專利名稱：冶金爐煙氣有機(jī)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(shí)用新型涉及一種余熱發(fā)電裝置，特別涉及冶金爐煙氣有機(jī)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(yùn)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(yùn)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(jì)得足夠大，確保高溫?zé)煔庖材苡行Ю鋮s。但實(shí)際蒸汽產(chǎn)量卻遠(yuǎn)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(jì)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(shí)用新型提供了冶金爐煙氣有機(jī)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(jī)，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(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是冶金爐煙氣有機(jī)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、余熱交換室、增壓風(fēng)機(jī)、除塵器、主風(fēng)機(jī)、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(fēng)機(jī)、除塵器、主風(fēng)機(jī)、排氣筒，所述蓄熱均溫器包括煙氣進(jìn)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(jìn)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，所述余熱交換室內(nèi)安裝有分離套管式熱管換熱器，分離套管式熱管換熱器的冷水進(jìn)口與換熱器給水泵連接，分離套管式熱管換熱器的熱水出口接蓄熱式蒸發(fā)器的熱水進(jìn)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(jìn)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(jī)的上部法蘭接口連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)的下部接口通過管道與臥式管殼式冷凝器的進(jìn)氣口連接，臥式管殼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(jìn)口端連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)與三相發(fā)電機(jī)連接，臥式管殼式冷凝器的一個端部法蘭接口與循環(huán)水泵連接，臥式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(gòu)成另一個回路。所述增壓風(fēng)機(jī)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(jī)，主風(fēng)機(jī)與排氣筒連接。[0007]其進(jìn)一步特征在于采用異丁烷為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。本實(shí)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(jī)，同時可降低煙氣的排放溫度，改善除塵能力，達(dá)到節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)的目的。本實(shí)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(yùn)行費(fèi)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(jī)，降低了系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)行費(fèi)用；排放濃度低，可以確保排放粉塵濃度10mg/Nm3。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于；I.可以緩解煙氣溫度的驟升驟降；2.解決熱脹冷縮問題；3.換熱器不積灰，不堵塞；4.延長設(shè)備的使用壽命；5.提高余熱發(fā)電裝置效率；6.減少余熱發(fā)電裝置投資；7.可以減少混入冷風(fēng)量，節(jié)約除塵能耗。

圖I是本實(shí)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(jìn)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.余熱交換室，12.分離套管式熱管換熱器，13.增壓風(fēng)機(jī)，14.除塵器，15.風(fēng)機(jī)，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(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)，21.三相發(fā)電機(jī)，22.工質(zhì)循環(huán)泵，23.循環(huán)水泵，24.臥式管殼式冷凝器，25.冷卻塔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。本實(shí)用新型中冶金爐煙氣有機(jī)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、余熱交換室11、增壓風(fēng)機(jī)13、除塵器14、主風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)13、除塵器14、主風(fēng)機(jī)15、排氣筒16,所述蓄熱均溫器5包括煙氣進(jìn)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(jìn)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，所述余熱交換室11內(nèi)安裝有分離套管式熱管換熱器12，分離套管式熱管換熱器12的冷水進(jìn)口與換熱器給水泵17連接，分離套管式熱管換熱器12的熱水出口接蓄熱式蒸發(fā)器19的熱水進(jìn)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(jìn)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(jī)20的上部法蘭接口連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)20的下部接口通過管道與臥式管殼式冷凝器24的進(jìn)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(jìn)口端連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)20與三相發(fā)電機(jī)21連接，臥式管殼式冷凝器24的一個端部法蘭接口與循環(huán)水泵23連接，臥式管殼式冷凝器24的另一個端部接冷卻塔25，冷卻塔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(jī)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(jī)15，主風(fēng)機(jī)15與排氣筒16連接。所述低沸點(diǎn)工質(zhì)為異丁烷，進(jìn)入低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)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(shí)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?xì)怏w后進(jìn)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?xì)怏w，經(jīng)過燃燒沉降室3的煙氣進(jìn)入蓄熱均溫器5，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(jìn)入余熱交換室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(jī)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(jìn)入除塵器14，經(jīng)除塵后粉塵濃度10mg/Nm3,由主風(fēng)機(jī)15壓入排氣簡16排入大氣。同時，循環(huán)水通過換熱器給水泵17驅(qū)動，進(jìn)入安裝于余熱交換室11內(nèi)的分離套管式熱管換熱器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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)
20內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機(jī)21發(fā)電。從低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)20排出的工質(zhì)蒸汽由臥式管殼式冷凝器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)。從臥式管殼式冷凝器24出來的循環(huán)水，通過冷卻塔25冷卻，經(jīng)水泵23送入臥式管殼式冷凝器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(diǎn)是采用低沸點(diǎn)工質(zhì)有機(jī)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(shí)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.冶金爐煙氣有機(jī)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、余熱交換室、增壓風(fēng)機(jī)、除塵器、主風(fēng)機(jī)、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(fēng)機(jī)、除塵器、主風(fēng)機(jī)、排氣筒，所述蓄熱均溫器包括煙氣進(jìn)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(jìn)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，所述余熱交換室內(nèi)安裝有分離套管式熱管換熱器，分離套管式熱管換熱器的冷水進(jìn)口與換熱器給水泵連接，分離套管式熱管換熱器的熱水出口接蓄熱式蒸發(fā)器的熱水進(jìn)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(jìn)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(jī)的上部法蘭接口連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)的下部接口通過管道與臥式管殼式冷凝器的進(jìn)氣口連接，臣卜式管殼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(jìn)口端連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)與三相發(fā)電機(jī)連接，臥式管殼式冷凝器的一個端部法蘭接口與循環(huán)水泵連接，臥式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(gòu)成另一個回路，所述增壓風(fēng)機(jī)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(jī)，主風(fēng)機(jī)與排氣筒連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冶金爐煙氣有機(jī)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(jī)工質(zhì)。
專利摘要冶金爐煙氣有機(jī)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、余熱交換室、增壓風(fēng)機(jī)、除塵器、主風(fēng)機(jī)、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(fēng)機(jī)、除塵器、主風(fēng)機(jī)、排氣筒，所述余熱交換室內(nèi)裝有熱管換熱器，熱管換熱器冷水進(jìn)口與給水泵連接，熱水出口接蒸發(fā)器，蒸發(fā)器工質(zhì)進(jìn)口端與工質(zhì)循環(huán)泵連接，出口端與汽輪機(jī)連接，汽輪機(jī)一端連接冷凝器，另一端連接發(fā)電機(jī)。所述增壓風(fēng)機(jī)與連接在冶金爐上方的外排管道一并連接除塵器。其進(jìn)一步特征在于采用異丁烷為循環(huán)有機(jī)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，又最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能。
文檔編號F27D17/00GK202747821SQ20122049173
公開日2013年2月20日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者王正新 申請人:王正新