一种提高矿热炉余热回收利用效果的方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于矿热炉余热回收利用、节能减排技术领域。具体说就是一种改变矿热炉进风温度、降低余热锅炉入口烟气粉尘浓度、改变余热锅炉入口烟气组分、改善余热锅炉清灰效果的方法。
【背景技术】
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[0002]铁合金的生产方法分为高炉法、电炉法、炉外法、转炉法及真空电阻炉法。电炉法是生产铁合金的主要方法，其产量约占全部铁合金产量的80%。电热炉法冶炼过程的热源主要是电能，使用碳质还原剂还原矿石中的氧化物，采用连续式的操作工艺并在还原电炉中进行，这种电热矿石还原炉简称矿热炉。
[0003]铁合金在矿热炉内的冶炼过程中，消耗大量电能，同时有大量的C0气体产生，在半密闭罩矿热炉工艺中，这些C0气体在炉口与进入的空气直接燃烧放出燃烧热并生成C02气体，所产生的热烟气温度约为350°c -400°C，所含热能约为电热炉消耗电能的55%左右，对这部分烟气的余热进行回收发电可以节电10-20左右。现有余热回收发电技术存在两个问题:一个是余热锅炉排烟温度高达180°C -20(TC左右，离指标要求低于140°C差距较大，系统余热利用率低。另一个更大的主要问题是烟气中的粉尘(含量为3-10g/Nm3)粒度小，粘性大、亲水性强，这些粉尘落在锅炉的换热管上很难被清除，粉尘在换热管上的堆积严重影响管壁的换热，并且增加了烟气阻力，使得余热回收系统无法稳定运行而处于瘫痪状态。这些问题严重影响了矿热炉余热回收项目的推广和实施。
【发明内容】
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[0004]针对现有技术存在的以上问题，本发明提供一种提高矿热炉余热回收利用效果的方法。具体
【发明内容】
:一是在矿热炉出口的烟气管路上增设了高温变压静电除尘器，该除尘器最高连续使用温度为500°C，并且除尘器所加电压为变压操作，除尘器为双电场或四电场结构，当前一个电场进入低压振打清灰状态时，下一个电场进入高压除尘状态，极板上的电压在高压和低压两个值上周期性变化。这种结构是根据矿热炉烟尘在极板和极线上放电慢造成烟尘在极板上堆积形成反电晕和下落的粉尘容易被二次荷电这一特点设计的。该设计保证了除尘器的除尘效率，使除尘效率达到95%以上，有效地降低了进入余热锅炉的烟尘浓度，从而改善了余热锅炉的运行环境。
[0005]二是通过在余热锅炉内或余热锅炉后增加了空气预热器，利用从余热锅炉出来的180°C _200°C烟气预热空气，空气被预热到80°C _100°C，用来做矿热炉的燃烧空气，同时用来喷吹携带烟尘隔离介质，同时从空气预热器出来的烟气温度降低到140°C左右，提高了烟气的余热利用率。由于矿热炉的补燃空气大部分为热空气，这样进余热锅炉的烟气温度就可以提高并稳定在420°C -450°C左右，余热锅炉所产蒸汽压力稳定在2.5MPa左右，温度稳定在380°C左右。
[0006]三是:在余热锅炉前增设了烟尘隔离介质加入装置，该装置由安装在烟气管线上的均化室，安装在均化室外的热空气加压设备、隔离介质给料机、料封泵等设备和附件组成。此隔离介质的加入降低了烟尘颗粒之间的粘结度，同时也降低了烟尘颗粒与余热锅炉换热管之间的粘结度，从而使落在换热管上的烟尘很容易的被清除掉。
【具体实施方式】
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[0007]下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。
[0008]现有一台25500KVA的半密闭罩硅铁电热炉，烟气量是129300Nm3，烟气温度是350°C，烟尘浓度是4.5g/Nm3。采用本发明为其设计的余热回收发电方案是:将从设置在余热锅炉尾部的空气预热器出来的80°C -100°C的热空气，通过管线和阀门送至矿热炉顶部做补燃空气，并对半密闭烟罩进行改造，在不影响加料和刺火等冶炼操作的前提下，尽量减少冷空气吸入量，使冷空气吸入量减少到原来的20%左右，这样矿热炉出口烟气温度就可提高到 420°C -450°C。
