專利名稱：電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)，屬于轉(zhuǎn)爐余熱利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
工業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量的余熱。特別是在鋼鐵、有色、化工、水泥、建材、石油與石化、輕工、煤炭等行業(yè)，這些余熱資源約占其燃料消耗總量的17%飛7%，余熱資料的回收率可達 60%。全國現(xiàn)有4(Γ100噸轉(zhuǎn)爐約600多座，余熱發(fā)電回收利用率不足20%，應(yīng)用比例偏低。轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼時，其產(chǎn)生的余熱能夠用來發(fā)電，一般余熱發(fā)電設(shè)備包括鍋爐、汽輪機、 冷凝器和給水泵。工質(zhì)在熱力設(shè)備中不斷進行等壓加熱、絕熱膨脹、等壓放熱和絕熱壓縮四個過程，使熱能不斷轉(zhuǎn)化為機械能，進而帶動發(fā)電機組發(fā)電。在能量轉(zhuǎn)化過程中對熱量會造成大量損失，降低了能量的利用率。余熱處理系統(tǒng)的成本也較高，維護費用大。由于余熱發(fā)電的廢氣中含有很多粉塵，因此排放的廢氣會對環(huán)境造成污染。在我國，高溫廢氣余熱的利用情況較好，如干熄焦余熱回收、燒結(jié)礦顯熱余熱回收、高爐煤氣余壓透平發(fā)電等。中低溫廢氣余熱的回收利用率則較低，純低溫余熱發(fā)電技術(shù)可以充分利用鋼鐵工業(yè)余熱，目前也是國內(nèi)重點發(fā)展的方向。純低溫余熱發(fā)電技術(shù)采用水為工質(zhì)，低于300°C的煙氣的熱量很難回收。傳統(tǒng)余熱發(fā)電系統(tǒng)將熱能轉(zhuǎn)換為電能，然后再將電能轉(zhuǎn)換為動能，在轉(zhuǎn)化過程中會損失能量，降低了熱能的利用率，增加了企業(yè)成本。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)，利用轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的熱煙氣產(chǎn)生蒸汽發(fā)電，同時對熱煙氣進行除塵排放，節(jié)能環(huán)保。按照本實用新型提供的技術(shù)方案，電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)主要包括變流式屋頂煙罩、火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器、排氣筒、電動小車、水冷密排管吸口罩、煙氣導(dǎo)流板排煙罩、燃燒沉降室、翅片管式余熱鍋爐、主電機、排風(fēng)機、背壓式汽輪機和熱交換冷凝器。變流式屋頂煙罩通過多個圍擋形成一個棱錐體，錐體壁板傾角范圍為45飛(TC。所述變流式屋頂煙罩通過低溫鋼管道連接火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器，在火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器的進風(fēng)口設(shè)有混風(fēng)閥。所述低溫鋼管道上設(shè)有電動閥門。所述火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器連接排風(fēng)機，排風(fēng)機連接排氣筒。在排風(fēng)機上通過聯(lián)軸器連接主電機。在變流式屋頂煙罩下方設(shè)置煙氣導(dǎo)流板排煙罩，所述煙氣導(dǎo)流板排煙罩采用金屬框架，內(nèi)襯隔音消聲材料。所述電動小車上吊掛水冷密排管吸口罩。所述水冷密排管吸口罩內(nèi)設(shè)置密集排列的多個水冷管道。[0010]所述水冷密排管吸口罩后端連接燃燒沉降室，燃燒沉降室采用高鋁磚制作成拱形。所述燃燒沉降室通過隔熱保溫?zé)煹肋B接翅片管式余熱鍋爐。所述翅片管式余熱鍋爐通過水蒸氣管道連接背壓式汽輪機，背壓式汽輪機連接熱交換冷凝器。所述熱交換冷凝器通過回水管連接翅片管式余熱鍋爐。所述回 水管上設(shè)有水泵。所述熱交換冷凝器上連接冷卻塔，熱交換冷凝器和冷卻塔之間設(shè)有水循環(huán)泵。