冶金爐煙氣有機朗肯循環餘熱發電及除塵專用設備的製作方法

2023-07-10 19:56:11 5

專利名稱：冶金爐煙氣有機朗肯循環餘熱發電及除塵專用設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶金爐煙氣有機朗肯循環餘熱發電及除塵技術領域。
背景技術：
在現有技術中冶金爐煙氣的淨化裝置為冶金爐煙氣發生設備、餘熱利用設施、除 塵器通過管路依次連接。目前通常採用的餘熱利用設施水列管餘熱鍋爐、熱管式餘熱回收裝置來回收冶 金爐煙氣的餘熱，產生飽和蒸汽等。由於冶金爐煙氣溫度劇烈波動，含塵量大，普通水列管 餘熱鍋爐很難運用於冶金爐煙氣的餘熱回收。目前，熱管式餘熱回收裝置已經成功運用 到冶金爐煙氣餘熱回收中，但由於熱管的固有缺陷(造價高、不抗凍、不耐高溫、使用年限 短)，使得熱管餘熱回收裝置在鋼鐵行業的普及還面臨很多問題。同時，由於冶金爐煙氣溫度波動劇烈，波幅大，餘熱系統就必須設計得足夠大，確 保高溫煙氣也能有效冷卻。但實際蒸汽產量卻遠低於餘熱系統的最大蒸發量，出現大馬拉 小車的局面。這就相對減少了餘熱系統的經濟價值，增加了餘熱系統的投資。
發明內容針對上述問題，本實用新型提供了冶金爐煙氣有機朗肯循環餘熱發電及除塵專用 設備，其不僅能高效地冷卻高溫煙氣(溫度範圍1000°c 80°C )，還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，改善除塵能力， 並且不影響冶金爐煉鋼生產的穩定和連續。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是其包括燃燒沉降室、集氣箱、除 塵器、主風機、排氣筒，其特徵在於所述燃燒沉降室通過管道順序連接集氣箱、除塵器、主 風機、排氣筒，所述集氣箱內安裝有蒸發器，蒸發器的進口端與工質循環泵的高壓出口端連 接，蒸發器的出口端經管道後與汽輪機的上部法蘭接口連接，低沸點工質汽輪機的下部接 口通過管道與冷凝器的進氣口連接，冷凝器的液相出口通過管道與工質循環泵的低壓進口 端連接，低沸點工質汽輪機與三相發電機連接，冷凝器的一個端部法蘭接口與水泵連接，冷 凝器的另一個端部接冷卻塔，冷卻塔與水泵連接，構成一個迴路。所述除塵器中設置有超細 纖維濾料製成的覆膜布袋。其進一步特徵在於採用PF5050為循環有機工質。本實用新型的上述結構中，餘熱發電裝置替代水列管餘熱鍋爐、熱管式餘熱回收 裝置等設備組合，既簡化了系統配置，又可以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，改善除塵能力，達到節能環保生產的目 的。本實用新型的有益效果是由於餘熱發電裝置替代水列管餘熱鍋爐、熱管式餘熱 回收裝置等設備組合，所以裝置佔地省，投資及運行費用低；可以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，降低了系統運行能耗；顯熱被充分利用，降低了煙氣的排放溫度，降低了投資及運行費用；排放濃度低，可以確保排放粉塵濃度在10mg/Nm3以 下。由於集氣箱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，提高餘熱發電的穩定性，並可安全地配置餘熱發電裝置。

