一種提高礦熱爐余熱回收利用效果的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于礦熱爐余熱回收利用、節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。具體說就是一種改變礦熱爐進(jìn)風(fēng)溫度、降低余熱鍋爐入口煙氣粉塵濃度、改變余熱鍋爐入口煙氣組分、改善余熱鍋爐清灰效果的方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]鐵合金的生產(chǎn)方法分為高爐法、電爐法、爐外法、轉(zhuǎn)爐法及真空電阻爐法。電爐法是生產(chǎn)鐵合金的主要方法，其產(chǎn)量約占全部鐵合金產(chǎn)量的80%。電熱爐法冶煉過程的熱源主要是電能，使用碳質(zhì)還原劑還原礦石中的氧化物，采用連續(xù)式的操作工藝并在還原電爐中進(jìn)行，這種電熱礦石還原爐簡稱礦熱爐。
[0003]鐵合金在礦熱爐內(nèi)的冶煉過程中，消耗大量電能，同時有大量的C0氣體產(chǎn)生，在半密閉罩礦熱爐工藝中，這些C0氣體在爐口與進(jìn)入的空氣直接燃燒放出燃燒熱并生成C02氣體，所產(chǎn)生的熱煙氣溫度約為350°c -400°C，所含熱能約為電熱爐消耗電能的55%左右，對這部分煙氣的余熱進(jìn)行回收發(fā)電可以節(jié)電10-20左右?，F(xiàn)有余熱回收發(fā)電技術(shù)存在兩個問題:一個是余熱鍋爐排煙溫度高達(dá)180°C -20(TC左右，離指標(biāo)要求低于140°C差距較大，系統(tǒng)余熱利用率低。另一個更大的主要問題是煙氣中的粉塵(含量為3-10g/Nm3)粒度小，粘性大、親水性強，這些粉塵落在鍋爐的換熱管上很難被清除，粉塵在換熱管上的堆積嚴(yán)重影響管壁的換熱，并且增加了煙氣阻力，使得余熱回收系統(tǒng)無法穩(wěn)定運行而處于癱瘓狀態(tài)。這些問題嚴(yán)重影響了礦熱爐余熱回收項目的推廣和實施。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，本發(fā)明提供一種提高礦熱爐余熱回收利用效果的方法。具體
【發(fā)明內(nèi)容】
:一是在礦熱爐出口的煙氣管路上增設(shè)了高溫變壓靜電除塵器，該除塵器最高連續(xù)使用溫度為500°C，并且除塵器所加電壓為變壓操作，除塵器為雙電場或四電場結(jié)構(gòu)，當(dāng)前一個電場進(jìn)入低壓振打清灰狀態(tài)時，下一個電場進(jìn)入高壓除塵狀態(tài)，極板上的電壓在高壓和低壓兩個值上周期性變化。這種結(jié)構(gòu)是根據(jù)礦熱爐煙塵在極板和極線上放電慢造成煙塵在極板上堆積形成反電暈和下落的粉塵容易被二次荷電這一特點設(shè)計的。該設(shè)計保證了除塵器的除塵效率，使除塵效率達(dá)到95%以上，有效地降低了進(jìn)入余熱鍋爐的煙塵濃度，從而改善了余熱鍋爐的運行環(huán)境。
[0005]二是通過在余熱鍋爐內(nèi)或余熱鍋爐后增加了空氣預(yù)熱器，利用從余熱鍋爐出來的180°C _200°C煙氣預(yù)熱空氣，空氣被預(yù)熱到80°C _100°C，用來做礦熱爐的燃燒空氣，同時用來噴吹攜帶煙塵隔離介質(zhì)，同時從空氣預(yù)熱器出來的煙氣溫度降低到140°C左右，提高了煙氣的余熱利用率。由于礦熱爐的補燃空氣大部分為熱空氣，這樣進(jìn)余熱鍋爐的煙氣溫度就可以提高并穩(wěn)定在420°C -450°C左右，余熱鍋爐所產(chǎn)蒸汽壓力穩(wěn)定在2.5MPa左右，溫度穩(wěn)定在380°C左右。
[0006]三是:在余熱鍋爐前增設(shè)了煙塵隔離介質(zhì)加入裝置，該裝置由安裝在煙氣管線上的均化室，安裝在均化室外的熱空氣加壓設(shè)備、隔離介質(zhì)給料機、料封泵等設(shè)備和附件組成。此隔離介質(zhì)的加入降低了煙塵顆粒之間的粘結(jié)度，同時也降低了煙塵顆粒與余熱鍋爐換熱管之間的粘結(jié)度，從而使落在換熱管上的煙塵很容易的被清除掉。
【具體實施方式】
