煉銅爐煙氣余熱利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煉銅爐煙氣余熱利用方法，具體地說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，屬于煉銅爐余熱利用及除塵技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 冶金行業(yè)每年消耗大量能源，冶煉過程中產(chǎn)生的高溫煙氣和設(shè)備散熱帶走了大量 能量。由于煉銅爐煙氣溫度很高，進入管道的溫度一般在75(TC左右，粉塵濃度達15g/Nm3， 小于加m的灰占粉塵總量的65%W上，粉塵量大，并且粘而細。并且煙氣溫度劇烈波動，含 塵量大，普通水列管余熱鍋爐很難運用于煉銅爐煙氣的余熱回收。目前，熱管式換熱器已 經(jīng)成功運用到煉銅爐的煙氣余熱回收中，但由于熱管的固有缺陷（造價高、不抗凍、不耐高 溫、使用年限短），使得熱管余熱回收裝置在鋼鐵行業(yè)的普及還面臨很多問題。
[0003] 由于煙氣中含有大量的粉塵，粘而細的粉塵在換熱元件上出現(xiàn)積灰、堵塞現(xiàn)象，不 僅影響換熱效率，造成余熱鍋爐產(chǎn)汽量不足，更為嚴重的是由于余熱鍋爐堵灰，系統(tǒng)運行不 穩(wěn)定，造成冶煉生產(chǎn)無法正常進行，被迫停產(chǎn)檢修。
[0004] 同時，由于煉銅爐煙氣溫度波動劇烈，波幅大，余熱回收裝置就必須設(shè)計得足夠 大，確保高溫煙氣也能有效冷卻。但實際蒸汽產(chǎn)量卻遠低于余熱回收裝置的最大蒸發(fā)量，出 現(xiàn)大馬拉小車的局面。送就相對減少了余熱回收裝置的經(jīng)濟價值，增加了余熱回收裝置的 投資。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述問題，本發(fā)明提供了煉銅爐煙氣余熱利用方法，通過該方法不僅能最大 限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，拖動除塵風機，同時可降低煙氣的排放溫度， 改善除塵能力，得到很好的除塵效果，粉塵排放濃度3mg/Nm3,并且不影響煉銅爐生產(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] 煉銅爐煙氣余熱利用方法，其特征在于：本發(fā)明煉銅爐煙氣由爐內(nèi)排出，經(jīng)水冷煙 道混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室；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，并適當混入冷風，最終燃貶一氧化碳氣體，由燃燒沉降室 出來的煙氣進入蓄熱均溫器，所述蓄熱均溫器包括碳娃復合材料蓄熱體、激波清灰裝置和 灰斗，所述激波清灰裝置分段布置于碳娃復合材料蓄熱體之間，通過蓄熱均溫器中碳娃復 合材料蓄熱體對高溫煙氣的蓄熱均溫作用后，煙氣進入旋風除塵器，進行預除塵，然后進入 高溫熱管蒸發(fā)器，蒸汽汽包中的水在高溫熱管蒸發(fā)器中吸收高溫煙氣余熱后產(chǎn)生蒸汽進入 蒸汽汽包，蒸汽汽包中的蒸汽通過管道進入蒸汽蓄熱器，經(jīng)調(diào)節(jié)后外供穩(wěn)定、連續(xù)、參數(shù)符 合用戶要求的蒸汽用于發(fā)電，高溫煙氣經(jīng)高溫熱管蒸發(fā)器換熱后，變?yōu)橹械蜏責煔?，進入余 熱交換室中，煙氣放出熱量，溫度降至8(TC，進入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/ Nm3,由主風機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環(huán)水通過換熱器給水泉驅(qū)動，進入安裝于余熱 交換室內(nèi)的翅片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155°C，汽水混合物在自然循環(huán)力推動下進入高壓級蒸發(fā)器中放出熱量，溫度降至125°C，然后進 入低壓級蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至src，變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池，開始新一 輪循環(huán)，同時，經(jīng)過冷凝的有機工質(zhì)液體，經(jīng)過低壓級工質(zhì)加壓泉的驅(qū)動，先在低壓級蒸發(fā) 器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的低 壓補汽口，另一路經(jīng)高壓級工質(zhì)加壓泉加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量， 