煉矽電爐餘熱發電系統的製作方法

2023-06-02 09:30:46 2

專利名稱：煉矽電爐餘熱發電系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於煉矽鐵電爐的餘熱資源利用領域，尤其涉及一種利用大型煉矽電爐的餘熱發電系統。
背景技術：
矽大量用於冶煉成矽鐵合金作鋼鐵工業中合金元素，在很多種金屬冶煉中作還原齊U。矽還是鋁合金中的良好組元，絕大多數鑄造鋁合金都含有矽。矽是電子工業超純矽的原料，超純半導體單晶矽做的電子器件具有體積小、重量輕、可靠性好和壽命長等優點。矽是由石英與含碳物質(焦炭、焦粉等)在電爐內利用電極提供能量進行還原反應生成矽單質。隨著國家宏觀調控，目前在冶金煉矽行業小型電爐工藝已經逐步淘汰，取代的都是25000kVA以上的大型電爐冶煉方法。小型電爐冶煉原理與大型電爐冶鍊金屬矽原理基本相同，均是由進料口進料，在電極糊的作用下生成矽水、CO及材質。CO與進入電爐內的空氣反應燃燒，產生煙氣排放至換熱設備後經過收塵器回收矽微粉(主要成分Si02)，最後清潔煙氣由煙 排向大氣。區別在於小型電爐不可以連續排出炙熱矽水，需要在一定時間內排出矽水後封閉放水口，而大型煉矽電爐可以連續排矽水。小型電爐矽水的不連續性使矽水的顯熱無法利用，而大型電爐可以實現回收矽水顯熱。
發明內容為解決上述中存在的問題與缺陷，本實用新型提供了一種煉矽電爐餘熱發電系統。所述技術方案如下一種煉矽電爐餘熱發電系統，包括電爐(I)、煙氣系統和汽水系統，所述電爐與所述煙氣系統連通；所述煙氣系統包括餘熱鍋爐(4)、收塵器(5)、風機(6)和煙囪(7)，所述餘熱鍋爐
(4)與所述收塵器(5)、風機(6)和煙囪(7)連通；所述汽水系統包括給水泵(8)、鍋爐省煤器(45)、鍋筒(41)、將鍋筒中除氧水變為飽和蒸汽的蒸發器(44)、將鍋筒中飽和蒸汽變為過熱蒸汽的過熱器(43)、涼矽車換熱器
(3)、閃蒸出飽和蒸汽及飽和熱水的閃蒸器(9)、汽輪機(10)和除氧器(14)，所述給水泵(8)通過鍋爐省煤器(45 )分別與所述鍋筒(41)和涼矽車換熱器(3 )連通；所述鍋筒(41)還分別與將鍋筒中除氧水變為飽和蒸汽的蒸發器(44)及將鍋筒中飽和蒸汽變為過熱蒸汽的過熱器(43)連通；所述涼矽車換熱器(3)還與閃蒸出飽和蒸汽及飽和熱水的閃蒸器(9)連通；所述閃蒸出飽和蒸汽及飽和熱水的閃蒸器(9)通過閥門分別與所述汽輪機(10)和除氧器(14)連通。本實用新型提供的技術方案的有益效果是實現了大型煉矽電爐餘熱資源的「梯級利用、高質高用」的目標，該系統通過閃蒸的特點，可以適應餘熱資源的波動性及不穩定行，同時減少了工業矽的冷卻時間，大幅提高了煉矽鐵電爐餘熱資源的利用效率和經濟價值。

