铁合金炉烟气余热利用方法
【专利说明】铁合金炉烟气余热利用方法 所属技术领域
[0001] 本发明涉及一种铁合金炉烟气余热利用方法，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，属于烟气余热利用及除尘技术领域。
【背景技术】
[0002]铁合金炉烟气温度很高，经捕集后进入管道的温度一般在70(TC左右，粉尘浓度达15g/Nm3,小于加m的灰占粉尘总量的90%W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、喷雾冷却换热等）后除尘的方法。上述方法存 在诸多缺点：
[0003]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45(TC，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。
[0004]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。
[0005]由于W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35kg粉尘，送些清灰方式收效甚 微，无法从根本上解决积灰、堵塞问题。
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本发明提供了铁合金炉烟气余热利用方法，通过该方法不仅能最 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，达到好的环保效果，并且不影响铁合金炉生产的稳定和连续，还能得到很好的除尘效 果，排放的粉尘浓度3mg/Nm3。
[0007]本发明所采用的技术方案如下：
[0008]铁合金炉烟气余热利用方法，其特征在于：本发明铁合金炉烟气由炉内排出，经水 冷烟道混入冷风，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，最终燃贬一氧化碳气体，由燃烧 沉降室出来的烟气进入旋风除尘器，进行预除尘，然后进入高温热管蒸发器，蒸汽汽包中的 水在高温热管蒸发器中吸收高温烟气余热后产生蒸汽进入蒸汽汽包，蒸汽汽包中的蒸汽通 过管道进入蒸汽蓄热器，经调节后外供稳定、连续、参数符合用户要求的蒸汽用于发电，通 过高温热管蒸发器换热后，烟气温度波动幅度可W大为减少，同时也降低了烟气温度的峰 值，烟气由高温变为中低温烟气，再进入塑烧板除尘器，经除尘后粉尘浓度3mg/Nm3,然后进 入中低温均流换热室中，烟气放出热量，温度降至8(TC，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泉驱动，进入安装于中低温均流换热室内的等流速一次表面换 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185°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125°C，然后进入中压级蒸发器中放 出热量，水温降至95°C，再进入低压级蒸发器中放出热量，水温降至6(TC，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 压泉的驱动，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泉加压后，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泉加压后，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Η相发电机发电，系统发出的电能为Η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 压泉连续加压，再由低压级工质加压泉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，通过漠化裡吸收式制冷机冷却，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，经循环水泉送入管壳式冷凝器 中，开始新一轮循环。
[0009] 其进一步特征在于；采用R152a为循环有机工质。
[0010] 由于铁合金炉烟气温度波动剧烈，烟气温度峰值高，当烟气经过本发明的高温热 管蒸发器换热后，烟气温度波动幅度可W大为减少，同时也降低了烟气温度的峰值，烟气由 高温变为中低温烟气，进入中低温均流换热室，经过等流速一次表面换热器换热，再通过多 级蒸发有机朗肯循环余热发电来回收铁合金炉中低温烟气的余热，实现铁合金炉烟气余热 梯级利用。
[0011] 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 95°c，出口 6(TC)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 125°C，出口 95°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 185°C，出口 125°C)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，送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赌增，其热效 率可比单级蒸发有机朗肯循环提高29~32%，降低了烟气的排放温度，减少了热污染，达 到好的环保要求。
[0012] 采用先除尘后余热发电装置，即先将高含尘烟气进入塑烧板除尘器净化，净化后 的粉尘浓度降至3mg/Nm3成为洁净烟气，解决了等流速一次表面换热器由于灰尘的堵塞而 带来的清灰问题。
[0013] 由于本发明余热发电设备放置在塑烧板除尘器后，热源烟气含尘量低，因此可W 将中低温均流换热室内的换热核必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，也延长了等流速一次表面换热器的使用寿命，粉尘排放浓 度更低。
[0014] 本发明与已有技术相比具有W下优点：
[0015] 1.采用高温热管蒸发器来回收铁合金炉高温烟气的余热、多级蒸发有机朗肯循环 余热发电来回收铁合金炉中低温烟气的余热，实现铁合金炉烟气余热梯级利用；
[0016] 2.通过漠化裡吸收式制冷机冷却，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；
[0017] 3.采用旋风除尘器，进行预除尘，解决高温热管蒸发器结灰堵塞的难题，延长设备 的使用寿命；
[0018] 4.等流速一次表面换热器不积灰，不堵塞，换热效率提高8~9倍；
[0019] 5.省掉了等流速一次表面换热器的吹灰系统，从而降低了造价及运行费用；
[0020] 6.采用塑烧板除尘器，排放浓度3mg/Nm3 ;
[0021] 7.应用范围广，铁合金炉除尘余热发电都可采用。
【附图说明】
[0022] 图1是实现本发明的工艺流程图。
[002引图中；1.铁合金炉，2.水冷烟道，3.燃烧沉降室，4.高温热管蒸发器，5.蒸汽汽 包，6.蒸汽蓄热器，7.塑烧板除尘器，8.中低温均流换热室，9.等流速一次表面换热器， 10.主风机，11.排气筒，12.换热器给水泉，13.循环水池，14.低压级蒸发器，15.中压级蒸 发器，16.高压级蒸发器，17.低压级工质加压泉，18.中压级工质加压泉，19.高压级工质加 压泉，20.储液罐，21.带补汽口有机透平，22.Η相发电机，23.循环水泉，24.管壳式冷凝 器，25.漠化裡吸收式制冷机，26.旋风除尘器。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图对本发明作