專利名稱：帶有儲液罐的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備的制作方法
技術領域：
帶有儲液罐的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備技術領域[0001]本實用新型涉及一種余熱發(fā)電裝置，特別涉及帶有儲液罐的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備，屬于煙氣除塵及余熱發(fā)電技術領域。
背景技術：
[0002]在現(xiàn)有技術中冶金爐煙氣的凈化裝置為冶金爐煙氣發(fā)生設備、余熱利用設施、除塵器通過管路依次連接。[0003]目前通常采用的余熱利用設施水列管余熱鍋爐、蓄熱式余熱鍋爐來回收冶金爐煙氣的余熱，產(chǎn)生飽和蒸汽等。由于冶金爐煙氣溫度劇烈波動，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，蓄熱式余熱鍋爐已經(jīng)成功運用到電爐煙氣余熱回收中，但由于換熱管的固有缺陷(造價高、不抗凍、不耐高溫、使用年限短)，使得蓄熱式余熱鍋爐在鋼鐵行業(yè)的普及還面臨很多問題。[0004]同時，由于冶金爐煙氣溫度波動劇烈，波幅大，余熱系統(tǒng)就必須設計得足夠大，確保高溫煙氣也能有效冷卻。但實際蒸汽產(chǎn)量卻遠低于余熱系統(tǒng)的最大蒸發(fā)量，出現(xiàn)大馬拉小車的局面。這就相對減少了余熱系統(tǒng)的經(jīng)濟價值，增加了余熱系統(tǒng)的投資。發(fā)明內容[0005]針對上述問題，本實用新型提供了帶有儲液罐的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備，其不僅能高效地冷卻高溫煙氣(溫度范圍850°C 80°C )，還能最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，拖動除塵風機，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]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是帶有儲液罐的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備，包括燃燒沉降室、蓄熱均溫器、余熱交換室、增壓風機、除塵器、主風機、排氣筒，其特征在于所述燃燒沉降室順序連接蓄熱均溫器、余熱交換室、增壓風機、 除塵器、主風機、排氣筒，所述蓄熱均溫器包括煙氣進口、碳化錳復合材料蓄熱體、聲波清灰裝置、煙氣出口和灰斗，所述碳化錳復合材料蓄熱體設置于煙氣進口和煙氣出口之間，所述聲波清灰裝置分段布置于蓄熱體之間，所述余熱交換室內安裝有熱管式換熱器，熱管式換熱器的冷水進口與換熱器給水泵連接，熱管式換熱器的熱水出口接管殼式蒸發(fā)器的熱水進口，管殼式蒸發(fā)器的冷水出口接循環(huán)水池，循環(huán)水池與熱管式換熱器給水泵連接，構成一個回路。管殼式蒸發(fā)器的工質進口端與工質循環(huán)泵的高壓出口端連接，管殼式蒸發(fā)器的工質出口端接汽包，汽包與低沸點工質汽輪機的上部法蘭接口連接，低沸點工質汽輪機的下部接口通過管道與管殼式冷凝器的進氣口連接，管殼式冷凝器的液相出口通過管道與儲液罐連接，儲液罐與工質循環(huán)泵的低壓進口端連接，低沸點工質汽輪機與三相發(fā)電機連接，管殼式冷凝器的一個端部法蘭接口與循環(huán)水泵連接，管殼式冷凝器的另一個端部接冷卻塔，冷卻塔與循環(huán)水泵連接，構成另一個回路。所述增壓風機與連接在冶金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機，主風機與排氣筒連接。[0007]其進一步 特征在于采用R152a為循環(huán)有機工質。[0008]本實用新型的上述結構中，余熱發(fā)電裝置替代水列管余熱鍋爐、蓄熱式余熱鍋爐等設備組合，既簡化了系統(tǒng)配置，又可以最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能， 拖動除塵風機，同時可降低煙氣的排放溫度，改善除塵能力，達到節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)的目的。[0009]本實用新型的有益效果是由于余熱發(fā)電裝置替代水列管余熱鍋爐、蓄熱式余熱鍋爐等設備組合，所以裝置占地省，投資及運行費用低；可以最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，拖動除塵風機，降低了系統(tǒng)運行能耗；顯熱被充分利用，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以下，布袋除塵器中的濾料可選用價格最低的常溫布袋，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10mg/Nm3。[0010]本實用新型的優(yōu)點在于[0011]I.可以緩解煙氣溫度的驟升驟降；[0012]2.解決熱脹冷縮問題；[0013]3.換熱器不積灰，不堵塞；[0014]4.延長設備的使用壽命；[0015]5.提高余熱發(fā)電裝置效率；[0016]6.減少余熱發(fā)電裝置投資；[0017]7.可以減少混入冷風量，節(jié)約除塵能耗。