所述翅片管式余熱鍋爐通過低溫鋼管道連接火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器，翅片管式余熱鍋爐和火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器之間設(shè)有增壓風(fēng)機。所述背壓式汽輪機通過機電一體化離合器與排風(fēng)機連接。本實用新型與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，合理；利用背壓式汽輪機帶動排風(fēng)機進行除塵，節(jié)約了能量，降低了成本；通過主電機保持背壓式汽輪機穩(wěn)定工作狀態(tài)；余熱的利用率高，低于300°c的煙氣的熱量得到有效利用，排放的廢氣中粉塵大大減少，對環(huán)境的污染?。煌顿Y成本少，使用維護量小；余熱直接轉(zhuǎn)換為動能，降低了能量損失。

圖I為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明1-變流式屋頂煙罩、2-低溫鋼管道、3-混風(fēng)閥、4-火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器、5-排氣筒、6-電動小車、7-水冷密排管吸口罩、8-煙氣導(dǎo)流板排煙罩、9-燃燒沉降室、10-隔熱保溫?zé)煹馈?1-翅片管式余熱鍋爐、12-水蒸汽管道、13-電動閥門、14-增壓風(fēng)機、15-主電機、16-聯(lián)軸器、17-排風(fēng)機、18-機電一體化離合器、19-背壓式汽輪機、20-熱交換冷凝器、21-冷卻塔、22-水循環(huán)泵、23-水泵、24-回水管。
具體實施方式
下面本實用新型將結(jié)合附圖中的實施例作進ー步描述本實用新型主要包括變流式屋頂煙罩I、火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器4、排氣筒5、電動小車6、水冷密排管吸口罩7、煙氣導(dǎo)流板排煙罩8、燃燒沉降室9、翅片管式余熱鍋爐11、主電機15、排風(fēng)機17、背壓式汽輪機19和熱交換冷凝器20。變流式屋頂煙罩I設(shè)置在轉(zhuǎn)爐頂部范圍內(nèi)的廠房屋架上，通過多個圍擋形成ー個棱錐體，錐體壁板傾角以45飛(TC為佳。在變流式屋頂煙罩I內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流增速板，在四個角上裝有活動式平行連桿機構(gòu)調(diào)速板，導(dǎo)流增速板和活動式平行連桿機構(gòu)調(diào)速板用于提高變流式屋頂煙罩I斷面吸捕煙塵的速度。變流式屋頂煙罩I的主要作用是貯留轉(zhuǎn)爐在加料和出鋼等過程中瞬間所產(chǎn)生的大量含塵熱氣流煙塵。所述變流式屋頂煙罩I通過低溫鋼管道2連接火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器4，在火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器4的進風(fēng)ロ設(shè)有混風(fēng)閥3。所述低溫鋼管道2上設(shè)有電動閥門13，低溫鋼管道2表面刷上防腐蝕漆，用于保護管道。所述混風(fēng)閥3根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計和除塵設(shè)備對溫度的要求，直接向高溫?zé)煔饣烊肜滹L(fēng)，以達到煙氣降溫的目的，保護整個除塵系統(tǒng)。所述火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器4專用于AOD爐、電爐、轉(zhuǎn)爐、礦熱爐、回轉(zhuǎn)窯等的高溫?zé)煔獾臎坊?。?dāng)高溫?zé)煔膺M入火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器4后，經(jīng)過柵架板先把帶有殘余火花撲滅并把粗顆粒進行一次沉降到下方的灰斗里去。所述柵架板與風(fēng)道隔箱體板相焊接，在經(jīng)過每個進氣室中對稱式導(dǎo)流板把中等顆粒再二次沉降下來并落入灰斗里。進入的氣體形成二次曲線流向，使各室流速均勻并起緩沖作用。所述對稱式導(dǎo)流板是成波浪曲線形導(dǎo)流隔板，其煙氣通過阻カ小，有效降低煙氣的溫度。