一種電爐煙氣余熱全汽化、蓄熱式回收系統(tǒng)及其工作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電爐煙氣余熱全汽化、蓄熱式回收系統(tǒng)及其工作方法，屬于電爐冶煉能源化利用的技術領域。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)電爐煙氣采取循環(huán)水冷卻，不僅余熱資源沒有回收而且耗費大量的電能，而現(xiàn)有的電爐煙氣余熱回收已經(jīng)實施。但是目前電爐煙氣余熱回收系統(tǒng)的回收效率、安全性、與電爐冶煉工況的匹配性、系統(tǒng)回收蒸汽品質(zhì)等方面存在諸多問題。這些問題制約了電爐煙氣余熱技術的普及和發(fā)展。
[0003]電爐煙氣余熱回收系統(tǒng)的回收效率方面偏低，主要問題是現(xiàn)有電爐余熱回收系統(tǒng)不同程度的存在水冷段，沒有實現(xiàn)全汽化冷卻。
[0004]安全性方面，現(xiàn)有余熱回收系統(tǒng)未考慮煙氣蓄熱問題所以余熱回收系統(tǒng)中對流蒸發(fā)器設計按照電爐煙氣尖峰溫度1000°c進行設計加工制作，這對余熱回收系統(tǒng)加工制作要求極高，而煙氣頻繁波動容易導致焊接點開焊等問題，進而對系統(tǒng)運行安全產(chǎn)生較大影響。而且現(xiàn)有余熱回收系統(tǒng)設計水冷和汽化冷卻混合，存在輔機設備多，系統(tǒng)布置復雜問題，同時多種介質(zhì)管道布置困難。
[0005]余熱回收系統(tǒng)回收蒸汽品質(zhì)方面，目前電爐煙氣余熱回收系統(tǒng)受電爐冶煉性質(zhì)決定了煙氣處于周期性波動狀態(tài)，煙氣由高溫時段也有低溫時段，高溫時段余熱回收系統(tǒng)產(chǎn)出蒸汽而低溫時段不產(chǎn)蒸汽，同時不能實現(xiàn)連續(xù)的蒸汽過熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種電爐煙氣余熱全汽化、蓄熱式回收系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明還提供一種上述系統(tǒng)的工作方法。
[0008]本發(fā)明的技術方案如下:
[0009]一種電爐煙氣余熱全汽化、蓄熱式回收系統(tǒng)，包括電爐爐體、煙氣通道一、煙氣通道二、除塵器、煙囪；所述電爐爐體的頂部煙氣通過煙氣通道一與所述除塵器相連；所述電爐爐體的內(nèi)部煙氣通過電爐爐體第四孔、煙氣通道二與所述除塵器相連；所述煙氣通道二包括依次相連的導流裝置、燃燒沉降室、對流換熱蒸發(fā)器和省煤器，其特征在于，在所述燃燒沉降室和對流換熱蒸發(fā)器之間依次連接有間歇性高溫煙氣蓄熱裝置和對流換熱過熱器。此處設計的優(yōu)點在于，在現(xiàn)有的煙氣余熱回收系統(tǒng)中增設間歇性高溫煙氣蓄熱裝置和對流換熱過熱器，其中，所述間歇性高溫煙氣蓄熱裝置應用于燃燒沉降室的高溫煙氣出口，當電爐因為加料時出現(xiàn)煙氣流量、溫度波動時，利用蓄熱體吸放熱反應實現(xiàn)煙氣溫度的平穩(wěn)輸出:當正常冶煉時，電爐產(chǎn)出煙氣溫度較高，通過所述間歇性高溫煙氣蓄熱裝置后，其部分熱量被所述蓄熱體吸收；當電爐加料時，其產(chǎn)出煙氣溫度較低，通過間歇性高溫煙氣蓄熱裝置后，低溫煙氣重新吸收蓄熱體內(nèi)的熱量，進而完成穩(wěn)定蓄熱功能，確保后續(xù)加熱產(chǎn)生高品質(zhì)過熱蒸汽。
[0010]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在所述電爐爐體、導流裝置、燃燒沉降室、對流換熱過熱器、對流換熱蒸發(fā)器和省煤器的外部分別對應設置有電爐爐體冷卻排管、導流裝置冷卻排管、燃燒沉降室冷卻排管、對流換熱過熱器冷卻排管、對流換熱蒸發(fā)器冷卻排管和省煤器冷卻排管；所述煙氣通道二還包括汽包，所述汽包通過循環(huán)管路分別與電爐爐體冷卻排管、導流裝置冷卻排管和燃燒沉降室冷卻排管相連；所述汽包還通過循環(huán)管路與所述對流換熱蒸發(fā)器冷卻排管相連；所述對流換熱過熱器冷卻排管的入口端與所述汽包相連。
[0011]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，汽包與電爐爐體冷卻排管、導流裝置冷卻排管和燃燒沉降室冷卻排管相連的循環(huán)管路上設置有強制循環(huán)泵。此處設計的優(yōu)點在于，本發(fā)明通過引入強制循環(huán)泵對汽包內(nèi)的飽和水進行對流循環(huán)，增加余熱吸收，提高蒸汽產(chǎn)量及提高系統(tǒng)安全性。