[0018]圖I是本實用新型的結構示意圖[0019]圖中1.冶金爐，2.水冷滑套，3.燃燒沉降室，4.外排管道，5.蓄熱均溫器，6.煙氣進口，7.碳化錳復合材料蓄熱體，8.灰斗，9.聲波清灰裝置，10.煙氣出口，11.余熱交換室，12.熱管換熱器，13.增壓風機，14.除塵器，15.風機，16.排氣筒，17.換熱器給水泵， 18.循環(huán)水池，19.管殼式蒸發(fā)器，20.工質循環(huán)泵，21.汽包，22.儲液罐，23.低沸點工質汽輪機，24.三相發(fā)電機，25.循環(huán)水泵，26.管殼式冷凝器，27.冷卻塔。
具體實施方式
[0020]
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。[0021]本實用新型中帶有儲液罐的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備，包括燃燒沉降室3、蓄熱均溫器5、余熱交換室11、增壓風機13、除塵器14、主風機15、排氣筒16，其特征在于所述燃燒沉降室3順序連接蓄熱均溫器5、余熱交換室11、增壓風機13、除塵器14、 主風機15、排氣筒16,所述蓄熱均溫器5包括煙氣進口 6、碳化猛復合材料蓄熱體7、聲波清灰裝置9、煙氣出口 10和灰斗8，所述碳化錳復合材料蓄熱體7設置于煙氣進口 6和煙氣出口 10之間，所述聲波清灰裝置9分段布置于碳化錳復合材料蓄熱體7之間，所述余熱交換室11內安裝有熱管式換熱器12，熱管式換熱器12的冷水進口與換熱器給水泵17連接，熱管式換熱器12的熱水出口接管殼式蒸發(fā)器19的熱水進口，管殼式蒸發(fā)器19的冷水出口接循環(huán)水池18，循環(huán)水池18與熱管式換熱器給水泵17連接，構成一個回路。管殼式蒸發(fā)器 19的工質進口端與工質循環(huán)泵20的高壓出口端連接，管殼式蒸發(fā)器19的工質出口端接汽包21，汽包21與低沸點工質汽輪機23的上部法蘭接口連接，低沸點工質汽輪機23的下部接口通過管道與管殼式冷凝器26的進氣口連接，管殼式冷凝器26的液相出口通過管道與儲液罐22連接，儲液罐22與工質循環(huán)泵20的低壓進口端連接，低沸點工質汽輪機23與三相發(fā)電機24連接，管殼式冷凝器26的一個端部法蘭接口與循環(huán)水泵25連接，管殼式冷凝器26的另一個端部接冷卻塔27，冷卻塔27與循環(huán)水泵25連接，構成另一個回路。所述增壓風機13與連接在冶金爐I上方的外排管道4 一并連接除塵器14，除塵器14通過管道連接主風機15，主風機15與排氣筒16連接。[0022]所述低沸點工質為R152a，進入低沸點工質汽輪機的工質壓力為2. 05MPa，膨脹做功后的工質壓力為O. 25MPa時，系統(tǒng)輸出電功率為2500KW，朗肯循環(huán)效率為23. 5%，系統(tǒng)排出的煙氣溫度為80°C。[0023]本實用新型的工作過程100t/h冶金爐I內排煙氣流量27 X IO4NmVh,溫度 850°C，含塵濃度25g/Nm3由第四孔排出，經(jīng)水冷滑套2混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室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， 并適當混入冷風，最終燃燼一氧化碳氣體，經(jīng)過燃燒沉降室3的煙氣進入蓄熱均溫器5，通過蓄熱均溫器5中碳化錳復合材料蓄熱體7對高溫煙氣的蓄熱均溫作用后，煙氣進入余熱交換室11中，高溫煙氣放出熱量，溫度降至80°C左右，經(jīng)降溫的煙氣由增壓風機13出來與連接在冶金爐I上方的外排管道4出來的煙氣混合一并進入除塵器14，經(jīng)除塵后粉塵濃度 10mg/Nm3,由主風機15壓入排氣筒16排入大氣。同時，循環(huán)水通過換熱器給水泵17驅動， 進入安裝于余熱交換室11內的熱管式換熱器12中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物在自然循環(huán)力推動下進入管殼式蒸發(fā)器19內，放出熱量，變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池18，開始新一輪循環(huán)。