[0009]420°C -450°C的烟气先进入变压高温静电除尘器，该除尘器最高连续使用温度为500°C，并且除尘器所加电压为变压操作，除尘器为双电场或四电场结构，当前一个电场进入低压振打清灰状态时，下一个电场进入高压除尘状态。这种结构是根据矿热炉烟尘在极板和极线上放电慢造成烟尘在极板上堆积形成反电晕和下落的粉尘容易被二次荷电这一特点设计的。该设计保证了除尘器的除尘效率，使除尘效率达到95%以上，有效地降低了进入余热锅炉的烟尘浓度，从而改善了余热锅炉的运行环境。
[0010]从除尘器出来的含尘浓度200mg/Nm3左右的烟气进入烟尘隔离介质均化室，与加入的隔离介质均匀混合后进入余热锅炉(锅炉内设置有机械振动清灰装置)，产生压力2.5MPa左右，温度380°C左右的过热蒸汽，蒸汽从余热锅炉出来进入发电机组发电，烟气经过余热锅炉的过热器、蒸发换热器、空气预热器(也可以安装在余热锅炉外的烟气管路上)后温度降低到140°C以下，再进入布袋除尘器除尘，达标后的烟气经烟囱排放；经空气预热后的温度为80°C _100°C的热空气大部分经风机送入矿热炉顶部做补燃空气，约1%的热空气经加压风机加压到0.1MPa左右，去料封泵或喷射泵吸引并稀释隔离介质后一起进入安装在烟气管道上的均化室，与烟气均匀混合，混合后的烟气进入余热锅炉。
[0011]有益效果:
[0012]下面具体分析本发明的有益效果:本发明的有益效果是通过补入热空气的方法，提高了矿热炉出口烟气温度，进而提高了余热锅炉所产蒸汽温度，蒸汽温度由现有技术的300°C左右提高到 380°C，2.5MPa、300°C蒸汽的焓值是 725Kcal/Kg，2.5MPa、380°C蒸汽的焓值是765Kcal/Kg，当发电机排气压力为0.005MPa，温度为50°C时，排汽的焓值是620Kcal/Kg，现有技术用于发电的焓值是105Kcal/Kg，采用本发明后用于发电的焓值是145Kcal/Kg，这样改造后的小时发电量是原来的1.38倍。同时本发明通过变压高温静电除尘器的应用和烟尘隔离介质的加入，降低了进入余热锅炉烟气中烟尘的浓度，并改变了烟尘的组分，降低烟尘之间、烟尘和余热锅炉换热管之间的粘结度，使得落在锅炉换热管上的烟尘由现有技术的很难清理变为很容易清理，保证了矿热炉余热回收系统的长周期稳定运行，为矿热炉余热回收项目的普及推广提供了强有力的技术支撑。
【主权项】
1.一种提高矿热炉余热回收利用效果的方法，其特征在于:在余热锅炉前设置了烟尘隔离介质加入系统和高温变压静电除尘器，在余热锅炉后增加了空气预热加压系统，在矿热炉顶部增加了热风加入管线。2.如权利要求1所述的一种提高矿热炉余热回收利用效果的方法，其特征在于:烟尘隔离介质加入系统由安装在烟气管线上的均化室、螺旋给料机、料封泵和热风管线组成。3.如权利要求1所述的一种提高矿热炉余热回收利用效果的方法，其特征在于:余热锅炉前的高温变压静电除尘器采用双电场或四电场变压操作，当上一级电场处于高压除尘状态时，下一级电场处于低压清灰状态。4.如权利要求1所述的一种提高矿热炉余热回收利用效果的方法，其特征在于:在余热锅炉后增加的空气预热加压系统的空气预热器可以安装在余热锅炉内，也可以安装在余热锅炉外。5.如权利要求1所述的一种提高矿热炉余热回收利用效果的方法，其特征在于:在矿热炉顶部加入热风来自于空气预热器。
【专利摘要】本发明提供了一种提矿热炉余热回收利用效果的方法，属于矿热炉余热回收利用、节能减排技术领域。该方法用到的系统包括：余热锅炉前的高温变压静电除尘系统、烟尘隔离介质加入系统、余热锅炉系统、空气预热加压系统、汽轮发电机组。不同于现有技术的是：一是在半密闭罩矿热炉顶部增加了热风加入管；二是在余热锅炉前的烟气管路上增加了烟尘隔离介质加入装置和高温变压静电除尘系统；三是在余热锅炉本体内或余热锅炉外的烟气管线上设置了空气预热器。通过以上改进产生的有益效果是：提高和稳定了矿热炉出口烟气温度和流量；提高并稳定了余热锅炉所产蒸汽的压力和温度、提高了发电量；改善了余热锅炉的清灰效果，保证了余热回收系统的长周期稳定运行。
【IPC分类】F27D17/00, F23L15/00, F22B1/18
【公开号】CN105403056
【申请号】CN201410456027
【发明人】曹玉英
【申请人】曹玉英
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2014年9月10日