基于熔盐储热的电炉余热回收系统及方法与流程

本发明涉及电炉余热利用，更为具体地，涉及一种基于熔盐储热的电炉余热回收系统及方法。

背景技术：

1、电炉在使用过程中，电炉烟气量存在周期性的波动，烟气温度也随冶炼周期的不同而变化。电炉烟气量的大小与冶炼工艺中铁水的兑入量、吹氧量等密切相关。高温含尘烟气携带的热量约为电炉输入总能量的11％，有的甚至高达20％。这些高温烟气不仅带走大量的热，还给电炉的除尘系统带来了巨大的负担。如何将这部分高温烟气中的显热充分地回收，变“废”为宝，使之转化为热能，具有十分重要的意义。

2、目前，国内电炉余热回收方式主要利用电炉高温烟气通过余热锅炉进行换热，产生饱和蒸汽用于发电，传统余热锅炉工艺流程受烟气的波动性影响，生产的蒸汽的温度、压力存在波动，无法实现连续生产过热蒸汽，只能产生间断性的低品质饱和蒸汽用于发电。饱和蒸汽汽轮机组发电效率比较低，通常汽耗率在7-8kg/kwh，余热资源的热利用效率没有完全挖掘。

3、现有的电炉余热回收改造技术，在现有余热锅炉增加补燃口，当电炉烟气处于低温段时，通过燃烧煤气等燃料额外提供热量，将饱和蒸汽过热，达到连续产生过热蒸汽的目的。此种技术可以达到产生过热蒸汽目的，但需要额外提供燃料燃烧提供能量，比传统技术增加了燃料的消耗，并且产生额外的废烟气排放。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于熔盐储热的电炉余热回收系统及方法，以解决电炉余热利用的间歇性、波动性及蒸汽品质参差的问题。

2、本发明提供的一种基于熔盐储热的电炉余热回收系统，包括熔盐烟气换热器、熔盐蒸汽过热装置、熔盐存储装置以及蒸汽蓄热器，所述熔盐存储装置包括低温熔盐存储装置和高温熔盐存储装置，其中，

3、所述熔盐烟气换热器设置在电炉余热锅炉入口空腔内，所述高温熔盐存储装置设置在所述熔盐烟气换热器的下方，所述低温熔盐存储装置设置所述高温熔盐存储装置的下方；

4、所述低温熔盐存储装置，用于存储低温熔盐；

5、所述熔盐烟气换热器，用于通过高温烟气将从所述低温熔盐存储装置输入的低温熔盐转换成高温熔盐；

6、所述高温熔盐存储装置，用于存储所述高温熔盐；

7、所述熔盐蒸汽过热装置，用于通过所述高温熔盐将饱和蒸汽转换成过热蒸汽；

8、所述蒸汽蓄热器，用于存储所述电炉余热锅炉产生的饱和蒸汽。

9、此外，优选的方案是，所述高温熔盐存储装置与所述熔盐烟气换热器之间的距离大于2m；

10、所述低温熔盐存储装置与所述高温熔盐存储装置之间的距离大于0.5m。

11、此外，优选的方案是，所述熔盐存储装置包括熔盐罐体和熔盐罐体保温结构，其中，

12、所述熔盐罐体保温结构包括罐壁保温层和设置在所述熔盐罐体底部的罐底保温基础，其中，

13、所述罐壁保温层采用矿物棉保温层或者硅酸铝保温层，所述罐底保温基础用于支撑所述熔盐罐体，并对所述熔盐罐体底部进行保温。

14、此外，优选的方案是，所述熔盐罐体保温结构包括钢筋混凝土基础、设置在所述钢筋混凝土基础内部的冷却管、设置在所述钢筋混凝土基础上方的耐火环墙、设置在所述耐火环墙内部的泡沫玻璃层和隔热耐火层，其中，

