[实用新型]半密闭电炉烟气余热发电专用设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种余热发电设备，特别涉及半密闭电炉烟气余热发电专用设备，属于烟气除尘及余热发电技术领域。

背景技术

在现有技术中半密闭电炉烟气的净化装置为半密闭电炉烟气发生设备、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半密闭电炉烟气的余热，产生饱和蒸汽等。由于半密闭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半密闭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半密闭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，由于半密闭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，本实用新型提供了半密闭电炉烟气余热发电专用设备，其不仅能高效地冷却高温烟气，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，并且不影响半密闭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：半密闭电炉烟气余热发电专用设备，包括燃烧沉降室、蓄热均温器、均流蓄热室、增压风机、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蓄热均温器、均流蓄热室、增压风机、除尘器、主风机、排气筒，所述蓄热均温器包括烟气进口、碳铜复合材料蓄热体、声波清灰装置、烟气出口和灰斗，所述碳铜复合材料蓄热体设置于烟气进口和烟气出口之间，所述声波清灰装置分段布置于碳铜复合材料蓄热体之间，所述均流蓄热室内安装有低压级蒸发器、中压级蒸发器、高压级蒸发器，低压级蒸发器的进口端与低压级工质加压泵的高压出口端连接，低压级蒸发器的出口端一路经管道后与带补汽口有机透平的低压补汽口连接，另一路与中压级工质加压泵的进口端连接，中压级工质加压泵的出口端连接中压级蒸发器，中压级蒸发器的出口端一路经管道后与带补汽口有机透平的中压补汽口连接，另一路与高压级工质加压泵的进口端连接，高压级工质加压泵的出口端连接高压级蒸发器，高压级蒸发器的出口端经管道后与带补汽口有机透平的高压进汽缸连接，带补汽口有机透平的下部接口通过管道与管壳式冷凝器的进气口连接，管壳式冷凝器的液相出口通过管道与储液罐连接，储液罐与低压级工质加压泵的低压进口端连接，带补汽口有机透平与三相发电机连接，管壳式冷凝器的一个端部法兰接口与循环水泵连接，管壳式冷凝器的另一个端部接溴化锂吸收式制冷机，溴化锂吸收式制冷机与循环水泵连接，构成另一个回路，所述增压风机与连接在半密闭电炉上方的外排管道一并连接除尘器，除尘器通过管道连接主风机，主风机与排气筒连接。

其进一步特征在于：采用R600a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：由于蓄热均温器可对烟气温度削峰填谷，降低烟气的最高温度、减小烟气温度的波动幅度，缓解烟气温度的骤升骤降，因而可减少余热发电装置的投资，提高余热发电装置的稳定性，并可安全地配置各类余热发电设备。

该发电设备与单级单压有机朗肯循环最大的区别在于，该设备采用多级蒸发的措施，利用半密闭电炉烟气余热的低温段加热产生低压蒸汽，进入有机透平的低压补汽口膨胀做功，利用半密闭电炉烟气余热的中温段加热产生中压蒸汽，进入有机透平的中压补汽口膨胀做功，利用半密闭电炉烟气余热的高温段加热产生高压蒸汽，进入有机透平的高压缸膨胀做功，实现半密闭电炉烟气余热对有机工质的梯级分压加热，这样就在各级受热面中减少了余热流与工质间的传热温差的不均衡性，降低了由于温差传热不可逆损失带来的熵增，其热效率可比单级蒸发有机朗肯循环提高30～35％，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℃，布袋除尘器中的滤料可选用价格最低的涤纶针刺毡布袋，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10mg/Nm³。’

本实用新型的优点在于：

1.蓄热均温器可对烟气温度削峰填谷，降低烟气的最高温度、减小烟气温度的波动幅度，缓解烟气温度的骤升骤降，解决热胀冷缩问题；