專利名稱：冶金爐高含塵煙氣有機朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種余熱發(fā)電裝置，特別涉及冶金爐高含塵煙氣有機朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設(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)中冶金爐煙氣的凈化裝置為冶金爐煙氣發(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、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。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(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(nèi)容針對上述問題，本實用新型提供了冶金爐高含塵煙氣有機朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設(shè)備，其不僅能高效地冷卻高溫?zé)煔?溫度范圍850°C 80°C )，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)。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是冶金爐高含塵煙氣有機朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設(shè)備，包括燃燒沉降室、蓄熱均溫器、均流蓄熱室、增壓風(fēng)機、除塵器、主風(fēng)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、均流蓄熱室、增壓風(fēng)機、除塵器、主風(fēng)機、排氣筒，所述蓄熱均溫器包括煙氣進口、碳化硅復(fù)合材料蓄熱體、激波清灰裝置、煙氣出口和灰斗，所述碳化硅復(fù)合材料蓄熱體設(shè)置于煙氣進口和煙氣出口之間，所述激波清灰裝置分段布置于蓄熱體之間，所述均流蓄熱室內(nèi)安裝有翅片式熱管換熱器，翅片式熱管換熱器的冷水進口與換熱器給水泵連接，翅片式熱管換熱器的熱水出口接蓄熱式蒸發(fā)器的熱水進口，蓄熱式蒸發(fā)器的冷水出口接循環(huán)水池，循環(huán)水池與換熱器給水泵連接，構(gòu)成一個回路。蓄熱式蒸發(fā)器的工質(zhì)進口端與工質(zhì)循環(huán)泵的高壓出口端連接，蓄熱式蒸發(fā)器的工質(zhì)出口端經(jīng)管道后與汽輪機的上部法蘭接口連接，低沸點工質(zhì)汽輪機的下部接口通過管道與蜂窩狀銅肋板式冷凝器的進氣口連接，蜂窩狀銅肋板式冷凝器的液相出口通過管道與工質(zhì)循環(huán)泵的低壓進口端連接，低沸點工質(zhì)汽輪機與三相發(fā)電機連接，蜂窩狀銅肋板式冷凝器的一個端部法蘭接口與循環(huán)水泵連接，蜂窩狀銅肋板式冷凝器的另一個端部接溴化鋰吸收式制冷機，溴化鋰吸收式制冷機與循環(huán)水泵連接，構(gòu)成另一個回路。所述增壓風(fēng)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(fēng)機，主風(fēng)機與排氣筒連接。其進一步特征在于采用異丁烷為循環(huán)有機工質(zhì)。本實用新型的上述結(jié)構(gòu)中，余熱發(fā)電裝置替代水列管余熱鍋爐、蓄熱式余熱鍋爐等設(shè)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(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，達到節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)的目的。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(shè)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(zhuǎn)化為高品位電能，拖動除塵風(fēng)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。本實用新型的優(yōu)點在于1.可以緩解煙氣溫度的驟升驟降；2.解決熱脹冷縮問題；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；4.換熱器不積灰，不堵塞；5.延長設(shè)備的使用壽命；6.提高余熱發(fā)電裝置效率；7.減少余熱發(fā)電裝置投資；8.可以減少混入冷風(fēng)量，節(jié)約除塵能耗。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。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.碳化硅復(fù)合材料蓄熱體，8.灰斗，9.