专利名称：冶金炉高温烟气余热发电节能除尘专用设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种余热发电装置，特别涉及冶金炉高温烟气余热发电节能除尘专用设备，属于烟气除尘及余热发电技术领域。
背景技术：
在现有技术中冶金炉烟气的净化装置为冶金炉烟气发生设备、余热利用设施、除尘器通过管路依次连接。目前通常采用的余热利用设施水列管余热锅炉、蓄热式热管换热器来回收冶金炉烟气的余热，产生饱和蒸汽等。由于冶金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冶金炉烟气的余热回收。目前，蓄热式热管换热器已经成功运用到冶金炉烟气余热回收中，但由于热管的固有缺陷(造价高、不抗冻、不耐高温、使用年限短)，使得蓄热式热管换热器在钢铁行业的普及还面临很多问题。同时，由于冶金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。
发明内容针对上述问题，本实用新型提供了冶金炉高温烟气余热发电节能除尘专用设备，其不仅能高效地冷却高温烟气(温度范围1000°c 100°C )，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，并且不影响冶金炉炼钢生产的稳定和连续。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是冶金炉高温烟气余热发电节能除尘专用设备，包括燃烧沉降室、蓄热均温器、均流换热室、增压风机、除尘器、主风机、排气筒，其特征在于所述燃烧沉降室顺序连接蓄热均温器、均流换热室、增压风机、除尘器、主风机、排气筒，所述蓄热均温器包括烟气进口、碳钨复合材料蓄热体、振打清灰装置、烟气出口和灰斗，所述碳钨复合材料蓄热体设置于烟气进口和烟气出口之间，所述振打清灰装置分段布置于蓄热体之间，所述均流换热室内安装有薄板压制成型换热器，薄板压制成型换热器的进口端与工质循环泵的高压出口端连接，薄板压制成型换热器的出口端经管道后与低沸点工质汽轮机的上部法兰接口连接，低沸点工质汽轮机的下部接口通过管道与蜂窝状铝肋板式冷凝器的进气口连接，蜂窝状铝肋板式冷凝器的液相出口通过管道与工质循环泵的低压进口端连接，低沸点工质汽轮机与三相发电机连接，蜂窝状铝肋板式冷凝器的一个端部法兰接口与水泵连接，蜂窝状铝肋板式冷凝器的另一个端部接溴化锂吸收式制冷机，溴化锂吸收式制冷机与水泵连接，构成一个回路，所述增压风机与连接在冶金炉上方的外排管道一并连接除尘器，除尘器通过管道连接主风机，主风机与排气筒连接。其进一步特征在于采用R236ea为循环有机工质。本实用新型的上述结构中，余热发电装置替代水列管余热锅炉、热管换热器等设备组合，既简化了系统配置，又可以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，达到节能环保生产的目的。本实用新型的有益效果是由于余热发电装置替代水列管余热锅炉、热管换热器等设备组合，所以装置占地省，投资及运行费用低；可以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，降低了系统运行能耗；显热被充分利用，降低了烟气的排放温度，由于烟气的排放温度可以维持在100 °c以下，布袋除尘器中的滤料可选用价格最低的常温布袋，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8mg/Nm3。
图1是本实用新型的结构示意图图中1.冶金炉，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.碳钨复合材料蓄热体，8.灰斗，9，振打清灰装置，10.烟气出口，11.均流换热室，12.薄板压制成型换热器，13.增压风机，14.除尘器，15.主风机，16.排气筒，17.低沸点工质汽轮机，18.三相发电机，19.工质循环泵，20.水泵，21.蜂窝状铝肋板式冷凝器，22.溴化锂吸收式制冷机。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型中冶金炉高温烟气余热发电节能除尘专用设备包括燃烧沉降室3、蓄热均温器5、均流换热室11、增压风机13、除尘器14、主风机15、排气筒16，其特征在于所述燃烧沉降室3顺序连接蓄热均温器5、均流换热室11、增压风机13、除尘器14、主风机15、排气筒16，所述蓄热均温器5包括烟气进口 6、碳钨复合材料蓄热体7、振打清灰装置9、烟气出口 10和灰斗8，所述碳钨复合材料蓄热体7设置于烟气进口 6和烟气出口 10之间，所述振打清灰装置9分段布置于蓄热体7之间，所述均流换热室11内安装有薄板压制成型换热器12，薄板压制成型换热器12的进口端与工质循环泵19的高压出口端连接，薄板压制成型换热器12的出口端经管道后与低沸点工质汽轮机17的上部法兰接口连接，低沸点工质汽轮机17的下部接口通过管道与蜂窝状铝肋板式冷凝器21的进气口连接，蜂窝状铝肋板式冷凝器21的液相出口通过管道与工质循环泵19的低压进口端连接，低沸点工质汽轮机17与三相发电机18连接，蜂窝状铝肋板式冷凝器21的一个端部法兰接口与水泵20连接，蜂窝状铝肋板式冷凝器21的另一个端部接溴化锂吸收式制冷机22，溴化锂吸收式制冷机22与水泵20连接，构成一个回路，所述增压风机13与连接在冶金炉I上方的外排管道