低沸點有機工質通過工質循環(huán)泵20驅動，在管殼式蒸發(fā)器 19中吸收汽水混合物的熱量,變成飽和蒸汽,進入汽包21,汽包21可濾除氣源中過飽和水份和雜質，確保汽輪機23平穩(wěn)運行。工質蒸汽通過調壓閥后，在低沸點工質汽輪機23內膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機24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)過調壓后并入廠內電網(wǎng)，或直接送給用電設備使用。從低沸點工質汽輪機23排出的工質蒸汽由管殼式冷凝器26冷凝為飽和液體，進入儲液罐22，儲液罐22可確保工質循環(huán)泵20連續(xù)加壓，工質循環(huán)泵20將工質液體加壓后送入管殼式蒸發(fā)器19中，開始新一輪循環(huán)。從冷卻塔27過來的循環(huán)水通過循環(huán)水泵25驅動，進入管殼式冷凝器26中吸收熱量，在自然循環(huán)力推動下進入冷卻塔27內，放出熱量，變成低溫水，開始新一輪循環(huán)。[0024]由于蓄熱均溫器5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，因而可減少余熱發(fā)電裝置的投資，提高余熱發(fā)電裝置的穩(wěn)定性，并可安全地配置各類余熱發(fā)電設備。[0025]該設備的最大特點是采用低沸點工質有機朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收冶金爐煙氣的余熱。以loot/h冶金爐余熱回收及除塵工藝為例，本實用新型流程與常規(guī)余熱利用后除塵比較，說明如下[0026]
權利要求1.帶有儲液罐的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備，包括燃燒沉降室、蓄熱均溫器、余熱交換室、增壓風機、除塵器、主風機、排氣筒，其特征在于所述燃燒沉降室順序連接蓄熱均溫器、余熱交換室、增壓風機、除塵器、主風機、排氣筒，所述蓄熱均溫器包括煙氣進口、碳化錳復合材料蓄熱體、聲波清灰裝置、煙氣出口和灰斗，所述碳化錳復合材料蓄熱體設置于煙氣進口和煙氣出口之間，所述聲波清灰裝置分段布置于蓄熱體之間，所述余熱交換室內安裝有熱管式換熱器，熱管式換熱器的冷水進口與換熱器給水泵連接，熱管式換熱器的熱水出口接管殼式蒸發(fā)器的熱水進口，管殼式蒸發(fā)器的冷水出口接循環(huán)水池，循環(huán)水池與熱管式換熱器給水泵連接，構成一個回路，管殼式蒸發(fā)器的工質進口端與工質循環(huán)泵的高壓出口端連接，管殼式蒸發(fā)器的工質出口端接汽包，汽包與低沸點工質汽輪機的上部法蘭接口連接，低沸點工質汽輪機的下部接口通過管道與管殼式冷凝器的進氣口連接，管殼式冷凝器的液相出口通過管道與儲液罐連接，儲液罐與工質循環(huán)泵的低壓進口端連接， 低沸點工質汽輪機與三相發(fā)電機連接，管殼式冷凝器的一個端部法蘭接口與循環(huán)水泵連接，管殼式冷凝器的另一個端部接冷卻塔，冷卻塔與循環(huán)水泵連接，構成另一個回路，所述增壓風機與連接在冶金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機， 主風機與排氣筒連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的帶有儲液罐的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備，其特征在于采用R152a為循環(huán)有機工質。
專利摘要帶有儲液罐的冶金爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設備，包括燃燒沉降室、蓄熱均溫器、余熱交換室、增壓風機、除塵器、主風機、排氣筒，其特征在于所述燃燒沉降室順序連接蓄熱均溫器、余熱交換室、增壓風機、除塵器、主風機、排氣筒，所述余熱交換室內裝有換熱器，換熱器熱水出口接蒸發(fā)器，蒸發(fā)器與工質循環(huán)泵連接，出口端與汽包連接，汽包與汽輪機連接，汽輪機與冷凝器連接，冷凝器與儲液罐連接，儲液罐與循環(huán)泵連接。所述增壓風機與連接在冶金爐上方的外排管道一并連接除塵器。其進一步特征在于采用R152a為循環(huán)有機工質。本余熱發(fā)電裝置替代水列管余熱鍋爐等設備組合，既簡化了系統(tǒng)配置，又最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能。
文檔編號F01D15/10GK202747823SQ20122049176
公開日2013年2月20日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權日2012年9月18日
發(fā)明者王正新 申請人:王正新