浄化后的空氣進入火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器上部的凈氣室內(nèi)，并通過離線閥在到出風(fēng)道室，最后排出火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器。當(dāng)濾袋上的粉塵達到一定厚度，除塵器阻力増加到設(shè)定值時，用PLC控制其中一個室離線閥關(guān)閉再打開脈沖閥，氣包中壓縮空氣經(jīng)噴吹管，噴嘴向濾袋作瞬間的噴射、振動并反吹濾袋，使粉塵層破碎脫落，粉塵離開濾袋，落入灰斗。這樣清灰效果好，不產(chǎn)生逆氣流。整個裝置的箱體板用壓形板和加強筋做成，同時每個室分離隔開，支架用三角斜撐橫向力造成的框架剪刀，使其整體強度増大，特別是抗傾翻強度上符合風(fēng)壓要求。所述火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器4的出風(fēng)ロ通過排煙管道連接排氣筒5，排煙管道上設(shè)有排風(fēng)機17，通過排風(fēng)機17將經(jīng)過除塵的廢氣排入排氣筒5，然后排入大氣。所述排風(fēng)機17通過聯(lián)軸器16連接主電機15。在變流式屋頂煙罩I下方設(shè)置煙氣導(dǎo)流板排煙罩8,煙氣導(dǎo)流板排煙罩8米用金屬框架加內(nèi)襯隔音消聲材料制作，對轉(zhuǎn)爐加料、出鋼和熔煉等產(chǎn)生煙氣進行導(dǎo)向進入變流式屋頂煙罩1，對轉(zhuǎn)爐在冶煉時產(chǎn)生的弧光、噪聲和輻射等進行有效吸收和遮擋。 在轉(zhuǎn)爐的出口上方設(shè)置能夠移動的電動小車6，電動小車6上吊掛水冷密排管吸ロ罩7。所述水冷密排管吸口罩7內(nèi)設(shè)置密集排列的多個水冷管道，其排列形狀為異性管形狀。這種結(jié)構(gòu)使得爐ロ CO燃燒更充分，混入冷風(fēng)增多，傳熱能力大，水路明確，運行穩(wěn)定。所述水冷密排管吸ロ罩7后端連接燃燒沉降室9，燃燒沉降室9采用高鋁磚制作成拱形，在燃燒沉降室9內(nèi)通過全干法燃燒燒除有毒有害氣體ニ噁英。采用全干法產(chǎn)生ニ氧化碳含量比全濕法產(chǎn)生ニ氧化碳含量要減少25%左右，對環(huán)境的污染小。采用全干法得到是干煙塵，對設(shè)備沒有腐蝕作用，延長了設(shè)備的使用壽命。所述燃燒沉降室9通過隔熱保溫?zé)煹?0連接翅片管式余熱鍋爐11。所述翅片管式余熱鍋爐11包括片管式蒸汽發(fā)生器、水預(yù)熱器和蒸汽過熱器，翅片管式蒸汽發(fā)生器采用高頻焊接翅片管作為換熱元件，通過翅片來強化傳熱，整套裝置傳熱效率高，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，熱側(cè)流體流動阻カ小。從燃燒沉降室9出來的熱煙氣進入翅片管式余熱鍋爐11后與水發(fā)生熱交換，從而產(chǎn)生水蒸氣。所述翅片管式余熱鍋爐11通過水蒸氣管道12連接背壓式汽輪機19，背壓式汽輪機19連接熱交換冷凝器20。所述熱交換冷凝器20通過回水管24連接翅片管式余熱鍋爐11。所述回水管24上設(shè)有水泵23。在翅片管式余熱鍋爐11中的水蒸氣通過水蒸氣管道12到達背壓式汽輪機19中，由背壓式汽輪機19轉(zhuǎn)換為電能。做功后的廢氣通過熱交換冷凝器20冷卻為水。所述熱交換冷凝器20上連接冷卻塔21，熱交換冷凝器20和冷卻塔21之間設(shè)有水循環(huán)泵22。從背壓式汽輪機19內(nèi)出來的水汽混合在冷卻塔21內(nèi)與水進行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散發(fā)入大氣。水循環(huán)泵22使得水流出熱交換冷凝器20。然后通過回水管上的水泵23打到翅片管式余熱鍋爐11中再次進行循環(huán)。所述翅片管式余熱鍋爐11通過低溫鋼管道2連接火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器4，翅片管式余熱鍋爐11和火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器4之間設(shè)有增壓風(fēng)機14。增壓風(fēng)機14使得低溫鋼管道2中產(chǎn)生負壓，抽吸翅片管式余熱鍋爐11中的廢氣進入火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器4進行除塵。所述背壓式汽輪機19通過機電一體化離合器18與排風(fēng)機17連接。