4一并连接除尘器14，除尘器14通过管道连接主风机15，主风机15与排气筒16连接。所述低沸点工质为R236ea，进入低沸点工质汽轮机的工质压力为1. 65MPa，膨胀做功后的工质压力为O. 12MPa时，系统输出电功率为2000KW，朗肯循环效率为21.5%，系统排出的烟气温度为100°C。本实用新型的工作过程90t/h炼钢冶金炉I内排烟气流量23X IO4NmVh,温度IOOO0C，含尘浓度42g/Nm3由第四孔排出，经水冷滑套2混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室3 ;燃烧沉降室3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，由燃烧沉降室3出来的烟气进入蓄热均温器5，所述蓄热均温器5包括烟气进口 6、碳钨复合材料蓄热体7、振打清灰装置9、烟气出口 10和灰斗8，所述碳钨复合材料蓄热体7设置于烟气进口 6和烟气出口 10之间，所述振打清灰装置9分段布置于碳钨复合材料蓄热体7之间，通过蓄热均温器5中碳钨复合材料蓄热体7对高温烟气的蓄热均温作用后，烟气进入均流换热室11中，高温烟气放出热量，温度降至100°C左右，经降温的烟气由增压风机13出来与连接在冶金炉I上方的外排管道4出来的烟气混合一并进入除尘器14，经除尘后粉尘浓度8mg/Nm3，由主风机15压入排气筒16排入大气。同时，低沸点工质通过工质循环泵19驱动，先在安装于均流换热室11内的薄板压制成型换热器12中吸收烟气余热载体的热量，变成饱和蒸汽，通过调压阀后，工质蒸汽在低沸点工质汽轮机17内膨胀做功，并带动三相发电机18发电。从低沸点工质汽轮机17排出的工质蒸汽由蜂窝状铝肋板式冷凝器21冷凝为饱和液体，再由工质循环泵19将工质液体加压后送入薄板压制成型换热器12中，开始新一轮循环。从蜂窝状铝肋板式冷凝器21出来的循环冷却水，通过溴化锂吸收式制冷机22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，经水泵20送入蜂窝状铝肋板式冷凝器21中，开始新一轮循环。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。由于蓄热均温器5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。该设备的最大特点是采用低沸点工质有机朗肯循环余热发电来回收冶金炉烟气的余热，通过溴化锂吸收式制冷机冷却从蜂窝状铝肋板式冷凝器出来的循环冷却水，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。以90t/h炼钢冶金炉余热回收及除尘工艺为例，本实用新型流程与常规余热利用后除尘比较，说明如下:
权利要求1.冶金炉高温烟气余热发电节能除尘专用设备，包括燃烧沉降室、蓄热均温器、均流换热室、增压风机、除尘器、主风机、排气筒，其特征在于:所述燃烧沉降室顺序连接蓄热均温器、均流换热室、增压风机、除尘器、主风机、排气筒，所述蓄热均温器包括烟气进口、碳钨复合材料蓄热体、振打清灰装置、烟气出口和灰斗，所述碳钨复合材料蓄热体设置于烟气进口和烟气出口之间，所述振打清灰装置分段布置于蓄热体之间，所述均流换热室内安装有薄板压制成型换热器，薄板压制成型换热器的进口端与工质循环泵的高压出口端连接，薄板压制成型换热器的出口端经管道后与低沸点工质汽轮机的上部法兰接口连接，低沸点工质汽轮机的下部接口通过管道与蜂窝状铝肋板式冷凝器的进气口连接，蜂窝状铝肋板式冷凝器的液相出口通过管道与工质循环泵的低压进口端连接，低沸点工质汽轮机与三相发电机连接，蜂窝状铝肋板式冷凝器的一个端部法兰接口与水泵连接，蜂窝状铝肋板式冷凝器的另一个端部接溴化锂吸收式制冷机，溴化锂吸收式制冷机与水泵连接，构成一个回路，所述增压风机与连接在冶金炉上方的外排管道一并连接除尘器，除尘器通过管道连接主风机，主风机与排气筒连接。
2.根据权利要求1所述的冶金炉高温烟气余热发电节能除尘专用设备，其特征在于:采用R236ea为循环有机工质。`
专利摘要冶金炉高温烟气余热发电节能除尘专用设备，包括燃烧沉降室、蓄热均温器、均流换热室、增压风机、除尘器、主风机、排气筒，其特征在于所述燃烧沉降室顺序连接蓄热均温器、均流换热室、增压风机、除尘器、主风机、排气筒，所述均流换热室内装有换热器，换热器一端与工质循环泵连接，另一端与汽轮机连接，汽轮机一端接冷凝器，另一端接发电机，冷凝器的一端接水泵，另一端接溴化锂吸收式制冷机，所述增压风机与连接在冶金炉上方的外排管道一并连接除尘器，其进一步特征在于采用R236ea为循环有机工质。本余热发电节能除尘专用设备可最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，还能达到好的环保效果，装置投资低、运行能耗低。
文档编号F01K25/10GK202915733SQ201220710290
公开日2013年5月1日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者王正新 申请人:无锡市东优环保科技有限公司