转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统的制作方法

本实用新型属于冶金环保及能源综合利用技术领域，特别涉及一种转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统。

背景技术：

转炉烟气处理方法按热能状态分为燃烧法和未燃法。以除尘方式分有：未燃湿式文氏除尘法和未燃干式电除尘法，其中未燃湿式文氏除尘法占80％以上。另有零星的燃烧发电或竖烟道余热蒸汽发电等也都不成熟，仅停留在试验阶段，为求相对较长时间的发电，采取降低已有蒸汽参数的方式也是没有办法的办法。未燃干式电除尘法是上世纪90年代初宝钢引进德国鲁奇公司的成套设备，较未燃湿式文氏除尘法有节能、节水、无污水、无污泥等明显优势。目前已得到一定的推广，但因一些难以解决的问题，至今仍未普遍使用。

转炉烟气不同于其他高温炉窑的烟气，其除尘与余热能的回收利用十分困难，主要原因是：

1、烟气流极不稳定：每炉冶炼不足30分钟，此间吹氧强不断改变，烟气流量急剧变化由0～100％波幅，且两炉役间20多分钟几乎没有烟气产生。

2、烟气极具爆炸性：烟气中CO含量60～80％。

3、烟气温度高且波幅极大：冶炼烟气温度由常温到1600℃甚至更高，两炉之间为常温。目前没有能处理如此高温的除尘器。

4、烟气含尘浓度很大约80～200g/Nm³，给余热利用设备带来阻塞问题。

由于上述原因，无论国内外开始吹氧转炉炼钢时，都采用未燃湿式文氏法处理净化烟气，虽然能耗高、耗水量大，二次污染重，出于安全可靠的原因也在继续使用。随着科技发展，德国出现未燃干式电除尘法，解决了未燃湿式文氏法的能耗高、耗水量大、大量污水污泥处理等问题，却因CO易爆电除尘极线常损坏，防爆控制操作难，降温调质塔易阻等原因造成事故率居高不下，故而难以推广。

中国钢产量约8亿吨/年，其中转炉5亿多吨，每炼一吨转炉钢产生含CO浓度60％以上的高温烟气80m³，烟气温度可以达到1400-1600℃。烟气总热能310万亿KJ/年，可转化为优质电能每年316亿度，合143亿元，节煤年1000万吨，年减排CO₂约2460万吨，相当于新增森林面积年5.4万公顷。总经济价值每年超过190亿元。每亿度电能可代动5亿元的经济产值，即每年可代动1580亿元的产值。社会效益是每年增加177万人就业(每亿度电能可创造0.56万人就业)。但是，就转炉烟气的利用来说，只是对烟道降温蒸汽进行了余热的利用，其余的大部分的显热都在除尘工序中放散掉了，造成了能源的极大浪费，所以如何有效的综合利用转炉烟气的显热和含有的CO能源也是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统，可以对转炉烟气进行有效的除尘，并综合利用转炉烟气中的大部分显热和其中CO所包含的能量，同时解决了烟尘污染和转炉煤气放散引起的大气污染问题，达到了资源综合利用的目的。

本实用新型的目的是这样实现的：转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统，其特征在于，从转炉出来的转炉烟气接汽化冷却烟道，并顺序连接稳流包、圆柱形的复合式除尘器、余热锅炉；余热锅炉产生的高温蒸汽和冷却烟道汽包产生的高温蒸汽接入蒸汽包，并共同进入发电系统进行发电；余热锅炉燃烧的废气进入除尘器后通过风机进入排气烟囱；还包括收集灰尘的灰仓，在灰仓的上部设置有带净化功能的出气口。

本实用新型所述的转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统，所述复合式除尘器包括圆柱形的外壳、进气道、出风道以及顶部的水封式卸爆口。

本实用新型所述的转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统，水封式卸爆口包括卸爆保护网罩，位于卸爆保护网罩内部的水槽和卸爆帽，水槽内注满水封水，卸爆帽倒扣在水槽上。

本实用新型所述的转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统，复合式除尘器还包括若干旋风除尘子件，所述若干旋风除尘子件通过分片软封板并联固定在复合式除尘器的内腔；在复合式除尘器的内部还设置有多孔筛板水冷箱。分片软封板起到调节封闭的作用，多孔筛板水冷箱对旋风除尘子件起到支撑密封的作用。

本实用新型所述的转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统，所述旋风除尘子件为带旋片的管状体，包含有进风口和出风口，其中出风口的尺寸为旋风除尘子件的进风口的方向可固定，也可不用严格固定。

本实用新型所述的转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统，在所述复合式除尘器和余热锅炉之间增加连接有稳流包。

本实用新型所述的转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统，所述稳流包通过燃料管道均与燃料补充装置连接，所述燃料管道还包括可将燃料和空气按比例自动混合的比例调节式混合器，在所述比例调节式混合器的前后燃料管道上设置有燃料阀。以转炉最大吹氧量时复合式除尘器的温度作为基准，通过自动控制系统自动调节通过比例调节式混合器的燃料进入量和空气进入量以及燃料和空气进入量的比例，以达到控制整个系统的温度在一个较小的范围内波动的目的，有利于设备的稳定顺行。

本实用新型所述的转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统，所述稳流包和复合式除尘器的底部均带有积灰斗，所述积灰斗均与氮气吹灰装置并联连接，吹出的含尘气体并联接入灰仓。

本实用新型所述的转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统，所述余热锅炉和除尘器底部均带有积灰斗，所述积灰斗均与空气吹灰装置并联连接，吹出的含尘气体并联接入灰仓。

