冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，具體地說是能最大限度地回 收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，又能改善除塵能力，屬于冶金爐除塵技術(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。由于冶金爐煉鋼煙氣溫度很高，經(jīng)捕集后進入管道的溫度一般在1200°C左右，粉塵濃 度達25g/Nm3,小于5um的灰占粉塵總量的70%以上，粉塵量大，并且粘而細。并且煙氣溫度 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，熱管 換熱器已經(jīng)成功運用到冶金爐的煙氣余熱回收中，但由于熱管的固有缺陷（造價高、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。
[0003] 由于煙氣中含有大量的粉塵，粘而細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，更為嚴重的是由于余熱鍋爐堵灰，系統(tǒng)運行不 穩(wěn)定，造成冶煉生產(chǎn)無法正常進行，被迫停產(chǎn)檢修。
[0004] 同時，由于冶金爐煙氣溫度波動劇烈，波幅大，余熱回收裝置就必須設(shè)計得足夠 大，確保高溫?zé)煔庖材苡行Ю鋮s。但實際蒸汽產(chǎn)量卻遠低于余熱回收裝置的最大蒸發(fā)量，出 現(xiàn)大馬拉小車的局面。這就相對減少了余熱回收裝置的經(jīng)濟價值，增加了余熱回收裝置的 投資。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述問題，本發(fā)明提供了冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，通過該方法不 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 除塵風(fēng)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)。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0007] 冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，其特征在于；本發(fā)明冶金爐內(nèi)排煙氣由第四 孔排出，經(jīng)水冷滑套混入冷風(fēng)，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室，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，并適當混入冷風(fēng)，最終燃燼一氧化碳 氣體，調(diào)節(jié)控制沉降室的煙氣溫度750°C，由燃燒沉降室出來的煙氣進入塑燒板除塵器，經(jīng) 除塵后粉塵濃度3mg/Nm 3,進入蓄熱均溫器，通過蓄熱均溫器中碳錳復(fù)合材料蓄熱體對高 溫?zé)煔獾男顭峋鶞刈饔煤螅瑹煔膺M入均流換熱室中，高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，完成熱交換，溫度 降至90°C，由主風(fēng)機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環(huán)水通過換熱器給水泵驅(qū)動，進入安裝 于均流換熱室內(nèi)的翅片管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 175°C，汽水混合物在自然循環(huán)力推動下進入高壓級蒸發(fā)器中放出熱量，溫度降至115°C，然 后進入中壓級蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至85°C，再進入低壓級蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降 至55°C，變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池，開始新一輪循環(huán)，同時，經(jīng)過冷凝的有機工質(zhì)液 體，經(jīng)過低壓級工質(zhì)加壓泵的驅(qū)動，先在低壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級 工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的低壓補汽口，另一路經(jīng)中壓級工質(zhì)加壓泵 加壓后，進入中壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成中壓級工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入 帶補汽口有機透平的中壓補汽口，另一路經(jīng)高壓級工質(zhì)加壓泵加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器 中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的高壓進汽 缸，工質(zhì)蒸汽在帶補汽口有機透平內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機發(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， 從帶補汽口有機透平排出的工質(zhì)蒸汽由蜂窩狀銅肋板式冷凝器冷凝為飽和液體，進入儲液 罐，儲液罐可確保低壓級工質(zhì)加壓泵連續(xù)加壓，再由低壓級工質(zhì)加壓泵將工質(zhì)液體加壓后 送入低壓級蒸發(fā)器中，開始新一輪循環(huán)，從蜂窩狀銅肋板式冷凝器出來的循環(huán)水，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，經(jīng)循環(huán)水泵送入蜂窩狀銅肋板式冷凝器中，開始新一輪循環(huán)。
[0008] 其進一步特征在于：采用R227ea為循環(huán)有機工質(zhì)。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：由于冶金爐煙氣溫度波動劇烈，煙氣溫度峰值高，當煙氣通 過本發(fā)明的蓄熱均溫器處理后，煙氣溫度波動幅度可以大為減少，同時也降低了煙氣溫度 的峰值。經(jīng)過蓄熱均溫器的煙氣進換熱器，由于煙氣溫度峰值降低，可以使余熱發(fā)電裝置投 資減少，煙氣溫度波動幅度減少，則有利于提高余熱發(fā)電裝置的穩(wěn)定性，延長使用壽命；同 時，由于本發(fā)明換熱器放置在除塵器后，熱源煙氣含塵量低，設(shè)備設(shè)計制造時可不予考慮， 因此可以將換熱核心單元翅片間距設(shè)計很小，而且無須卸灰、清灰、輸灰設(shè)施；余熱利用設(shè) 施體積減小，同時維護量減小，也延長了換熱器的使用壽命，粉塵排放濃度更低。
[0010] 本發(fā)明與單級單壓有機朗肯循環(huán)最大的區(qū)別在于，本發(fā)明在有機工質(zhì)高、中、低蒸 發(fā)器里采用多級蒸發(fā)的措施，利用熱水的低溫段（進口 85°C，出口 55°C )加熱工質(zhì)產(chǎn)生低 壓工質(zhì)蒸汽，進入有機透平的低壓補汽口膨脹做功；利用熱水的中溫段（進口 115°C，出口 85°C )加熱工質(zhì)產(chǎn)生中壓工質(zhì)蒸汽，進入有機透平的中壓補汽口膨脹做功；利用飽和水蒸 汽的高溫段（進口 175°C，出口 115°C )加熱工質(zhì)產(chǎn)生高壓工質(zhì)蒸汽，進入有機透平的高壓 缸膨脹做功；實現(xiàn)余熱流對有機工質(zhì)的梯級分壓加熱，這樣就在各級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 率可比單級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)提高23~28%，降低了煙氣的排放溫度，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在3mg/Nm 3。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0012] 1.蓄熱均溫器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，解決熱脹冷縮問題；
[0013] 2.采用多級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收電爐煙氣的余熱，其熱效率可比單 級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)提高23~28% ;
[0014] 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；
[0015] 4.工質(zhì)儲液罐，可確保工質(zhì)循環(huán)泵連續(xù)加壓；
[0016] 5.翅片管換熱器不積灰，不堵塞，延長設(shè)備的使用壽命；
[0017] 6.提高余熱發(fā)電裝置效率；
[0018] 7.減少余熱發(fā)電裝置投資；
[0019] 8.運行能耗低，凈化效果好。
【附圖說明】
[0020] 圖1是實現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[0021] 圖1中：1.冶金爐，2.水冷滑套，3.燃燒沉降室，4.塑燒板除塵器，5.蓄熱均溫器， 6.煙氣進口，7.碳錳復(fù)合材料蓄熱體，8.灰斗，9.激波清灰裝置，10.煙氣出口，11.均流換 熱室，12.翅片管換熱器，13.主風(fēng)機，14.排氣筒，15.換熱器給水泵，16.循環(huán)水池，17.低 壓級蒸發(fā)器，18.中壓級蒸發(fā)器，19.高壓