鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法
【專利摘要】鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法，其特征在于：鐵合金爐煙氣由爐內排出，經水冷煙道混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進沉降室，進入旋風除塵器，再進入塑燒板除塵器，經除塵后進入均流換熱室中，再由主風機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環(huán)水從換熱器中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物進入蒸發(fā)器內，放出熱量，有機工質液體，吸收汽水混合物的熱量，變成工質蒸汽，在帶補汽口有機透平內膨脹做功，并帶動發(fā)電機發(fā)電，其特征在于：采用R152a為循環(huán)有機工質。本發(fā)明方法可實現(xiàn)鐵合金爐高含塵煙氣余熱梯級利用，將煙氣中的熱能轉化為高品位電能，其熱效率可比單級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)提高29～32％，還能達到好的環(huán)保效果。
【專利說明】
鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法
所屬技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法，具體地說是能最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，又能改善除塵能力，屬于煙氣余熱利用及除塵技術領域。
【背景技術】
[0002]鐵合金爐煙氣溫度很高，經捕集后進入管道的溫度一般在700°C左右，粉塵濃度達15g/Nm3，小于5um的灰占粉塵總量的90%以上，粉塵量大，并且粘而細。目前通常采用先換熱降溫(換熱降溫方式有:機力冷卻器換熱、噴霧冷卻換熱等)后除塵的方法。上述方法存在諸多缺點:
[0003]1、機力冷卻器換熱后除塵:降溫效果差，進口煙氣溫度不宜大于450°C，降溫范圍有限，機冷器管壁容易堵灰，造成燒布袋，系統(tǒng)無法正常運行。
[0004]2、噴霧冷卻換熱后除塵:增加煙氣中水的含量，不僅使布袋板結，還容易造成水與粉塵粘結，造成系統(tǒng)設備堵塞。
[0005]由于以上缺點，工程中采用許多吹灰方法:如激波吹灰、蒸汽吹灰、落丸清灰等，但由于粉塵細而粘，并且粉塵量大，每生產I噸鋼就會產生35kg粉塵，這些清灰方式收效甚微，無法從根本上解決積灰、堵塞問題。

【發(fā)明內容】

[0006]針對上述問題，本發(fā)明提供了鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法，通過該方法不僅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，達到好的環(huán)保效果，并且不影響鐵合金爐生產的穩(wěn)定和連續(xù)，還能得到很好的除塵效果，排放的粉塵濃度3mg/Nm3。
[0007]本發(fā)明所采用的技術方案如下:
[0008]鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法，其特征在于:本發(fā)明鐵合金爐煙氣由爐內排出，經水冷煙道混入冷風，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，最終燃燼一氧化碳氣體，由燃燒沉降室出來的煙氣進入旋風除塵器，進行預除塵，再進入塑燒板除塵器，經除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，然后進入均流換熱室中，煙氣放出熱量，溫度降至80°C，由主風機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環(huán)水通過換熱器給水栗驅動，進入安裝于均流換熱室內的等流速一次表面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185°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，然后進入中壓級蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至95°C，再進入低壓級蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至60°C，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，經過冷凝的有機工質液體，經過低壓級工質加壓栗的驅動，先在低壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級工質蒸汽，一路經管道進入帶補汽口有機透平的低壓補汽口，另一路經中壓級工質加壓栗加壓后，進入中壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成中壓級工質蒸汽，一路經管道進入帶補汽口有機透平的中壓補汽口，另一路經高壓級工質加壓栗加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級工質蒸汽，經管道進入帶補汽口有機透平的高壓進汽缸，工質蒸汽在帶補汽口有機透平內膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機發(fā)電，系統(tǒng)發(fā)出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經過調壓后并入廠內電網，或直接送給用電設備使用，從帶補汽口有機透平排出的工質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加壓栗連續(xù)加壓，再由低壓級工質加壓栗將工質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，滿足工質蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經循環(huán)水栗送入管殼式冷凝器中，開始新一輪循環(huán)。
[0009]其進一步特征在于:采用R152a為循環(huán)有機工質。
[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)明在有機工質高、中、低蒸發(fā)器里采用多級蒸發(fā)的措施，利用熱水的低溫段(進口 95°C，出口 60°C )加熱工質產生低壓工質蒸汽，進入有機透平的低壓補汽口膨脹做功；利用熱水的中溫段(進口 125°C，出口95°C )加熱工質產生中壓工質蒸汽，進入有機透平的中壓補汽口膨脹做功；利用飽和水蒸汽的高溫段(進口 185°C，出口 125°C )加熱工質產生高壓工質蒸汽，進入有機透平的高壓缸膨脹做功；實現(xiàn)余熱流對有機工質的梯級分壓加熱，這樣就在各級受熱面中減少了余熱流與工質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熵增，其熱效率可比單級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)提高29?32%，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]采用先除塵后余熱發(fā)電裝置，即先將高含塵煙氣進入塑燒板除塵器凈化，凈化后的粉塵濃度降至3mg/Nm3成為潔凈煙氣，解決了等流速一次表面換熱器由于灰塵的堵塞而帶來的清灰問題。
[0012]由于本發(fā)明余熱發(fā)電設備放置在塑燒板除塵器后，熱源煙氣含塵量低，因此可以將均流換熱室內的換熱核心單元翅片間距設計很小；而且無須卸灰、清灰、輸灰設施；體積減小，同時維護量減小，也延長了等流速一次表面換熱器的使用壽命，粉塵排放濃度更低。
【附圖說明】
[0013]圖1是實現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[0014]圖中:1.鐵合金爐，2.水冷煙道，3.燃燒沉降室，4.旋風除塵器，5.塑燒板除塵器，6.均流換熱室，7.等流速一次表面換熱器，8.主風機，9.排氣筒，10.換熱器給水栗，
