电炉烟气余热发电节能除尘方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电炉烟气余热发电节能除尘方法，具体地说是能最大限度地回收 烟气中的热能转化为高品位电能，又能改善除尘能力，属于电炉除尘技术领域。
【背景技术】
[0002] 在现有技术中电炉烟气的净化装置为电炉烟气发生设备、余热利用设施、塑烧板 除尘器通过管路依次连接。
[0003] 目前通常采用的余热利用设施：水列管余热锅炉、蓄热式余热锅炉来回收电炉烟 气的余热，产生饱和蒸汽等。由于电炉烟气温度剧烈波动，含尘量大，普通水列管余热锅炉 很难运用于电炉烟气的余热回收。目前，蓄热式余热锅炉已经成功运用到电炉烟气余热回 收中，但由于换热管的固有缺陷（造价高、不抗冻、不耐高温、使用年限短），使得蓄热式余 热锅炉在钢铁行业的普及还面临很多问题。
[0004] 同时，由于电炉烟气温度波动剧烈，波幅大，余热系统就必须设计得足够大，确保 高温烟气也能有效冷却。但实际蒸汽产量却远低于余热系统的最大蒸发量，出现大马拉小 车的局面。这就相对减少了余热系统的经济价值，增加了余热系统的投资。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明提供了电炉烟气余热发电节能除尘方法，通过该方法不仅 能高效地冷却高温烟气，还能最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，拖动除尘 风机，同时可降低烟气的排放温度，改善除尘能力，并且不影响电炉生产的稳定和连续。
[0006] 本发明所采用的技术方案如下：
[0007] 电炉烟气余热发电节能除尘方法，其特征在于：本发明电炉内排烟气由第四孔排 出，经水冷滑套混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室，燃烧沉降室的作用是：降 低烟气流速，使烟气中携带的大颗粒粉尘沉降，并适当混入冷风，最终燃烬一氧化碳气体， 经过燃烧沉降室的烟气进入蓄热均温器，所述蓄热均温器包括烟气进口、碳铁复合材料蓄 热体、声波清灰装置、烟气出口和灰斗，所述碳铁复合材料蓄热体设置于烟气进口和烟气出 口之间，所述声波清灰装置分段布置于碳铁复合材料蓄热体之间，通过蓄热均温器中碳铁 复合材料蓄热体对高温烟气的蓄热均温作用后，烟气进入均流蓄热室中，高温烟气放出热 量，温度降至KKTC左右，经降温的烟气由增压风机出来与连接在电炉上方的外排管道出来 的烟气混合一并进入塑烧板除尘器，经除尘后粉尘浓度3mg/Nm 3,由主风机压入排气筒排入 大气，同时，循环水通过换热器给水泵驱动，进入安装于均流蓄热室内的热管式换热器中吸 收烟气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物的温度180°C，汽水混合物在自然循环力推动 下进入高压级蒸发器中放出热量，温度降至ll〇°C，然后进入中压级蒸发器中放出热量，水 温降至80°C，再进入低压级蒸发器中放出热量，水温降至50°C，变成低温水，低温水流入循 环水池，开始新一轮循环，同时，经过冷凝的有机工质液体，经过低压级工质加压泵的驱动， 先在低压级蒸发器中吸收余热载体的热量，变成低压级工质蒸汽，一路经管道进入带补汽 口有机透平的低压补汽口，另一路经中压级工质加压泵加压后，进入中压级蒸发器中吸收 余热载体的热量，变成中压级工质蒸汽，一路经管道进入带补汽口有机透平的中压补汽口， 另一路经高压级工质加压泵加压后，进入高压级蒸发器中吸收余热载体的热量，变成高压 级工质蒸汽，经管道进入带补汽口有机透平的高压进汽缸，工质蒸汽在带补汽口有机透平 