专利名称：冶金炉高温高含尘烟气余热发电专用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于冶金炉除尘余热发电领域，涉及冶金炉烟气的除尘及余热发电。
背景技术：
冶金炉(电炉、转炉、转底炉)炼钢烟气温度很高，经捕集后进入管道的温度一般 在800°C左右，粉尘浓度达25g/Nm3，小于IOum的灰占粉尘总量的70%以上，粉尘量大，并且 粘而细。目前通常采用先换热降温(换热降温方式有机力冷却器换热、喷雾冷却换热、余 热锅炉换热等)后除尘的方法。先换热降温后除尘的方法存在诸多缺点1、机力冷却器换热后除尘降温效果差，进口烟气温度不宜大于500°C，降温范围 有限，机冷器管壁容易堵灰，造成烧布袋，系统无法正常运行。2、喷雾冷却换热后除尘增加烟气中水的含量，不仅使布袋板结，还容易造成水与 粉尘粘结，造成系统设备堵塞。3、余热锅炉换热后除尘由于烟气中含有大量的粉尘，粘而细的粉尘即使在光管 的热管元件上也会出现积灰、堵塞现象，对于环向翅片管的热管元件积灰、堵塞更加严重， 同时为了防止结灰，余热利用设施中换热核心元件翅片间距大，不仅影响换热效率，造成余 热锅炉产汽量不足，更为严重的是由于余热锅炉堵灰，系统运行不稳定，造成冶炼生产无法 正常进行，被迫停产检修。由于以上缺点，工程中采用许多吹灰方法如激波吹灰、蒸汽吹灰、落丸清灰等，但 由于粉尘细而粘，并且粉尘量大，每生产1吨钢就会产生30kg粉尘，这些清灰方式收效甚 微，无法从根本上解决积灰、堵塞问题。发明内容本实用新型的目的是提供一种冶金炉烟气除尘余热发电专用装置。该专用装置不 仅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，并且不影响电炉炼钢生产的稳定和连续，还能得到很好的除尘效 果，排放的粉尘浓度小于10mg/Nm3。本实用新型所采用的技术方案如下冶金炉高温高含尘烟气余热发电专用装置， 包括由管路依次连接的冶金炉、引风机、排气筒，其特征在于所述冶金炉和引风机之间通 过管路依次连接有高温除尘器、热交换器，所述高温除尘器中设置有碳化硅滤芯，所述热交 换器内安装有翅片式蒸发器，翅片式蒸发器的进口端与工质循环泵的高压出口端连接，翅 片式蒸发器的出口端经管道后与汽轮机的上部法兰接口连接，低沸点工质汽轮机的下部接 口通过管道与铝肋板式冷凝器的进气口连接，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，铝肋板式冷凝器的一个 端部法兰接口与水泵连接，铝肋板式冷凝器的另一个端部接冷却塔，冷却塔与水泵连接，构 成一个回路。其进一步特征在于采用正戊烷为循环有机工质。[0010]本实用新型有益效果是由于本实用新型余热发电装置放在高温除尘器后，热源 烟气含尘量低，因此可以将热交换器内的换热核心单元翅片间距设计很小；而且无须卸灰、 清灰、输灰设施；体积减小，同时维护量减小，也延长了热交换器的使用寿命，粉尘排放浓度 更低。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点、经济效果1.最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，用于生产。2.满足循环经济的要求，符合节能减排的国家政策。3.热交换器不积灰，不堵塞，换热效率提高8 9倍。4.省掉了热交换器的吹灰系统，从而降低了造价及运行费用。5.采用耐高温碳化硅滤芯除尘器，排放浓度彡10mg/Nm3。6.应用范围广，冶金炉除尘余热发电都可采用。综上所述，本方案采用先除尘后余热发电的装置，烟尘排放浓度低，发电量多，装 置运行稳定能耗低。
图1是本实用新型的装置结构示意图。图中1.冶金炉，2.四孔水冷滑套，3.燃烧沉降室，4.高温除尘器，5.热交换器， 6.风机，7.排气筒，8.翅片式蒸发器，9.低沸点工质汽轮机，10.三相发电机，11.工质循环 泵，12.水泵，13.铝肋板式冷凝器，14.冷却塔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。