[0012]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述煙氣通道二還包括鍋爐給水泵、除氧器和鍋爐給水裝置，所述省煤器冷卻排管的入口端依次與鍋爐給水泵、除氧器和鍋爐給水裝置相連，所述省煤器冷卻排管的出口端與所述汽包相連。
[0013]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在所述省煤氣的出口還設置有換熱器。此處設計的優(yōu)點在于，進一步通過外接余熱吸收設備降低煙氣的溫度，從而保證到達除塵器的煙氣不至于溫度過高出現(xiàn)燒袋現(xiàn)象，同時還減小煙氣導流速度，降低風機裝機功率，同時外接余熱吸收設備進一步回收煙氣余熱。
[0014]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述煙氣通道一包括依次相連的除塵罩和第一管路；所述除塵器包括相連的除塵布袋和風機，所述除塵布袋為折疊圓形過濾布袋。
[0015]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述導流裝置，包括直段形的導流主體和內(nèi)置滑套，在所述導流主體的上端側(cè)壁上設置有入口，在所述導流主體的下端設置有出口 ；所述內(nèi)置滑套設置在所述入口處。本發(fā)明將導流煙氣用的導流主體設計為直段形，通過設計內(nèi)置滑套，將原本煙道的水平直段省略簡化，使煙塵沒有沉積空間，杜絕了煙氣對導流裝置的沉積，降低設備維護清理和檢修頻率。在應用時所述導流主體通過內(nèi)置滑套與電爐爐體的第四孔相連通，所述導流主體的出口與燃燒沉降室相連通。
[0016]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述導流主體與水平面的夾角為45° -90°。此處設計的優(yōu)點在于:使導流主體與燃燒沉降室具有一定夾角，便于煙塵在重力的作用下自然滑入所述燃燒沉降室內(nèi)，同時還緩沖了煙氣對所述導流裝置的側(cè)壁沖擊，導流更加順暢。
[0017]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述間歇性高溫煙氣蓄熱裝置，包括蓄熱主體、煙氣入口和煙氣出口，所述蓄熱主體通過煙氣入口與燃燒沉降室的高溫煙氣出口相連通，所述蓄熱主體包括殼體、在所述殼體內(nèi)部由下而上依次設置有支撐架、支撐篦子板、蓄熱體和頂部吹灰裝置；所述蓄熱體包括多條供煙氣導流的通道。本發(fā)明應用于燃燒沉降室的高溫煙氣出口，當電爐因為加料時出現(xiàn)煙氣流量、溫度波動時，本發(fā)明能夠利用蓄熱體吸放熱反應實現(xiàn)煙氣溫度的平穩(wěn)輸出:當正常冶煉時，電爐產(chǎn)出煙氣溫度較高，通過本發(fā)明后，其部分熱量被所述蓄熱體吸收，當電爐加料時，其產(chǎn)出煙氣溫度較低，通過發(fā)明后，低溫煙氣重新吸收蓄熱體內(nèi)的熱量，進而完成穩(wěn)定蓄熱功能，確保后續(xù)加熱廣生尚品質(zhì)蒸汽。
[0018]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述蓄熱體為耐材蓄熱體或金屬蓄熱體。
[0019]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述通道的直徑范圍為30-150mm。此處設計的優(yōu)點在于，采用大孔徑的通道，防止蓄熱體煙氣通道被灰塵堵塞。
[0020]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在所述支撐架中設置有冷卻通道，所述冷卻通道與所述汽包相連。
[0021]一種上述系統(tǒng)的工作方法，包括步驟如下:
[0022]I)當電爐加料時:
[0023]使煙氣通道一導通，使所述電爐爐體頂部煙氣沿除塵罩進入除塵布袋、風機和煙囪；
[0024]使煙氣通道二關閉或部分導通；同時，調(diào)整風機吸風量與所述煙氣通道一和煙氣通道二兩者的總風量相匹配；
[0025]2)當電爐加料完畢開始冶煉時:
[0026]使煙氣通道一關閉；
[0027]使煙氣通道二導通，使所述電爐爐體內(nèi)部的煙氣沿煙氣通道二進入除塵布袋、風機和煙囪；同時，調(diào)整風機吸風量與所述煙氣通道二的風量相匹配。