圖I是煉矽電爐餘熱發電系統結構的示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，即實現煙氣餘熱資源「階梯利用、高質高用」原則，本實用新型提供了一種煉矽電爐餘熱 發電系統，該系統有限提高了大型煉矽電爐餘熱資源的利用效率和經濟價值。下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述如圖I所示，展示了煉矽電爐餘熱發電系統結構，電爐I、煙氣系統和汽水系統，所述電爐與所述煙氣系統連通；所述煙氣系統包括餘熱鍋爐4、收塵器5、風機6和煙囪7，所述餘熱鍋爐4與所述收塵器5、風機6和煙囪7連通；所述汽水系統包括給水泵8、鍋爐省煤器45、鍋筒41、將鍋筒中除氧水變為飽和蒸汽的蒸發器44、將鍋筒中飽和蒸汽變為過熱蒸汽的過熱器43、涼矽車換熱器3、閃蒸出飽和蒸汽及飽和熱水的閃蒸器9、汽輪機10和除氧器14，所述給水泵通過鍋爐省煤器分別與所述鍋筒和涼矽車換熱器連通；所述鍋筒還分別與將鍋筒中除氧水變為飽和蒸汽的蒸發器及將鍋筒中飽和蒸汽變為過熱蒸汽的過熱器連通；所述涼矽車換熱器還與閃蒸出飽和蒸汽及飽和熱水的閃蒸器連通；所述閃蒸出飽和蒸汽及飽和熱水的閃蒸器通過閥門分別與所述汽輪機和除氧器連通。上述鍋筒、過熱器、蒸發器、鍋爐省煤器設置在所述餘熱鍋爐內。上述餘熱鍋爐內還設置有除灰裝置42。上述電爐聯接設置有矽水包2，該矽水包與所述涼矽車換熱器聯接。電爐產生矽水連續的流入矽水包，矽水包將矽水流入至涼矽車，待矽水冷卻成型後，進行破碎裝袋。電爐內產生的高溫煙氣首先進入餘熱鍋爐換熱，換熱後煙氣進入收塵器回收煙氣中含有的矽微粉，純淨的煙氣經風機送入煙 排向大氣。除氧水經由給水泵送入至鍋爐省煤器，鍋爐省煤器出來的水經過閥門控制分兩部分第一部分進入鍋筒，經由鍋筒進入蒸發器，變成飽和蒸汽回到鍋筒，飽和蒸汽進入過熱器變成過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪機做功；第二部分水送入涼矽車換熱器後變成高溫高壓熱水，高溫高壓熱水進入至閃蒸器，閃蒸出飽和蒸汽和飽和熱水，飽和蒸汽有閥門控制，第一部分進入汽輪機補汽口做功，第二部分進入除氧器，為除氧提供熱源，飽和熱水進入至除氧器。上述汽輪機連接設置有凝汽器12，並通過該凝汽器與凝汽泵13連接。上述餘熱發電系統還包括發電機11，該發電機與所述汽輪機連接。飽和蒸汽進入汽輪機做功後，汽輪機帶動後面的發電機產生電能，做功後的乏汽經由凝汽器換熱成凝結水，凝結水由凝結泵送入至除氧器。在除氧器內有凝結水、部分閃蒸飽和蒸汽、閃蒸飽和熱水、化學補充水，當達到除氧要求後，由給水泵送入鍋爐，完成一個循環。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用於限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.煉矽電爐餘熱發電系統，其特徵在於，所述系統包括電爐(I)、煙氣系統和汽水系統，所述電爐與所述煙氣系統連通； 所述煙氣系統包括餘熱鍋爐(4)、收塵器(5)、風機(6)和煙囪(7)，所述餘熱鍋爐(4)與所述收塵器(5)、風機(6)和煙 (7)連通； 所述汽水系統包括給水泵(8)、鍋爐省煤器(45)、鍋筒(41)、將鍋筒中除氧水變為飽和蒸汽的蒸發器(44)、將鍋筒中飽和蒸汽變為過熱蒸汽的過熱器(43)、涼矽車換熱器(3)、閃蒸出飽和蒸汽及飽和熱水的閃蒸器(9 )、汽輪機(IO )和除氧器(14 )，所述給水泵(8 )通過鍋爐省煤器(45)分別與所述鍋筒(41)和涼矽車換熱器(3)連通； 所述鍋筒(41)還分別與將鍋筒中除氧水變為飽和蒸汽的蒸發器(44)及將鍋筒中飽和蒸汽變為過熱蒸汽的過熱器(43)連通； 所述涼矽車換熱器(3)還與閃蒸出飽和蒸汽及飽和熱水的閃蒸器(9)連通；所述閃蒸出飽和蒸汽及飽和熱水的閃蒸器(9)通過閥門分別與所述汽輪機(10)和除氧器(14)連通。
2.根據權利要求I所述的煉矽電爐餘熱發電系統，其特徵在於，所述鍋筒(41)、過熱器(43)、蒸發器(44)、鍋爐省煤器(45)設置在所述餘熱鍋爐(4)內。
3.根據權利要求I所述的煉矽電爐餘熱發電系統，其特徵在於，所述餘熱鍋爐內還設置有除灰裝置(42)。
4.根據權利要求I所述的煉矽電爐餘熱發電系統，其特徵在於，所述電爐(I)聯接設置有矽水包(2 )，該矽水包(2 )與所述涼矽車換熱器(3 )聯接。
5.根據權利要求I所述的煉矽電爐餘熱發電系統，其特徵在於，所述汽輪機(10)連接設置有凝汽器(12)，並通過該凝汽器(12)與凝汽泵(13)連接。
6.根據權利要求I所述的煉矽電爐餘熱發電系統，其特徵在於，所述系統還包括發電機(11)，該發電機(11)與所述汽輪機(10)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種煉矽電爐餘熱發電系統，包括電爐、煙氣系統和汽水系統，所述電爐與所述煙氣系統連通；所述煙氣系統包括餘熱鍋爐、收塵器、風機和煙囪，所述餘熱鍋爐與所述收塵器、風機和煙囪連通；所述汽水系統包括給水泵、鍋爐省煤器、鍋筒、將鍋筒中除氧水變為飽和蒸汽的蒸發器、將鍋筒中飽和蒸汽變為過熱蒸汽的過熱器、涼矽車換熱器、閃蒸出飽和蒸汽及飽和熱水的閃蒸器、汽輪機和除氧器。本實用新型實現了大型煉矽電爐餘熱資源的「梯級利用、高質高用」的目標，該系統通過閃蒸的特點，可以適應餘熱資源的波動性及不穩定行，同時減少了工業矽的冷卻時間，大幅提高了煉矽鐵電爐餘熱資源的利用效率和經濟價值。
文檔編號F01D15/10GK202770234SQ20122042271
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月23日 優先權日2012年8月23日
發明者杜長澎, 陳立剛, 賈濤, 黃學科, 張恆春, 菅立川, 鄧玲 申請人:北京佰能電氣技術有限公司