背壓式汽輪機19在余熱足夠的時候能夠穩(wěn)定工作，帶動排風(fēng)機17工作。當(dāng)余熱不足時，背壓式汽輪機19不能穩(wěn)定工作，此時主電機15自動開啟，帶動排風(fēng)機17和背壓式汽輪機19工作，使得背壓式汽輪機19始終保持穩(wěn)定工作狀態(tài)。同時，利用背壓式汽輪機19帶動排風(fēng)機17工作，節(jié)約了能量。背壓式汽輪機19采用軸流透平，轉(zhuǎn)速能夠達到6500r/min。透平殼體材質(zhì)一般為碳鋼，葉片為合金鋼，軸為高級合金鋼制造。采用加壓潤滑軸承或石墨軸承，透平內(nèi)效率約70%。在轉(zhuǎn)爐吹氧氣、加料，出鋼時，煙氣通過變流式屋頂煙罩1，進入低溫鋼管道2然后再到火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器4，再通過排風(fēng)機17到排氣筒5。在轉(zhuǎn)爐正常冶煉時，首先將電動小車6和水冷密排管吸口罩7開過來，對準爐口，通過增壓風(fēng)機14產(chǎn)生負壓作用，使?fàn)t口高溫?zé)釤焿m將被吸入水冷密排管吸口罩7中。通過隔熱保溫?zé)煹?0，進入翅片管式余熱鍋爐11中，來產(chǎn)生和收集飽和蒸汽。通過增壓風(fēng)機14排到火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器4中，再通過排風(fēng)機17進入排氣筒5。熱煙塵進入翅片管式余熱鍋爐11，通過換熱對流將熱能傳給水，水被加熱后達沸點并汽化，汽化了的水進入背壓式汽輪機19。高速旋轉(zhuǎn)的背壓式汽輪機19通過機電一體化·離合器18來帶動排風(fēng)機17。做功后的乏氣從背壓式汽輪機19出口流出，進入熱交換冷凝器20內(nèi)將其冷卻成液體，再由水循環(huán)泵22壓縮到翅片管式余熱鍋爐11內(nèi)進行蒸發(fā)，第二輪汽化循環(huán)。因轉(zhuǎn)爐冶煉工藝不確定因素高，溫度、流量波動性大、變法范圍大等特點，這樣導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐余熱產(chǎn)生蒸汽量波動性大，當(dāng)背壓式汽輪機19轉(zhuǎn)速小于主電機轉(zhuǎn)速的85%時，機電一體化離合器18將背壓式汽輪機19和排風(fēng)機17分離。同時主電機15通過電廠的電能來啟動，使排風(fēng)機17工作。當(dāng)背壓式汽輪機19轉(zhuǎn)速等于主電機15轉(zhuǎn)速時，機電一體化離合器18將背壓式汽輪機19和排風(fēng)機17相合入。此時主電機15停止工作，背壓式汽輪機19拖動排風(fēng)機17工作。熱煙塵從轉(zhuǎn)爐出來，其溫度為1550°C左右，通過熱對流和熱輻射原理轉(zhuǎn)化高溫飽和蒸汽，用高溫飽和蒸汽帶動背壓式汽輪機，使背壓式汽輪機高速旋轉(zhuǎn)同時直接拖動除塵主風(fēng)機，就不需要用發(fā)電機來發(fā)電給除塵主風(fēng)機供電，也不需要電廠的電能來驅(qū)動電動機，這樣避免了能量轉(zhuǎn)換過程中能量損失。
權(quán)利要求1.一種電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)，包括變流式屋頂煙罩(I)、火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器(4)、排氣筒(5 )、電動小車(6 )、水冷密排管吸口罩(7)、煙氣導(dǎo)流板排煙罩(8)、燃燒沉降室(9)和排風(fēng)機(17)，變流式屋頂煙罩(I)通過低溫鋼管道(2)連接火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器(4)，在變流式屋頂煙罩(I)下端設(shè)置煙氣導(dǎo)流板排煙罩(8);所述火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器(4)連接排風(fēng)機(17)，排風(fēng)機(17)連接排氣筒(5 );所述電動小車(6 )上吊掛水冷密排管吸口罩(7 )，水冷密排管吸口罩(7 )后端連接燃燒沉降室(9)，其特征是還包括翅片管式余熱鍋爐(11)、主電機(15)、背壓式汽輪機(19)和熱交換冷凝器(20)，在排風(fēng)機(17)上通過聯(lián)軸器(16)連接主電機(15);所述背壓式汽輪機(19)通過機電一體化離合器(18)與排風(fēng)機(17)連接；所述燃燒沉降室(9)通過隔熱保溫?zé)煹?10)連接翅片管式余熱鍋爐(11)，翅片管式余熱鍋爐(11)通過水蒸氣管道(12)連接背壓式汽輪機(19)，背壓式汽輪機(19)連接熱交換冷凝器(20);所述熱交換冷凝器(20 )通過回水管(24)連接翅片管式余熱鍋爐(11);所述翅片管式余熱鍋爐(11)通過低溫鋼管道(2 )連接火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器(4 )。
