專利名稱：電爐高溫高含塵煙氣除塵及余熱發電專用裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電爐除塵余熱發電領域，涉及電爐煙氣的除塵及余熱發電。
背景技術：
電爐煉鋼煙氣溫度很高，經捕集后進入管道的溫度一般在1200°C左右，粉塵濃度 達30g/Nm3，小于IOum的灰占粉塵總量的80%以上，粉塵量大，并且粘而細。目前通常采用 先換熱降溫(換熱降溫方式有機力冷卻器換熱、噴霧冷卻換熱、余熱鍋爐換熱等)后除塵 的方法。先換熱降溫后除塵的方法存在諸多缺點1、機力冷卻器換熱后除塵降溫效果差，進口煙氣溫度不宜大于500°C，降溫范圍 有限，機冷器管壁容易堵灰，造成燒布袋，系統無法正常運行。2、噴霧冷卻換熱后除塵增加煙氣中水的含量，不僅使布袋板結，還容易造成水與 粉塵粘結，造成系統設備堵塞。3、余熱鍋爐換熱后除塵由于煙氣中含有大量的粉塵，粘而細的粉塵即使在光管 的熱管元件上也會出現積灰、堵塞現象，對于環向翅片管的熱管元件積灰、堵塞更加嚴重， 同時為了防止結灰，余熱利用設施中換熱核心元件翅片間距大，不僅影響換熱效率，造成余 熱鍋爐產汽量不足，更為嚴重的是由于余熱鍋爐堵灰，系統運行不穩定，造成冶煉生產無法 正常進行，被迫停產檢修。由于以上缺點，工程中采用許多吹灰方法如激波吹灰、蒸汽吹灰、落丸清灰等，但 由于粉塵細而粘，并且粉塵量大，每生產1噸鋼就會產生30kg粉塵，這些清灰方式收效甚 微，無法從根本上解決積灰、堵塞問題。
發明內容本實用新型的目的是提供一種電爐高溫高含塵煙氣除塵及余熱發電專用裝置。該 專用裝置不僅能最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，拖動除塵風機，同時可 降低煙氣的排放溫度，改善除塵能力，并且不影響電爐煉鋼生產的穩定和連續，還能得到很 好的除塵效果，排放的粉塵濃度小于8mg/Nm3。本實用新型所采用的技術方案如下電爐高溫高含塵煙氣除塵及余熱發電專用裝 置，包括由管路依次連接的電爐、引風機、排氣筒，其特征在于所述電爐和引風機之間通 過管路依次連接有高溫除塵器、蓄煙室，所述高溫除塵器中設置有陶瓷濾芯，所述蓄煙室內 安裝有一次表面蒸發器，一次表面蒸發器的進口端與工質循環泵的高壓出口端連接，一次 表面蒸發器的出口端經管道后與汽輪機的上部法蘭接口連接，低沸點工質汽輪機的下部接 口通過管道與管殼式冷凝器的進氣口連接，管殼式冷凝器的液相出口通過管道與工質循環 泵的低壓進口端連接，低沸點工質汽輪機與三相發電機連接，管殼式冷凝器的一個端部法 蘭接口與水泵連接，管殼式冷凝器的另一個端部接冷卻塔，冷卻塔與水泵連接，構成一個回 路。其進一步特征在于采用R15M為循環有機工質。[0010]本實用新型有益效果是由于本實用新型余熱發電裝置放在高溫除塵器后，熱源 煙氣含塵量低，因此可以將蓄煙室內的換熱核心單元翅片間距設計很小；而且無須卸灰、清 灰、輸灰設施；體積減小，同時維護量減小，也延長了蓄煙室的使用壽命，粉塵排放濃度更 低。與現有技術相比，本實用新型具有如下優點、經濟效果1.最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，用于生產。2.滿足循環經濟的要求，符合節能減排的國家政策。3.蓄煙室不積灰，不堵塞，換熱效率提高7 8倍。4.省掉了蓄煙室的吹灰系統，從而降低了造價及運行費用。5.采用耐高溫陶瓷濾芯除塵器，排放濃度彡8mg/Nm3。6.應用范圍廣，電爐除塵余熱發電都可采用。綜上所述，本方案采用先除塵后余熱發電的裝置，煙塵排放濃度低，發電量多，裝 置運行穩定能耗低。

圖1是本實用新型的裝置結構示意圖。圖中1.電爐，2.四孔水冷滑套，3.燃燒沉 降室，4.高溫除塵器，5.蓄煙室，6.風機，7.排氣筒，8. —次表面蒸發器，9.低沸點工質汽 輪機，10.三相發電機，11.工質循環泵，12.水泵，13.管殼式冷凝器，14.冷卻塔。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。本實用新型中電爐高溫高含塵煙氣除塵及余熱發電專用設備包括燃燒沉降室3、 高溫除塵器4、蓄煙室5、主風機6、排氣筒7，所述燃燒沉降室通過管道順序連接高溫除塵器 4、蓄煙室5、主風機6、排氣筒7，所述高溫除塵器4中設置有陶瓷濾芯，所述蓄煙室5內安 裝有一次表面蒸發器8，一次表面蒸發器8的進口端與工質循環泵11的高壓出口端連接， 一次表面蒸發器8的出口端經管道后與低沸點工質汽輪機9的上部法蘭接口連接，低沸點 工質汽輪機9的下部接口通過管道與管殼式冷凝器13的進氣口連接，管殼式冷凝器13的 液相出口通過管道與工質循環泵11的低壓進口端連接，低沸點工質汽輪機9與三相發電機 10連接，管殼式冷凝器13的一個端部法蘭接口與水泵12連接，管殼式冷凝器13的另一個 端部接冷卻塔14，冷卻塔14與水泵12連接，構成一個回路。