圖1是本實用新型的結構示意圖圖中1.冶金爐，2.水冷滑套，3.燃燒沉降室，4.集氣箱，5.除塵器，6.風機，7.排 氣筒，8.蒸發器，9.低沸點工質汽輪機，10.三相發電機，11.工質循環泵，12.水泵，13.冷 凝器，14.冷卻塔。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。本實用新型中冶金爐煙氣餘熱發電及除塵專用設備包括燃燒沉降室3、集氣箱4、 除塵器5、主風機6、排氣筒7，所述燃燒沉降室通過管道順序連接集氣箱4、除塵器5、主風機 6、排氣筒7，所述集氣箱4內安裝有蒸發器8，蒸發器8的進口端與工質循環泵11的高壓出 口端連接，蒸發器8的出口端經管道後與低沸點工質汽輪機9的上部法蘭接口連接，低沸點 工質汽輪機9的下部接口通過管道與冷凝器13的進氣口連接，冷凝器13的液相出口通過 管道與工質循環泵11的低壓進口端連接，低沸點工質汽輪機9與三相發電機10連接，冷凝 器13的一個端部法蘭接口與水泵12連接，冷凝器13的另一個端部接冷卻塔14，冷卻塔14 與水泵12連接，構成一個迴路。所述除塵器5中設置有超細纖維濾料製成的覆膜布袋，一般能承受200°C左右的 長期工作溫度，經過最高能承受250°C的高溫。淨化後的粉塵濃度基本在5 10mg/Nm3，且 過濾風速較高，一般在2 3m/min之間。所述低沸點循環有機工質為PF5050，進入低沸點工質汽輪機的工質壓力為 3. 5MPa,膨脹做功後的工質壓力為0. 9MPa時，系統輸出電功率為3000KW，朗肯循環效率為 15%,系統排出的煙氣溫度為80°C。本實用新型的工作過程150t/h煉鋼冶金爐1內排煙氣流量30X 104Nm3/h，溫度 1000°C，含塵濃度30g/Nm3由第四孔排出，經水冷滑套2混入冷風，燃燒一氧化碳氣體後進 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， 並適當混入冷風，最終燃燼一氧化碳氣體，由燃燒沉降室3出來的煙氣進入集氣箱4，經過 熱交換，溫度降至80°C左右，進入除塵器5，經除塵後粉塵濃度小於10mg/Nm3。由主風機6 壓入排氣筒7排入大氣。同時，低沸點工質通過工質泵11驅動，先在安裝於集氣箱內的蒸 發器8中吸收煙氣餘熱載體的熱量，變成飽和蒸汽，通過調壓閥後，工質蒸汽在低沸點工質 汽輪機9內膨脹做功，並帶動三相發電機10發電。從低沸點工質汽輪機9排出的工質蒸汽 由冷凝器13冷凝為飽和液體，再由工質泵11將工質液體加壓後送入蒸發器8中，開始新一 輪循環。系統發出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經過調壓後併入廠內電網，或 直接送給用電設備使用。該設備的最大特點是採用低沸點工質有機朗肯循環餘熱發電來回收冶金爐煙氣 的餘熱。以150t/h煉鋼冶金爐餘熱回收及除塵工藝為例，本實用新型流程與常規餘熱利用
權利要求1.一種冶金爐煙氣有機朗肯循環餘熱發電及除塵專用設備，包括燃燒沉降室、集氣箱、 除塵器、主風機、排氣筒，其特徵在於所述燃燒沉降室通過管道順序連接集氣箱、除塵器、 主風機、排氣筒，所述集氣箱內安裝有蒸發器，蒸發器的進口端與工質循環泵的高壓出口端 連接，蒸發器的出口端經管道後與汽輪機的上部法蘭接口連接，低沸點工質汽輪機的下部 接口通過管道與冷凝器的進氣口連接，冷凝器的液相出口通過管道與工質循環泵的低壓進 口端連接，低沸點工質汽輪機與三相發電機連接，冷凝器的一個端部法蘭接口與水泵連接， 冷凝器的另一個端部接冷卻塔，冷卻塔與水泵連接，構成一個迴路。
2.根據權利要求1所述的冶金爐煙氣有機朗肯循環餘熱發電及除塵專用設備，其特徵 在於所述除塵器中設置有超細纖維濾料製成的覆膜布袋。
3.根據權利要求1所述的冶金爐煙氣有機朗肯循環餘熱發電及除塵專用設備，其特徵 在於採用PF5050為循環有機工質。
專利摘要一種冶金爐煙氣有機朗肯循環餘熱發電及除塵專用設備，包括燃燒沉降室、集氣箱、除塵器、主風機、排氣筒，其特徵在於所述燃燒沉降室通過管道順序連接集氣箱、除塵器、主風機、排氣筒，所述集氣箱內安裝有蒸發器，蒸發器與工質循環泵、低沸點工質汽輪機、三相發電機、冷凝器、水泵、冷卻塔、管道等構成一個迴路。所述除塵器中設置有超細纖維濾料製成的覆膜布袋。其進一步特徵在於採用PF5050為循環有機工質。本冶金爐煙氣餘熱發電裝置替代水列管餘熱鍋爐、熱管式餘熱回收裝置等設備組合，既簡化了系統配置，又可以最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，達到節能環保的目的。
文檔編號F01K11/02GK201844698SQ20102058853
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月2日 優先權日2010年11月2日
發明者顧雲紅 申請人:無錫市曜通環保機械有限公司