本实用新型所述的转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统，所述复合式除尘器可串联或并联设置2个及以上，复合式除尘器的外壳覆盖有隔热层；所述稳流包和复合式除尘器均由耐1200℃以上高温的材料制成，稳流包内设有若干受储热体。

本实用新型的的主要特点为：

复合式除尘器整体为干式除尘的类型，其外壳为圆柱形，利用高强度材料制成，具有防爆，防压的功能。外壳顶部设置水封式卸爆口，可进一步的预防爆炸，增强了安全保障。

旋风除尘子件位于复合式除尘器的内部，可定向或非定向安装制作，由特殊耐高温、耐磨的材料制成，可长期耐受40～1200℃大范围波动性的高温；具有优异的防爆防电性，及耐磨性等。

除尘器内设耐40～1200℃多孔筛板水冷箱，以承受旋风除尘子件的重量，并起到密封的作用；分片软封板可设有多个，对旋风除尘子件起到调节封闭的作用，同时提供额外的支撑作用，并可长期耐受40～1200℃。

考虑到转炉运行的工况特征，每次出钢水之间会有20-30分钟的间隔，会造成整个系统中如复合式除尘器等设备的运行工况波动较大，其内部的温度会在较大范围内波动，会较严重的影响设备的使用寿命。因此在本实用新型中引入了热量补充装置，也即燃料补充装置，该装置供给范围内可无级调控流量。当处在两次出钢水的间隙，燃料补充装置结合比例调节式混合器可在稳流器中进行补充燃烧，对整个系统进行热量的补充，使得相关的设备的运行温度的波动范围不会太大，保持了工况的相对稳定，延长了设备的使用寿命，同时也有利于系统的运行管理。

本实用新型的有益效果是：可以对转炉烟气进行有效的除尘，并可综合利用转炉烟气中的大部分显热和其中CO所包含的能量，也即起到了对转炉烟气的全余热回收利用的效果；同时解决了烟尘污染和转炉煤气放散引起的大气污染问题，达到了资源综合利用的目的。具体来说，包括以下几个方面：

总经济效益、环境效益、社会效益远高于未燃湿式文氏除尘法和未燃干式电除尘法；运行操作方便，事故率低，全年运转率与常规火电站近似；除尘效果良好，除尘后转炉烟气含尘量≤20mg/Nm3；无水和污泥的二次污染。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体示意图；

图2是本实用新型实施例复合式除尘器的纵截面示意图；

图3是本实用新型实施例复合式除尘器的横截面示意图；

图4是本实用新型实施例水封式卸爆口的纵截面示意图；

图5是本实用新型实施例旋风除尘子件的纵截面示意图。

附图标记为：1为转炉，2为稳流包，3为复合式除尘器，31氮气吹灰进(出)口，32外壳，33为分片软封板，34为进气道，35为旋风除尘子件，36为多孔筛板水冷箱，37为水封式卸爆口，38为出风道，4为余热锅炉，5为除尘器，6为风机，7为灰仓，8为发电系统，9为蒸汽包，10为燃料补充装置，11为氮气吹灰装置，12为空气吹灰装置，13为比例调节式混合器，371为水槽，372为水封水，373为卸爆帽，374为卸爆保护网罩。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图所示，转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统，从转炉出来的转炉烟气接汽化冷却烟道，并顺序连接稳流包2→复合式除尘器3→稳流包2→余热锅炉4；余热锅炉4产生的高温蒸汽和冷却烟道的汽包产生的高温蒸汽接入蒸汽包9，并从蒸汽包9共同进入发电系统8进行发电；余热锅炉4燃烧的废气进入除尘器5后通过风机6进入排气烟囱；还包括收集灰尘的灰仓7。

所述复合式除尘器3包括圆柱形的外壳32、进气道34、出风道38以及顶部的水封式卸爆口37。水封式卸爆口37包括卸爆保护网罩374，位于卸爆保护网罩374内部的水槽371和卸爆帽373，水槽371内注满水封水372，卸爆帽373倒扣在水槽371上。

复合式除尘器3还包括10个旋风除尘子件35，所有的旋风除尘子件35通过分片软封板33均匀间隔的并联固定在复合式除尘器3的内腔，在复合式除尘器3的内部还设置有多孔筛板水冷箱36；每个旋风除尘子件35的进风口都朝向最近的复合式除尘器3的内壁处。

稳流包2通过燃料管道均与燃料补充装置10连接，所述燃料管道还包括可将燃料和空气按比例自动混合的比例调节式混合器13，在所述比例调节式混合器13的前后燃料管道上设置有燃料阀。

稳流包2和复合式除尘器3的底部均带有积灰斗，在稳流包2的积灰斗处设置有氮气吹灰进口和出口，在复合式除尘器3的积灰斗处设置有氮气吹灰进口和出口，所述积灰斗均与氮气吹灰装置11并联连接，吹出的含尘气体并联接入灰仓7。所述余热锅炉4和除尘器5底部均带有积灰斗，所述积灰斗均与空气吹灰装置12并联连接，吹出的含尘气体并联接入灰仓7。

将本实用新型的转炉炼钢干式除尘及全余热稳定发电系统(简称C法)和传统的未燃湿式文氏除尘法(简称A法)和未燃干式电除尘法(简称B法)通过各技术及经济效果的对比，具体如下：

转炉烟气处理A、B、C、三种方法效果对比表

全流程采用自动化控制方式，对生产、除尘和热电联产相关装置，包括炉前及数十个节点进行自动跟踪，并进行自动调节控制。

本烟气除尘及综合利用系统可应用于所有的工业炉窑高温烟气的处理和余热的综合利用，具有较为广泛的实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。