所述低沸點工質為R152a，進入低沸點工質汽輪機的工質壓力為3. 4MPa，膨脹做 功后的工質壓力為0. SSMI^a時，系統輸出電功率為4000KW，朗肯循環效率為15%，系統排出 的煙氣溫度為90°C。采用先除塵后余熱發電裝置，即先將高溫含塵煙氣進入陶瓷濾芯除塵器凈化，除 塵器中的陶瓷濾芯，一般能夠承受1200°C左右的長期工作溫度，最高能承受1500°C的高 溫，且能承受高溫大顆粒的沖刷，因此可以直接凈化高溫煙氣，而不需要做任何預處理。凈 化后的粉塵濃度降至小于8mg/Nm3成為潔凈煙氣，不需要處理灰塵的堵塞、清灰等問題。本實用新型的工作過程150t/h電爐1內排煙氣流量35X 104Nm3/h，溫度1200°C， 含塵濃度30g/Nm3由第四孔排出，經水冷滑套2混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉 降室3 ；燃燒沉降室3的作用是降低煙氣流速，使煙氣中攜帶的大顆粒粉塵沉降，并適當混入冷風，最終燃燼一氧化碳氣體，由燃燒沉降室3出來的煙氣進入高溫除塵器4，經除塵后 粉塵濃度小于8mg/Nm3。然后進入蓄煙室5，溫度降至90°C左右，由主風機6壓入排氣筒7 排入大氣。同時，低沸點工質通過工質泵11驅動，先在安裝于蓄煙室內的一次表面蒸發器8 中吸收煙氣余熱載體的熱量，變成飽和蒸汽，通過調壓閥后，工質蒸汽在低沸點工質汽輪機 9內膨脹做功，并帶動三相發電機10發電。從低沸點工質汽輪機9排出的工質蒸汽由管殼 式冷凝器13冷凝為飽和液體，再由工質泵11將工質液體加壓后送入一次表面蒸發器8中， 開始新一輪循環。系統發出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經過調壓后并入廠內 電網，或直接送給用電設備使用。該設備的最大特點是采用先除塵后余熱發電來回收電爐煙氣的余熱。以150t/h 煉鋼電爐除塵工藝為例，本實用新型流程與常規余熱利用后除塵比較，說明如下
權利要求1.一種電爐高溫高含塵煙氣除塵及余熱發電專用裝置，包括由管路依次連接的電爐、 引風機、排氣筒，其特征在于所述電爐和引風機之間通過管路依次連接有高溫除塵器、蓄煙室。
2.根據權利要求1所述的電爐高溫高含塵煙氣除塵及余熱發電專用裝置，其特征在 于所述高溫除塵器中設置有陶瓷濾芯。
3.根據權利要求1所述的電爐高溫高含塵煙氣除塵及余熱發電專用裝置，其特征在 于所述蓄煙室內安裝有一次表面蒸發器，一次表面蒸發器的進口端與工質循環泵的高壓 出口端連接，一次表面蒸發器的出口端經管道后與汽輪機的上部法蘭接口連接，低沸點工 質汽輪機的下部接口通過管道與管殼式冷凝器的進氣口連接，管殼式冷凝器的液相出口通 過管道與工質循環泵的低壓進口端連接，低沸點工質汽輪機與三相發電機連接，管殼式冷 凝器的一個端部法蘭接口與水泵連接，管殼式冷凝器的另一個端部接冷卻塔，冷卻塔與水 泵連接，構成一個回路。
4.根據權利要求3所述的電爐高溫高含塵煙氣除塵及余熱發電專用裝置，其特征在 于采用R15M為循環有機工質。
專利摘要一種電爐高溫高含塵煙氣除塵及余熱發電專用裝置，包括由管路依次連接的電爐、引風機、排氣筒，其特征在于所述電爐和引風機之間通過管路依次連接有高溫除塵器、蓄煙室，所述高溫除塵器中設置有陶瓷濾芯，所述蓄煙室內安裝有一次表面蒸發器，一次表面蒸發器一端與工質循環泵連接，另一端與汽輪機連接，汽輪機一端與管殼式冷凝器連接，另一端與發電機連接，管殼式冷凝器一端與工質循環泵連接，另一端與水泵連接，管殼式冷凝器出口接冷卻塔，冷卻塔與水泵連接。其進一步特征在于采用R152a為循環有機工質。本實用新型可最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為電能，蓄煙室無須卸灰、清灰、輸灰設施，延長了設備的使用壽命，環保效果好。
文檔編號F01K11/02GK201844700SQ201020588779
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月2日 優先權日2010年11月2日
發明者顧云紅 申請人:無錫市曜通環保機械有限公司