激波清灰裝置，10.煙氣出口，11.均流蓄熱室，12.翅片式熱管換熱器，13.增壓風(fēng)機，14.除塵器，15.主風(fēng)機，16.排氣筒，17.換熱器給水泵，18.循環(huán)水池，19.蓄熱式蒸發(fā)器，20.低沸點工質(zhì)汽輪機，21.三相發(fā)電機，22.工質(zhì)循環(huán)泵，23.循環(huán)水泵，24.蜂窩狀銅肋板式冷凝器，25.溴化鋰吸收式制冷機。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。本實用新型中冶金爐高含塵煙氣有機朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設(shè)備包括燃燒沉降室3、蓄熱均溫器5、均流蓄熱室11、增壓風(fēng)機13、除塵器14、主風(fēng)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、均流蓄熱室11、增壓風(fēng)機13、除塵器14、主風(fēng)機15、排氣筒16,所述蓄熱均溫器5包括煙氣進口 6、碳化娃復(fù)合材料蓄熱體7、激波清灰裝置9、煙氣出口 10和灰斗8，所述碳化硅復(fù)合材料蓄熱體7設(shè)置于煙氣進口 6和煙氣出口 10之間，所述激波清灰裝置9分段布置于蓄熱體7之間，所述均流蓄熱室11內(nèi)安裝有翅片式熱管換熱器12，翅片式熱管換熱器12的冷水進口與換熱器給水泵17連接，翅片式熱管換熱器12的熱水出口接蓄熱式蒸發(fā)器19的熱水進口，蓄熱式蒸發(fā)器19的冷水出口接循環(huán)水池18，循環(huán)水池18與換熱器給水泵17連接，構(gòu)成一個回路。蓄熱式蒸發(fā)器19的工質(zhì)進口端與工質(zhì)循環(huán)泵22的高壓出口端連接，蓄熱式蒸發(fā)器19的工質(zhì)出口端經(jīng)管道后與汽輪機20的上部法蘭接口連接，低沸點工質(zhì)汽輪機20的下部接口通過管道與蜂窩狀銅肋板式冷凝器24的進氣口連接，臥式管殼式冷凝器24的液相出口通過管道與工質(zhì)循環(huán)泵22的低壓進口端連接，低沸點工質(zhì)汽輪機20與三相發(fā)電機21連接，蜂窩狀銅肋板式冷凝器24的一個端部法蘭接口與循環(huán)水泵23連接，蜂窩狀銅肋板式冷凝器24的另一個端部接溴化鋰吸收式制冷機25，溴化鋰吸收式制冷機25與循環(huán)水泵23連接，構(gòu)成另一個回路。所述增壓風(fēng)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(fēng)機15，主風(fēng)機15與排氣筒16連接。所述低沸點工質(zhì)為異丁烷，進入低沸點工質(zhì)汽輪機的工質(zhì)壓力為2. 55MPa，膨脹做功后的工質(zhì)壓力為O. 15MPa時，系統(tǒng)輸出電功率為2800KW，朗肯循環(huán)效率為20. 5%，系統(tǒng)排出的煙氣溫度為80°C。本實用新型的工作過程100t/h冶金爐I內(nèi)排煙氣流量29 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(fēng)，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(dāng)混入冷風(fēng)，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，所述蓄熱均溫器5包括煙氣進口 6、碳化硅復(fù)合材料蓄熱體7、激波清灰裝置9、煙氣出口 10和灰斗8，所述碳化硅復(fù)合材料蓄熱體7設(shè)置于煙氣進口 6和煙氣出口 10之間，所述激波清灰裝置9分段布置于蓄熱體7之間，通過蓄熱均溫器5中碳化硅復(fù)合材料蓄熱體7對高溫?zé)煔獾男顭峋鶞刈饔煤?，煙氣進入均流蓄熱室11中，高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，溫度降?0°C左右，經(jīng)降溫的煙氣由增壓風(fēng)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(fēng)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(qū)動，進入安裝于均流蓄熱室11內(nèi)的翅片式熱管換熱器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)力推動下進入蓄熱式蒸發(fā)器19內(nèi)，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)。低沸點工質(zhì)通過工質(zhì)泵22驅(qū)動，在蓄熱式蒸發(fā)器19中吸收汽水混合物的熱量，變成飽和蒸汽，通過調(diào)壓閥后，工質(zhì)蒸汽在低沸點工質(zhì)汽輪機20內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機21發(fā)電。