變成高壓級工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的高壓進汽缸，工質(zhì)蒸汽在帶補汽口 有機透平內(nèi)膨脹做功，并帶動Η相發(fā)電機發(fā)電，系統(tǒng)發(fā)出的電能為Η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，從帶補汽口有機透平排 出的工質(zhì)蒸汽由管殼式冷凝器冷凝為飽和液體，進入儲液罐，儲液罐可確保低壓級工質(zhì)加 壓泉連續(xù)加壓，再由低壓級工質(zhì)加壓泉將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級蒸發(fā)器中，開始新一 輪循環(huán)，從管殼式冷凝器出來的循環(huán)水，通過漠化裡吸收式制冷機冷卻，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，經(jīng)循環(huán)水泉送入管殼式冷凝器 中，開始新一輪循環(huán)。
[0008] 其進一步特征在于；采用R134a為循環(huán)有機工質(zhì)。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：由于煉銅爐煙氣溫度波動劇烈，煙氣溫度峰值高，當煙氣經(jīng) 過本發(fā)明的蓄熱均溫器處理后，煙氣溫度波動幅度可W大為減少，同時也降低了煙氣溫度 的峰值。經(jīng)過蓄熱均溫器的煙氣進高溫熱管蒸發(fā)器，由于煙氣溫度峰值降低，可W使高溫熱 管蒸發(fā)器投資減少；煙氣溫度波動幅度減少，則有利于提高高溫熱管蒸發(fā)器的穩(wěn)定性，延長 使用壽命。當煙氣經(jīng)過本發(fā)明的高溫熱管蒸發(fā)器換熱后，煙氣溫度波動幅度可W大為減少， 同時也降低了煙氣溫度的峰值，煙氣由高溫變?yōu)橹械蜏責煔猓M入余熱交換室，經(jīng)過翅片式 換熱器換熱，再通過二級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收煉銅爐中低溫煙氣的余熱，實 現(xiàn)煉銅爐煙氣余熱梯級利用。
[0010] 本發(fā)明與單級單壓有機朗肯循環(huán)最大的區(qū)別在于，本發(fā)明在有機工質(zhì)高、低蒸發(fā) 器里采用二級蒸發(fā)的措施，利用熱水的低溫段（進口125°C，出口src)加熱工質(zhì)產(chǎn)生低壓 工質(zhì)蒸汽，進入有機透平的低壓補汽口膨脹做功；利用飽和水蒸汽的高溫段（進口155°C， 出口125°C)加熱工質(zhì)產(chǎn)生高壓工質(zhì)蒸汽，進入有機透平的高壓缸膨脹做功；實現(xiàn)余熱流對 有機工質(zhì)的梯級分壓加熱，送樣就在各級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的賭增，其熱效率可比單級蒸發(fā)有機朗肯循 環(huán)提高15~20%，降低了煙氣的排放溫度，減少了熱污染，達到好的環(huán)保要求。
[0011] 本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有W下優(yōu)點：
[0012] 1.采用高溫熱管蒸發(fā)器來回收煉銅爐高溫煙氣的余熱、二級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)余 熱發(fā)電來回收煉銅爐中低溫煙氣的余熱，實現(xiàn)煉銅爐煙氣余熱梯級利用；
[0013] 2.通過漠化裡吸收式制冷機冷卻，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；
[0014] 3.蓄熱均溫器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，解決熱脹冷縮問題；
[0015] 4.采用旋風除塵器，進行預除塵，解決高溫熱管蒸發(fā)器結(jié)灰堵塞的難題，延長設(shè)備 的使用壽命；
[0016] 5.延長設(shè)備的使用壽命；
[0017] 6.提高余熱發(fā)電裝置效率；
[001引 7.減少余熱發(fā)電裝置投資。
【附圖說明】
[0019] 圖1是實現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[0020] 圖中；1.煉銅爐，2.水冷煙道，3.燃燒沉降室，4.蓄熱均溫器，5.碳娃復合材料蓄 熱體，6.激波清灰裝置，7.灰斗，8.高溫熱管蒸發(fā)器，9.蒸汽汽包，10.蒸汽蓄熱器，11.余 熱交換室，12.翅片式換熱器，13.塑燒板除塵器，14.主風機，15.排氣筒，16.換熱器給水 泉，17.循環(huán)水池，18.低壓級蒸發(fā)器，19.高壓級蒸發(fā)器，20.低壓級工質(zhì)加壓泉，21.高壓級 工質(zhì)加壓泉，22.儲液罐，23.帶補汽口有機透平，24.Η相發(fā)電機，25.循環(huán)水泉，26.管殼式 冷凝器，27.漠化裡吸收式制冷機，28.旋風除塵器