15、所述泡沫玻璃层、所述隔热耐火层上下依次设置在所述耐火环墙形成的容纳空间内。

16、此外，优选的方案是，所述熔盐存储装置还包括设置在所述熔盐罐体与所述熔盐罐体保温结构之间的电加热装置，其中，

17、所述电加热装置，用于对所述熔盐罐体的底部进行加热。

18、此外，优选的方案是，还包括高温熔盐泵、低温熔盐泵，其中，

19、所述高温熔盐泵，用于将所述高温熔盐存储装置中的高温熔盐输送至所述熔盐蒸汽过热装置中；

20、所述低温熔盐泵，用于将所述低温熔盐存储装置的低温熔盐输送至所述熔盐烟气换热器中。

21、本发明还提供一种基于熔盐储热的电炉余热回收方法，包括：

22、s1：将低温熔盐存储装置中的低温熔盐输入至设置在电炉余热锅炉入口空腔内的熔盐烟气换热器中；

23、s2：通过输入至所述电炉余热锅炉的电炉烟气对所述熔盐烟气换热器中的低温熔盐加热形成高温熔盐，并将所述高温熔盐传输至高温熔盐存储装置；

24、s3：将所述高温熔盐存储装置的高温熔盐输入至熔盐蒸汽过热装置中；

25、s4：通过所述高温熔盐对输入到所述熔盐蒸汽过热装置的饱和蒸汽进行加热，形成过热蒸汽。

26、此外，优选的方案是，在步骤s2中，当所述电炉烟气对所述熔盐烟气换热器中的低温熔盐加热后，对加热后的熔盐温度进行检测；

27、当所述熔盐的温度低于480℃时，加热后的熔盐输入至所述低温熔盐存储装置；

28、当所述熔盐的温度大于500℃时，加热后的熔盐输入至所述高温熔盐存储装置。

29、此外，优选的方案是，在步骤s4中，通过蒸汽蓄热器持续向所述熔盐蒸汽过热装置输入饱和蒸汽。

30、从上面的技术方案可知，本发明提供的基于熔盐储热的电炉余热回收系统及方法，相比现有技术具有以下有益效果：

31、1)通过熔盐蓄热方式，能够有效的解决电炉间歇性余热换热只能产生饱和蒸汽的问题。

32、2)通过熔盐蓄热方式，可以将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，进行发电，大幅提高蒸汽发电效率，使电炉余热资源的热利用效率得到大幅度提升。

33、3)通过熔盐蓄热技术，可将电炉余热发电蒸汽耗提高1-2kg/kwh，余热资源的热利用效率得到大幅度提升，发电量提高30％以上。

34、4)通过熔盐蓄热方式，为无燃料饱和蒸汽过热发电技术，熔盐介质为一次性投资，整个运行期间不需要再补充熔盐，运行成本低，不产生额外的能源消耗及额外的烟气排放。

35、为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

技术特征：

1.一种基于熔盐储热的电炉余热回收系统，包括熔盐烟气换热器、熔盐蒸汽过热装置、熔盐存储装置以及蒸汽蓄热器，所述熔盐存储装置包括低温熔盐存储装置和高温熔盐存储装置，其中，

2.如权利要求1所述的基于熔盐储热的电炉余热回收系统，其特征在于，

3.如权利要求1所述的基于熔盐储热的电炉余热回收系统，其特征在于，

4.如权利要求3所述的基于熔盐储热的电炉余热回收系统，其特征在于，

5.如权利要求4所述的基于熔盐储热的电炉余热回收系统，其特征在于，

6.如权利要求1所述的基于熔盐储热的电炉余热回收系统，其特征在于，

7.一种基于熔盐储热的电炉余热回收方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的基于熔盐储热的电炉余热回收方法，其特征在于，

9.如权利要求7所述的基于熔盐储热的电炉余热回收方法，其特征在于，在步骤s4中，通过蒸汽蓄热器持续向所述熔盐蒸汽过热装置输入饱和蒸汽。

技术总结
本发明提供一种基于熔盐储热的电炉余热回收系统及方法，其中方法包括将低温熔盐存储装置中的低温熔盐输入至设置在电炉余热锅炉入口空腔内的熔盐烟气换热器中；通过输入至所述电炉余热锅炉的电炉烟气对所述熔盐烟气换热器中的低温熔盐加热形成高温熔盐，并将所述高温熔盐传输至高温熔盐存储装置；将所述高温熔盐存储装置的高温熔盐输入至熔盐蒸汽过热装置中；通过所述高温熔盐对输入到所述熔盐蒸汽过热装置的饱和蒸汽进行加热，形成过热蒸汽。利用本发明，能够解决电炉余热利用的间歇性、波动性及蒸汽品质参差的问题。

技术研发人员：马跃,果乃涛,杨鹏翔,刘江,马赛,李晓雨,王慧霞,陈玉海,周志强,杨飞
受保护的技术使用者：北京中冶设备研究设计总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17