2.如權(quán)利要求I所述的電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)，其特征是所述變流式屋頂煙罩(I)通過多個圍擋形成一個棱錐體，錐體壁板傾角范圍為45 60。。。
3.如權(quán)利要求I所述的電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)，其特征是所述低溫鋼管道(2)上設(shè)有電動閥門(13)。
4.如權(quán)利要求I所述的電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)，其特征是所述煙氣導(dǎo)流板排煙罩(8)采用金屬框架，內(nèi)襯隔音消聲材料。
5.如權(quán)利要求I所述的電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)，其特征是所述水冷密排管吸口罩(7)內(nèi)設(shè)置密集排列的多個水冷管道。
6.如權(quán)利要求I所述的電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)，其特征是所述燃燒沉降室(9)采用高鋁磚制作成拱形。
7.如權(quán)利要求I所述的電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)，其特征是所述熱交換冷凝器(20)上連接冷卻塔(21)，熱交換冷凝器(20)和冷卻塔(21)之間設(shè)有水循環(huán)泵(22)。
8.如權(quán)利要求I所述的電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)，其特征是所述火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器(4)的進風(fēng)口設(shè)有混風(fēng)閥(3)。
9.如權(quán)利要求I所述的電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)，其特征是所述回水管(24)上設(shè)有水泵(23)。
10.如權(quán)利要求I所述的電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)，其特征是所述翅片管式余熱鍋爐(11)和火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器(4)之間設(shè)有增壓風(fēng)機(14)。
專利摘要本實用新型涉及一種電機汽輪機混合拖動轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機余熱利用及除塵系統(tǒng)，屬于轉(zhuǎn)爐余熱利用技術(shù)領(lǐng)域。其包括翅片管式余熱鍋爐、主電機、背壓式汽輪機和熱交換冷凝器，在排風(fēng)機上通過聯(lián)軸器連接主電機。所述背壓式汽輪機通過機電一體化離合器與排風(fēng)機連接。所述燃燒沉降室通過隔熱保溫?zé)煹肋B接翅片管式余熱鍋爐，翅片管式余熱鍋爐通過水蒸氣管道連接背壓式汽輪機，背壓式汽輪機連接熱交換冷凝器。所述熱交換冷凝器通過回水管連接翅片管式余熱鍋爐。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，合理；節(jié)約了能量，降低了成本；工作狀態(tài)穩(wěn)定；余熱的利用率高，對環(huán)境的污染小；投資成本少，使用維護量??；降低了能量損失。
文檔編號F01D15/08GK202757471SQ20122034682
公開日2013年2月27日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者曹春華, 朱曉紅, 張衛(wèi)東, 宋晨, 陸俊杰, 肖亞娟 申請人:無錫三達環(huán)保科技有限公司