從低沸點工質(zhì)汽輪機20排出的工質(zhì)蒸汽由蜂窩狀銅肋板式冷凝器24冷凝為飽和液體，再由工質(zhì)泵22將工質(zhì)液體加壓后送入蓄熱式蒸發(fā)器19中，開始新一輪循環(huán)。從蜂窩狀銅肋板式冷凝器24出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機25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)水泵23送入蜂窩狀銅肋板式冷凝器24中，開始新一輪循環(huán)。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。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(shè)備。該設(shè)備的最大特點是采用低沸點工質(zhì)有機朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收冶金爐煙氣的余熱，通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻從蜂窩狀銅肋板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冷卻水的要求。以100t/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:
權(quán)利要求1.冶金爐高含塵煙氣有機朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設(shè)備，包括燃燒沉降室、蓄熱均溫器、均流蓄熱室、增壓風(fēng)機、除塵器、主風(fēng)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、均流蓄熱室、增壓風(fēng)機、除塵器、主風(fēng)機、排氣筒，所述蓄熱均溫器包括煙氣進口、碳化硅復(fù)合材料蓄熱體、激波清灰裝置、煙氣出口和灰斗，所述碳化硅復(fù)合材料蓄熱體設(shè)置于煙氣進口和煙氣出口之間，所述激波清灰裝置分段布置于蓄熱體之間，所述均流蓄熱室內(nèi)安裝有翅片式熱管換熱器，翅片式熱管換熱器的冷水進口與換熱器給水泵連接，翅片式熱管換熱器的熱水出口接蓄熱式蒸發(fā)器的熱水進口，蓄熱式蒸發(fā)器的冷水出口接循環(huán)水池，循環(huán)水池與換熱器給水泵連接，構(gòu)成一個回路，蓄熱式蒸發(fā)器的工質(zhì)進口端與工質(zhì)循環(huán)泵的高壓出口端連接，蓄熱式蒸發(fā)器的工質(zhì)出口端經(jīng)管道后與低沸點工質(zhì)汽輪機的上部法蘭接口連接，低沸點工質(zhì)汽輪機的下部接口通過管道與蜂窩狀銅肋板式冷凝器的進氣口連接，蜂窩狀銅肋板式冷凝器的液相出口通過管道與工質(zhì)循環(huán)泵的低壓進口端連接，低沸點工質(zhì)汽輪機與三相發(fā)電機連接，蜂窩狀銅肋板式冷凝器的一個端部法蘭接口與循環(huán)水泵連接，蜂窩狀銅肋 板式冷凝器的另一個端部接溴化鋰吸收式制冷機，溴化鋰吸收式制冷機與循環(huán)水泵連接，構(gòu)成另一個回路，所述增壓風(fēng)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(fēng)機，主風(fēng)機與排氣筒連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金爐高含塵煙氣有機朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設(shè)備，其特征在于:采用異丁烷為循環(huán)有機工質(zhì)。
專利摘要冶金爐高含塵煙氣有機朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵專用設(shè)備，包括燃燒沉降室、蓄熱均溫器、均流蓄熱室、增壓風(fēng)機、除塵器、主風(fēng)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、均流蓄熱室、增壓風(fēng)機、除塵器、主風(fēng)機、排氣筒，所述均流蓄熱室內(nèi)裝有熱管換熱器，熱管換熱器冷水進口與給水泵連接，熱水出口接蒸發(fā)器，蒸發(fā)器工質(zhì)進口端與工質(zhì)循環(huán)泵連接，出口端與汽輪機連接，汽輪機一端連接冷凝器，另一端連接發(fā)電機。所述增壓風(fēng)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異丁烷為循環(huán)有機工質(zhì)。本余熱發(fā)電裝置替代水列管余熱鍋爐等設(shè)備組合，既簡化了系統(tǒng)配置，又最大限度回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能。
文檔編號F22B1/18GK202915734SQ20122071044
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者王正新 申請人:無錫市東優(yōu)環(huán)保科技有限公司