内膨胀做功，并带动三相发电机发电，系统发出的电能为三相交流电，额定电压为380V，可 经过调压后并入厂内电网，或直接送给用电设备使用，从带补汽口有机透平排出的工质蒸 汽由管壳式冷凝器冷凝为饱和液体，进入储液罐，储液罐可确保低压级工质加压泵连续加 压，再由低压级工质加压泵将工质液体加压后送入低压级蒸发器中，开始新一轮循环，从管 壳式冷凝器出来的循环水，通过溴化锂吸收式制冷机冷却，冷却水的温度降至10~15°C， 满足工质蒸汽冷凝为饱和液体对冷却水的要求，经循环水泵送入管壳式冷凝器中，开始新 一轮循环。
[0008] 其进一步特征在于：采用R717为循环有机工质。
[0009] 本发明的有益效果是：由于蓄热均温器可对烟气温度削峰填谷，降低烟气的最高 温度、减小烟气温度的波动幅度，缓解烟气温度的骤升骤降，因而可减少余热发电装置的投 资，提高余热发电装置的稳定性，并可安全地配置各类余热发电设备。
[0010] 本发明与单级单压有机朗肯循环最大的区别在于，本发明在有机工质高、中、低蒸 发器里采用多级蒸发的措施，利用热水的低温段（进口 80°C，出口 50°C )加热工质产生低 压工质蒸汽，进入有机透平的低压补汽口膨胀做功，利用热水的中温段（进口 ll〇°C，出口 80°C )加热工质产生中压工质蒸汽，进入有机透平的中压补汽口膨胀做功，利用饱和水蒸 汽的高温段（进口 180°C，出口 IKTC )加热工质产生高压工质蒸汽，进入有机透平的高压 缸膨胀做功，实现余热流对有机工质的梯级分压加热，这样就在各级受热面中减少了余热 流与工质间的传热温差的不均衡性，降低了由于温差传热不可逆损失带来的熵增，其热效 率可比单级蒸发有机朗肯循环提高25~30%，降低了烟气的排放温度，由于烟气的排放温 度可以维持在l〇〇°C，塑烧板除尘器中的滤料可选用价格低的滤料，降低了投资及运行费 用，排放浓度低，可以确保排放粉尘浓度在3mg/Nm 3。
[0011] 本发明与已有技术相比具有以下优点：
[0012] 1.蓄热均温器可对烟气温度削峰填谷，降低烟气的最高温度、减小烟气温度的波 动幅度，缓解烟气温度的骤升骤降，解决热胀冷缩问题；
[0013] 2.采用多级蒸发有机朗肯循环余热发电来回收电炉烟气的余热，其热效率可比单 级蒸发有机朗肯循环提高25~30% ;
[0014] 3.通过溴化锂吸收式制冷机冷却，冷却水的温度降至10~15°C，满足工质蒸汽冷 凝为饱和液体对冷却水的要求；
[0015] 4.工质储液罐，可确保工质循环泵连续加压；
[0016] 5.热管换热器不积灰，不堵塞，延长设备的使用寿命；
[0017] 6.提高余热发电装置效率；
[0018] 7.减少余热发电装置投资；
[0019] 8.运行能耗低，净化效果好。
【附图说明】
[0020] 图1是实现本发明的工艺流程图。
[0021] 图中：1.电炉，2.水冷滑套，3.燃烧沉降室，4.外排管道，5.蓄热均温器，6.烟气 进口，7.碳铁复合材料蓄热体，8.灰斗，9.声波清灰装置，10.烟气出口，11.均流蓄热室， 12.热管式换热器，13.增压风机，14.塑烧板除尘器，15.主风机，16.排气筒，17.换热器给 水泵，18.循环水池，19.低压级蒸发器，20.中压级蒸发器，21.高压级蒸发器，22.低压级工 质加压泵，23.中压级工质加压泵，24.高压级工质加压泵，25.储液罐，26.带补汽口有机透 平，27.三相发电机，28.循环水泵，29.管壳式冷凝器，30.溴化锂吸收式制冷机。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图对本发明作进一步的描述：
[0023] 如图1所示：本发明电炉烟气余热发电节能