本实用新型中冶金炉烟气余热发电专用设备包括燃烧沉降室3、高温除尘器4、热 交换器5、主风机6、排气筒7，所述燃烧沉降室通过管道顺序连接高温除尘器4、热交换器5、 主风机6、排气筒7，所述高温除尘器4中设置有碳化硅滤芯，所述热交换器5内安装有翅片 式蒸发器8，翅片式蒸发器8的进口端与工质循环泵11的高压出口端连接，翅片式蒸发器8 的出口端经管道后与低沸点工质汽轮机9的上部法兰接口连接，低沸点工质汽轮机9的下 部接口通过管道与铝肋板式冷凝器13的进气口连接，铝肋板式冷凝器13的液相出口通过 管道与工质循环泵11的低压进口端连接，低沸点工质汽轮机9与三相发电机10连接，铝肋 板式冷凝器13的一个端部法兰接口与水泵12连接，铝肋板式冷凝器13的另一个端部接冷 却塔14，冷却塔14与水泵12连接，构成一个回路。所述低沸点工质为正戊烷，进入低沸点工质汽轮机的工质压力为3. 2MPa，膨胀做 功后的工质压力为0. 85MPa时，系统输出电功率为3000KW，朗肯循环效率为14%，系统排出 的烟气温度为50°C。采用先除尘后余热发电装置，即先将高温含尘烟气进入碳化硅滤芯除尘器净化， 除尘器中的碳化硅滤芯，一般能够承受1000°c左右的长期工作温度，最高能承受1300°C的 高温，且能承受高温大颗粒的冲刷，因此可以直接净化高温烟气，而不需要做任何预处理。 净化后的粉尘浓度降至小于10mg/Nm3成为洁净烟气，不需要处理灰尘的堵塞、清灰等问题。本实用新型的工作过程120t/h冶金炉1内排烟气流量25 X 104Nm3/h,温度 SOO0C，含尘浓度30g/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出来的烟气进入除尘器4，经除尘 后粉尘浓度小于10mg/Nm3。然后进入热交换器5，温度降至50°C左右，由主风机6压入排气 筒7排入大气。同时，低沸点工质通过工质泵11驱动，先在安装于热交换器内的翅片式蒸 发器8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9内膨胀做功，并带动三相发电机10发电。从低沸点工质汽轮机9排出的工质蒸汽 由铝肋板式冷凝器13冷凝为饱和液体，再由工质泵11将工质液体加压后送入翅片式蒸发 器8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。该设备的最大特点是采用先除尘后余热发电来回收冶金炉烟气的余热。以120t/ h炼钢冶金炉除尘工艺为例，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1.一种冶金炉高温高含尘烟气余热发电专用装置，包括由管路依次连接的冶金炉、引 风机、排气筒，其特征在于所述冶金炉和引风机之间通过管路依次连接有高温除尘器、热 交换器。
2.根据权利要求1所述的冶金炉高温高含尘烟气余热发电专用装置，其特征在于所 述高温除尘器中设置有碳化硅滤芯。
3.根据权利要求1所述的冶金炉高温高含尘烟气余热发电专用装置，其特征在于所 述热交换器内安装有翅片式蒸发器，翅片式蒸发器的进口端与工质循环泵的高压出口端连 接，翅片式蒸发器的出口端经管道后与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铝肋板式冷凝器的进气口连接，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，铝肋板式冷凝器 的一个端部法兰接口与水泵连接，铝肋板式冷凝器的另一个端部接冷却塔，冷却塔与水泵 连接，构成一个回路。
4.根据权利要求3所述的冶金炉高温高含尘烟气余热发电专用装置，其特征在于采 用正戊烷为循环有机工质。
专利摘要一种冶金炉高温高含尘烟气余热发电专用装置，包括由管路依次连接的冶金炉、引风机、排气筒，其特征在于所述冶金炉和引风机之间通过管路依次连接有高温除尘器、热交换器，所述高温除尘器中设置有碳化硅滤芯，所述热交换器内安装有翅片式蒸发器，翅片式蒸发器一端与工质循环泵连接，另一端与汽轮机连接，汽轮机一端与铝肋板式冷凝器连接，另一端与发电机连接，铝肋板式冷凝器一端与工质循环泵连接，另一端与水泵连接，铝肋板式冷凝器出口接冷却塔，冷却塔与水泵连接。其进一步特征在于采用正戊烷为循环有机工质。本实用新型可最大限度地回收烟气中的热能转化为电能，热交换器无须卸灰、清灰、输灰设施，延长了设备的使用寿命，环保效果好。
文档编号F01D15/10GK201837261SQ201020563338
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者冯建新 申请人:无锡市广运环保机械有限公司