11.循環(huán)水池，12.低壓級蒸發(fā)器，13.中壓級蒸發(fā)器，14.高壓級蒸發(fā)器，15.低壓級工質加壓栗，16.中壓級工質加壓栗，17.高壓級工質加壓栗，18.儲液罐，19.帶補汽口有機透平，20.三相發(fā)電機，21.循環(huán)水栗，22.管殼式冷凝器，23.溴化鋰吸收式制冷機。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述:
[0016]如圖1所示:本發(fā)明鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法步驟如下:
[0017]30000KVA鐵合金爐排煙量28 X 104/Nm3/h，溫度700 °C，含塵濃度35g/Nm3由爐內排出，經水冷煙道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，由燃燒沉降室3出來的煙氣進入旋風除塵器4，進行預除塵，再進入塑燒板除塵器5，經除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，然后進入均流換熱室6中，煙氣放出熱量，溫度降至80°C，由主風機8壓入排氣筒9排入大氣，同時，循環(huán)水通過換熱器給水栗10驅動，進入安裝于均流換熱室6內的等流速一次表面換熱器7中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物的溫度185°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14中放出熱量，溫度降至125°C，然后進入中壓級蒸發(fā)器13中放出熱量，水溫降至95°C，再進入低壓級蒸發(fā)器12中放出熱量，水溫降至60°C，變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池11，開始新一輪循環(huán)，同時，經過冷凝的有機工質液體，經過低壓級工質加壓栗15的驅動，先在低壓級蒸發(fā)器12中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級工質蒸汽，一路經管道進入帶補汽口有機透平19的低壓補汽口，另一路經中壓級工質加壓栗16加壓后，進入中壓級蒸發(fā)器13中吸收余熱載體的熱量，變成中壓級工質蒸汽，一路經管道進入帶補汽口有機透平19的中壓補汽口，另一路經高壓級工質加壓栗17加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器14中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級工質蒸汽，經管道進入帶補汽口有機透平19的高壓進汽缸，工質蒸汽在帶補汽口有機透平19內膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機20發(fā)電，系統(tǒng)發(fā)出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經過調壓后并入廠內電網，或直接送給用電設備使用，從帶補汽口有機透平19排出的工質蒸汽由管殼式冷凝器22冷凝為飽和液體，進入儲液罐18，儲液罐18可確保低壓級工質加壓栗15連續(xù)加壓，再由低壓級工質加壓栗15將工質液體加壓后送入低壓級蒸發(fā)器12中，開始新一輪循環(huán)，從管殼式冷凝器22出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機23冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿足工質蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經循環(huán)水栗21送入管殼式冷凝器22中，開始新一輪循環(huán)。
[0018]所述低沸點工質為R152a，三級蒸發(fā)，低壓級蒸發(fā)壓力為0.351MPa，中壓級蒸發(fā)壓力為0.524MPa，高壓級蒸發(fā)壓力為1.356MPa，膨脹做功后的工質壓力為0.348MPa時，系統(tǒng)輸出電功率為2000KW，朗肯循環(huán)效率為26.58%，系統(tǒng)排出的煙氣溫度為80°C。
[0019]由此可見，本發(fā)明方法可實現(xiàn)鐵合金爐高含塵煙氣余熱利用，最大限度地回收鐵合金爐高含塵煙氣中的熱能轉化為高品位電能，其熱效率可比單級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)提高29?32%，等流速一次表面換熱器無須卸灰、清灰、輸灰設施，延長了設備的使用壽命，同時可降低煙氣的排放溫度，并且不影響鐵合金爐生產的穩(wěn)定和連續(xù)，還能得到好的環(huán)保效果，排放的粉塵濃度3mg/Nm3，裝置投資低、運行能耗低。
【主權項】
1.鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法，其特征在于:本發(fā)明鐵合金爐煙氣由爐內排出，經水冷煙道混入冷風，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，最終燃燼一氧化碳氣體，由燃燒沉降室出來的煙氣進入旋風除塵器，進行預除塵，再進入塑燒板除塵器，經除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，然后進入均流換熱室中，煙氣放出熱量，溫度降至80°C，由主風機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環(huán)水通過換熱器給水栗驅動，進入安裝于均流換熱室內的等流速一次表面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185°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，然后進入中壓級蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至95°C，再進入低壓級蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至60°C，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，經過冷凝的有機工質液體，經過低壓級工質加壓栗的驅動，先在低壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級工質蒸汽，一路經管道進入帶補汽口有機透平的低壓補汽口，另一路經中壓級工質加壓栗加壓后，進入中壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成中壓級工質蒸汽，一路經管道進入帶補汽口有機透平的中壓補汽口，另一路經高壓級工質加壓栗加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級工質蒸汽，經管道進入帶補汽口有機透平的高壓進汽缸，工質蒸汽在帶補汽口有機透平內膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機發(fā)電，系統(tǒng)發(fā)出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經過調壓后并入廠內電網，或直接送給用電設備使用，從帶補汽口有機透平排出的工質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加壓栗連續(xù)加壓，再由低壓級工質加壓栗將工質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，滿足工質蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經循環(huán)水栗送入管殼式冷凝器中，開始新一輪循環(huán)。2.根據(jù)權利要求1所述的鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法，其特征在于:采用R152a為循環(huán)有機工質。
【文檔編號】F27D17/00GK105890378SQ201410856054
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月25日
【發(fā)明人】王正新
【申請人】王正新