专利名称：电炉烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电炉烟气有机朗肯循环余热发电及除尘技术领域。
背景技术：
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、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、热管式余热回收装置来回收电 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，热管式余热回收装置已经成功运用到电炉烟 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)，使得热 管余热回收装置在钢铁行业的普及还面临很多问题。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。发明内容针对上述问题，本实用新型提供了电炉烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设 备，其不仅能高效地冷却高温烟气(温度范围650°C 60°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 且不影响电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其包括燃烧沉降室、余热换热 器、除尘器、主风机、排气筒，其特征在于所述燃烧沉降室通过管道顺序连接余热换热器、 除尘器、主风机、排气筒，所述余热换热器内安装有蒸发器，蒸发器的进口端与工质循环泵 的高压出口端连接，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冷凝器的进气口连接，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，冷凝器的一个端部法兰接 口与水泵连接，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R123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、热管式余热回收 装置等设备组合，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、热管式余热 回收装置等设备组合，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80°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20mg/ Nm3以下，正常小于10mg/Nm3。
图1是本实用新型的结构示意图图中1.电炉，2.水冷滑套，3.燃烧沉降室，4.余热换热器，5.除尘器，6.风机， 7.排气筒，8.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.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的说明。本实用新型中电炉烟气余热发电及除尘专用设备包括燃烧沉降室3、余热换热器 4、除尘器5、主风机6、排气筒7，所述燃烧沉降室通过管道顺序连接余热换热器4、除尘器5、 主风机6、排气筒7，所述余热换热器4内安装有蒸发器8，蒸发器8的进口端与工质循环泵 11的高压出口端连接，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冷凝器13的进气口连接，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，冷凝器13的一个端部法兰接口与水泵12连接，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R123，进入低沸点工质汽轮机的工质压力为3. OMPa，膨胀做功 后的工质压力为0. SMPa时，系统输出电功率为1000KW，朗肯循环效率为13%，系统排出的 烟气温度为60°C。本实用新型的工作过程90t/h炼钢电炉1内排烟气流量20 X 104NmVh，温度 650°C，含尘浓度25g/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出来的烟气进入余热换热器4，温 度降至60°C左右，进入除尘器5，经除尘后粉尘浓度小于20mg/Nm3。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，先在安装于余热换热器内的蒸发器 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低沸点工质有机朗肯循环余热发电来回收电炉烟气的 余热。以90t/h炼钢电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1.一种电炉烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备，包括燃烧沉降室、余热换热 器、除尘器、主风机、排气筒，其特征在于所述燃烧沉降室通过管道顺序连接余热换热器、 除尘器、主风机、排气筒，所述余热换热器内安装有蒸发器，蒸发器的进口端与工质循环泵 的高压出口端连接，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冷凝器的进气口连接，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，冷凝器的一个端部法兰接 口与水泵连接，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。
2.根据权利要求1所述的电炉烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备，其特征在 于采用R123为循环有机工质。
专利摘要一种电炉烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备，包括燃烧沉降室、余热换热器、除尘器、主风机、排气筒，其特征在于所述燃烧沉降室通过管道顺序连接余热换热器、除尘器、主风机、排气筒，所述余热换热器内安装有蒸发器，蒸发器一端与工质循环泵连接，另一端与汽轮机连接，汽轮机一端与冷凝器连接，另一端与发电机连接，冷凝器一端与工质循环泵连接，另一端与水泵连接，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R123为循环有机工质。本余热发电装置替代水列管余热锅炉、热管式余热回收装置等设备组合，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，达到节能环保的目的。
文档编号F01D15/10GK201837260SQ20102056333
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