[0028]此處設計的優(yōu)點在于，本發(fā)明根據(jù)電爐爐體的工作進程調(diào)控煙氣通道一、煙氣通道一分別導通或部分導通，使所述風機無需配置達到煙氣通道一和煙氣通道二兩者總和，因此大大降低風機的裝機容量，減小投資；降低運行成本；也降低了除塵器的慮風速率，提高除塵效率、減少煙氣對整個系統(tǒng)的沖擊。
[0029]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0030]1、在現(xiàn)有的煙氣余熱回收系統(tǒng)中增設間歇性高溫煙氣蓄熱裝置和對流換熱過熱器，其中，所述間歇性高溫煙氣蓄熱裝置應用于燃燒沉降室的高溫煙氣出口，當電爐因為加料時出現(xiàn)煙氣流量、溫度波動時，利用蓄熱體吸放熱反應實現(xiàn)煙氣溫度的平穩(wěn)輸出:當正常冶煉時，電爐產(chǎn)出煙氣溫度較高，通過所述間歇性高溫煙氣蓄熱裝置后，其部分熱量被所述蓄熱體吸收，當電爐加料時，其產(chǎn)出煙氣溫度較低，通過間歇性高溫煙氣蓄熱裝置后，低溫煙氣重新吸收蓄熱體內(nèi)的熱量，進而完成穩(wěn)定蓄熱功能，確保后續(xù)加熱產(chǎn)生高品質(zhì)蒸汽。本發(fā)明通過間歇性高溫煙氣蓄熱裝置將電爐生產(chǎn)時波動的高溫煙氣轉(zhuǎn)變?yōu)?00 0C — 600 0C之間基本穩(wěn)定的中溫煙氣，這樣，在余熱回收系統(tǒng)中中壓汽包產(chǎn)出飽和蒸汽量波動較小，飽和蒸汽可利用對流換熱過熱器實現(xiàn)連續(xù)過熱。蒸汽過熱致300°C -35(TC后提高了蒸汽品質(zhì)，可以利用此蒸汽用于發(fā)電等對蒸汽品質(zhì)要去較高的領域。此外蒸汽產(chǎn)出基本穩(wěn)定后余熱回收系統(tǒng)不再設置蒸汽蓄熱器，節(jié)省了系統(tǒng)投資與占地面積。
[0031]2、本發(fā)明通過引入強制循環(huán)泵對汽包內(nèi)的飽和水進行對流循環(huán)，增加余熱吸收，
提尚蒸汽量。
[0032]3、本發(fā)明進一步通過外接余熱吸收設備降低煙氣的溫度，從而保證到達除塵器的煙氣不至于溫度過高出現(xiàn)燒袋現(xiàn)象，同時還減小煙氣導流速度，降低風機裝機功率，增加煙氣余熱回收能力。
[0033]4、本發(fā)明將導流煙氣用的導流主體設計為直段形，通過設計內(nèi)置滑套，將原本煙道的水平直段省略簡化，使煙塵沒有沉積空間，杜絕了煙氣對導流裝置的沉積，降低設備維護清理和檢修頻率。在應用時所述導流主體通過內(nèi)置滑套與電爐爐體的第四孔相連通，所述導流主體的出口與燃燒沉降室相連通。
[0034]5、本發(fā)明應用于燃燒沉降室的高溫煙氣出口，當電爐因為加料時出現(xiàn)煙氣流量、溫度波動時，本發(fā)明能夠利用蓄熱體吸放熱反應實現(xiàn)煙氣溫度的平穩(wěn)輸出:當正常冶煉時，電爐產(chǎn)出煙氣溫度較高，通過本發(fā)明后，其部分熱量被所述蓄熱體吸收，當電爐加料時，其產(chǎn)出煙氣溫度較低，通過發(fā)明后，低溫煙氣重新吸收蓄熱體內(nèi)的熱量，進而完成穩(wěn)定蓄熱功能，確保后續(xù)加熱廣生尚品質(zhì)蒸汽。
[0035]6、本發(fā)明根據(jù)電爐爐體的工作進程調(diào)控煙氣通道一、煙氣通道一分別導通或部分導通，使所述風機無需配置達到煙氣通道一和煙氣通道二兩者總和，因此大大降低風機的裝機容量，減小投資；降低運行成本；也降低了除塵器的慮風速率，提高了除塵效率，減少煙氣對整個系統(tǒng)的沖擊。
【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明所述系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2是本發(fā)明所述導流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖3是本發(fā)明所述間歇性高溫煙氣蓄熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]在圖1-3中，1、電爐爐體；2、煙氣通道一 ；3、煙氣通道二 ；
[0040]4、除塵器；4-1、除塵布袋；4-2、風機；
[0041]5、煙囪；6、電爐冶煉狀態(tài)監(jiān)測裝置；7、風量調(diào)節(jié)PLC ;8、控制閥一 ；9、控制閥二 ；10、除塵罩；11、第一管路；
[0042]12、導流裝置；12_1導流主體；12_2、內(nèi)置滑套；12_3在所述導流主體的上端側(cè)壁上設置有入口 ；12_4、在所述導流主體的下端設置有出口 ；
[0043]13、燃燒沉降室；
[0044]14、間歇性高溫煙氣蓄熱裝置；14-1、蓄熱主體；14-2、煙氣