒng)包括礦熱爐本體、為所述礦熱爐本體供料的加料系統(tǒng)，用于為礦熱爐本體內(nèi)原料加熱的電極把持、壓放及升降系統(tǒng)，用于將熔煉后的鐵由電路本體運(yùn)出的出鐵系統(tǒng)，用于為電極降溫的電極水冷系統(tǒng)、用于將礦熱爐本體中煙氣排出去的高溫?zé)煹?，與所述高溫?zé)煹肋B接并對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行除塵的除塵系統(tǒng)，所述除塵系統(tǒng)通過高溫?zé)煹琅c所述礦熱爐本體的煙氣排放口相連；其特征在于，所述鐵合金礦熱爐系統(tǒng)還包括余熱發(fā)電系統(tǒng)；所述余熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置所述高溫?zé)煹篮统龎m系統(tǒng)中的除塵器之間，包括余熱鍋爐、由蒸汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成的發(fā)電機(jī)組；所述余熱鍋爐將由礦熱爐本體中排放出來的高溫?zé)煔廪D(zhuǎn)換生成飽和水，所述飽和水上升進(jìn)入到余熱鍋爐的汽包內(nèi)，并在所述汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離產(chǎn)生蒸汽；所述蒸汽通入所述蒸汽輪機(jī)膨脹做功，同時(shí)拖動(dòng)所述發(fā)電機(jī)發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I中所述鐵合金礦熱爐系統(tǒng)，其特征在于，通過所述余熱鍋爐降溫后的所述高溫?zé)煔饨?jīng)所述除塵系統(tǒng)排放入大氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求I中所述鐵合金礦熱爐系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵合金礦熱爐系統(tǒng)還包括冷卻水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在所述蒸汽輪機(jī)與所述余熱鍋爐之間，包括冷凝器、凝結(jié)水泵、除氧器和給水泵；所述蒸汽輪機(jī)做功后的乏汽由所述冷凝器冷凝后經(jīng)所述凝結(jié)水泵進(jìn)入所述除氧器除氧，再經(jīng)由所述給水泵送入余熱鍋爐進(jìn)行下一次水力循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I中所述鐵合金礦熱爐系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫?zé)煹琅c所述除塵器之間，還與所述余熱鍋爐并聯(lián)設(shè)置有表冷器；并在所述高溫?zé)煹郎显鲈O(shè)煙道閥門；當(dāng)所述余熱鍋爐運(yùn)行時(shí)，與表冷器連接的通道關(guān)閉，高溫?zé)煔膺M(jìn)入到余熱鍋爐中；當(dāng)余熱鍋爐檢修時(shí)，與余熱鍋爐連接的通道關(guān)閉，高溫?zé)煔膺M(jìn)入表冷器中降溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求I中所述鐵合金礦熱爐系統(tǒng)，其特征在于，所述的高溫?zé)煹罏椴捎脙?nèi)保溫形式的內(nèi)保溫?zé)煹?、采用外保溫的耐熱不銹鋼煙道或汽化冷卻煙道。
6.根據(jù)權(quán)利要求I中所述鐵合金礦熱爐系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱鍋爐為臥式鍋爐或立式鍋爐。
全文摘要
一種帶有余熱發(fā)電系統(tǒng)的鐵合金礦熱爐系統(tǒng)包括電機(jī)把持系統(tǒng)、電極壓放裝置、電極升降系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、出鐵設(shè)備、防護(hù)設(shè)施、電極水冷系統(tǒng)、余熱回收發(fā)電系統(tǒng)及除塵系統(tǒng)。其中余熱回收發(fā)電系統(tǒng)將鐵合金礦熱爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥酂徇M(jìn)行回收，通過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，并帶動(dòng)配套的蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。本發(fā)明通過增設(shè)余熱回收發(fā)電系統(tǒng)，在回收煙氣的余熱，避免二次能源的浪費(fèi)的同時(shí)，還減少了高溫?zé)煔鈱?duì)工人的生產(chǎn)環(huán)境的熱污染，是一種符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的新型的鐵合金礦熱爐系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F27D17/00GK102620572SQ20121011032
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者涂愛民, 程珩, 陳恩鑒, 高德云 申請(qǐng)人:北京世紀(jì)源博科技股份有限公司