電爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，具體地說(shuō)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，屬于電爐除塵技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有技術(shù)中電爐煙氣的凈化裝置為電爐煙氣發(fā)生設(shè)備、余熱利用設(shè)施、塑燒板 除塵器通過(guò)管路依次連接。
[0003] 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(lái)回收電爐煙 氣的余熱，產(chǎn)生飽和蒸汽等。由于電爐煙氣溫度劇烈波動(dòng)，含塵量大，普通水列管余熱鍋爐 很難運(yùn)用于電爐煙氣的余熱回收。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(jià)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(wèn)題。
[0004] 同時(shí)，由于電爐煙氣溫度波動(dòng)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(chē)的局面。這就相對(duì)減少了余熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，增加了余熱系統(tǒng)的投資。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了電爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，通過(guò)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(dòng)除塵 風(fēng)機(jī)，同時(shí)可降低煙氣的排放溫度，改善除塵能力，并且不影響電爐生產(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] 電爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，其特征在于：本發(fā)明電爐內(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?xì)怏w后進(jìn)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(dāng)混入冷風(fēng)，最終燃燼一氧化碳?xì)怏w， 經(jīng)過(guò)燃燒沉降室的煙氣進(jìn)入蓄熱均溫器，所述蓄熱均溫器包括煙氣進(jìn)口、碳鐵復(fù)合材料蓄 熱體、聲波清灰裝置、煙氣出口和灰斗，所述碳鐵復(fù)合材料蓄熱體設(shè)置于煙氣進(jìn)口和煙氣出 口之間，所述聲波清灰裝置分段布置于碳鐵復(fù)合材料蓄熱體之間，通過(guò)蓄熱均溫器中碳鐵 復(fù)合材料蓄熱體對(duì)高溫?zé)煔獾男顭峋鶞刈饔煤螅瑹煔膺M(jìn)入均流蓄熱室中，高溫?zé)煔夥懦鰺?量，溫度降至KKTC左右，經(jīng)降溫的煙氣由增壓風(fēng)機(jī)出來(lái)與連接在電爐上方的外排管道出來(lái) 的煙氣混合一并進(jìn)入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm 3,由主風(fēng)機(jī)壓入排氣筒排入 大氣，同時(shí)，循環(huán)水通過(guò)換熱器給水泵驅(qū)動(dòng)，進(jìn)入安裝于均流蓄熱室內(nèi)的熱管式換熱器中吸 收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物的溫度180°C，汽水混合物在自然循環(huán)力推動(dòng) 下進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量，溫度降至ll〇°C，然后進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量，水 溫降至80°C，再進(jìn)入低壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至50°C，變成低溫水，低溫水流入循 環(huán)水池，開(kāi)始新一輪循環(huán)，同時(shí)，經(jīng)過(guò)冷凝的有機(jī)工質(zhì)液體，經(jīng)過(guò)低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵的驅(qū)動(dòng)， 先在低壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽 口有機(jī)透平的低壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)中壓級(jí)工質(zhì)加壓泵加壓后，進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收 余熱載體的熱量，變成中壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的中壓補(bǔ)汽口， 另一路經(jīng)高壓級(jí)工質(zhì)加壓泵加壓后，進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成高壓 級(jí)工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的高壓進(jìn)汽缸，工質(zhì)蒸汽在帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平 內(nèi)膨脹做功，并帶動(dòng)三相發(fā)電機(jī)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(guò)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(bǔ)汽口有機(jī)透平排出的工質(zhì)蒸 汽由管殼式冷凝器冷凝為飽和液體，進(jìn)入儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐可確保低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵連續(xù)加 壓，再由低壓級(jí)工質(zhì)加壓泵將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級(jí)蒸發(fā)器中，開(kāi)始新一輪循環(huán)，從管 殼式冷凝器出來(lái)的循環(huán)水，通過(guò)溴化鋰吸收式制冷機(jī)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(duì)冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水泵送入管殼式冷凝器中，開(kāi)始新 一輪循環(huán)。
[0008] 其進(jìn)一步特征在于：采用R717為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：由于蓄熱均溫器可對(duì)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(dòng)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(lèi)余熱發(fā)電設(shè)備。
[0010] 本發(fā)明與單級(jí)單壓有機(jī)朗肯循環(huán)最大的區(qū)別在于，本發(fā)明在有機(jī)工質(zhì)高、中、低蒸 發(fā)器里采用多級(jí)蒸發(fā)的措施，利用熱水的低溫段（進(jìn)口 80°C，出口 50°C )加熱工質(zhì)產(chǎn)生低 壓工質(zhì)蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的低壓補(bǔ)汽口膨脹做功，利用熱水的中溫段（進(jìn)口 ll〇°C，出口 80°C )加熱工質(zhì)產(chǎn)生中壓工質(zhì)蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的中壓補(bǔ)汽口膨脹做功，利用飽和水蒸 汽的高溫段（進(jìn)口 180°C，出口 IKTC )加熱工質(zhì)產(chǎn)生高壓工質(zhì)蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的高壓 缸膨脹做功，實(shí)現(xiàn)余熱流對(duì)有機(jī)工質(zhì)的梯級(jí)分壓加熱，這樣就在各級(jí)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(lái)的熵增，其熱效 率可比單級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)提高25~30%，降低了煙氣的排放溫度，由于煙氣的排放溫 度可以維持在l〇〇°C，塑燒板除塵器中的濾料可選用價(jià)格低的濾料，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在3mg/Nm 3。
[0011] 本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0012] 1.蓄熱均溫器可對(duì)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(dòng)幅度，緩解煙氣溫度的驟升驟降，解決熱脹冷縮問(wèn)題；
[0013] 2.采用多級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來(lái)回收電爐煙氣的余熱，其熱效率可比單 級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)提高25~30% ;
[0014] 3.通過(guò)溴化鋰吸收式制冷機(jī)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(duì)冷卻水的要求；
[0015] 4.工質(zhì)儲(chǔ)液罐，可確保工質(zhì)循環(huán)泵連續(xù)加壓；
[0016] 5.熱管換熱器不積灰，不堵塞，延長(zhǎng)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(yùn)行能耗低，凈化效果好。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[0021] 圖中：1.電爐，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.碳鐵復(fù)合材料蓄熱體，8.灰斗，9.聲波清灰裝置，10.煙氣出口，11.均流蓄熱室， 12.熱管式換熱器，13.增壓風(fēng)機(jī)，14.塑燒板除塵器，15.主風(fēng)機(jī)，16.排氣筒，17.換熱器給 水泵，18.循環(huán)水池，19.低壓級(jí)蒸發(fā)器，20.中壓級(jí)蒸發(fā)器，21.高壓級(jí)蒸發(fā)器，22.低壓級(jí)工 質(zhì)加壓泵，23.中壓級(jí)工質(zhì)加壓泵，24.高壓級(jí)工質(zhì)加壓泵，25.儲(chǔ)液罐，26.帶補(bǔ)汽口有機(jī)透 平，27.三相發(fā)電機(jī)，28.循環(huán)水泵，29.管殼式冷凝器，30.溴化鋰吸收式制冷機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：
[0023] 如圖1所示：本發(fā)明電爐煙氣余熱發(fā)電節(jié)能