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[0007]下面通過具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0008]現(xiàn)有一臺25500KVA的半密閉罩硅鐵電熱爐，煙氣量是129300Nm3，煙氣溫度是350°C，煙塵濃度是4.5g/Nm3。采用本發(fā)明為其設(shè)計的余熱回收發(fā)電方案是:將從設(shè)置在余熱鍋爐尾部的空氣預(yù)熱器出來的80°C -100°C的熱空氣，通過管線和閥門送至礦熱爐頂部做補燃空氣，并對半密閉煙罩進(jìn)行改造，在不影響加料和刺火等冶煉操作的前提下，盡量減少冷空氣吸入量，使冷空氣吸入量減少到原來的20%左右，這樣礦熱爐出口煙氣溫度就可提高到 420°C -450°C。
[0009]420°C -450°C的煙氣先進(jìn)入變壓高溫靜電除塵器，該除塵器最高連續(xù)使用溫度為500°C，并且除塵器所加電壓為變壓操作，除塵器為雙電場或四電場結(jié)構(gòu)，當(dāng)前一個電場進(jìn)入低壓振打清灰狀態(tài)時，下一個電場進(jìn)入高壓除塵狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)是根據(jù)礦熱爐煙塵在極板和極線上放電慢造成煙塵在極板上堆積形成反電暈和下落的粉塵容易被二次荷電這一特點設(shè)計的。該設(shè)計保證了除塵器的除塵效率，使除塵效率達(dá)到95%以上，有效地降低了進(jìn)入余熱鍋爐的煙塵濃度，從而改善了余熱鍋爐的運行環(huán)境。
[0010]從除塵器出來的含塵濃度200mg/Nm3左右的煙氣進(jìn)入煙塵隔離介質(zhì)均化室，與加入的隔離介質(zhì)均勻混合后進(jìn)入余熱鍋爐(鍋爐內(nèi)設(shè)置有機械振動清灰裝置)，產(chǎn)生壓力2.5MPa左右，溫度380°C左右的過熱蒸汽，蒸汽從余熱鍋爐出來進(jìn)入發(fā)電機組發(fā)電，煙氣經(jīng)過余熱鍋爐的過熱器、蒸發(fā)換熱器、空氣預(yù)熱器(也可以安裝在余熱鍋爐外的煙氣管路上)后溫度降低到140°C以下，再進(jìn)入布袋除塵器除塵，達(dá)標(biāo)后的煙氣經(jīng)煙囪排放；經(jīng)空氣預(yù)熱后的溫度為80°C _100°C的熱空氣大部分經(jīng)風(fēng)機送入礦熱爐頂部做補燃空氣，約1%的熱空氣經(jīng)加壓風(fēng)機加壓到0.1MPa左右，去料封泵或噴射泵吸引并稀釋隔離介質(zhì)后一起進(jìn)入安裝在煙氣管道上的均化室，與煙氣均勻混合，混合后的煙氣進(jìn)入余熱鍋爐。
[0011]有益效果:
[0012]下面具體分析本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的有益效果是通過補入熱空氣的方法，提高了礦熱爐出口煙氣溫度，進(jìn)而提高了余熱鍋爐所產(chǎn)蒸汽溫度，蒸汽溫度由現(xiàn)有技術(shù)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，當(dāng)發(fā)電機排氣壓力為0.005MPa，溫度為50°C時，排汽的焓值是620Kcal/Kg，現(xiàn)有技術(shù)用于發(fā)電的焓值是105Kcal/Kg，采用本發(fā)明后用于發(fā)電的焓值是145Kcal/Kg，這樣改造后的小時發(fā)電量是原來的1.38倍。同時本發(fā)明通過變壓高溫靜電除塵器的應(yīng)用和煙塵隔離介質(zhì)的加入，降低了進(jìn)入余熱鍋爐煙氣中煙塵的濃度，并改變了煙塵的組分，降低煙塵之間、煙塵和余熱鍋爐換熱管之間的粘結(jié)度，使得落在鍋爐換熱管上的煙塵由現(xiàn)有技術(shù)的很難清理變?yōu)楹苋菀浊謇?，保證了礦熱爐余熱回收系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運行，為礦熱爐余熱回收項目的普及推廣提供了強有力的技術(shù)支撐。
【主權(quán)項】
1.一種提高礦熱爐余熱回收利用效果的方法，其特征在于:在余熱鍋爐前設(shè)置了煙塵隔離介質(zhì)加入系統(tǒng)和高溫變壓靜電除塵器，在余熱鍋爐后增加了空氣預(yù)熱加壓系統(tǒng)，在礦熱爐頂部增加了熱風(fēng)加入管線。2.如權(quán)利要求1所述的一種提高礦熱爐余熱回收利用效果的方法，其特征在于:煙塵隔離介質(zhì)加入系統(tǒng)由安裝在煙氣管線上的均化室、螺旋給料機、料封泵和熱風(fēng)管線組成。3.如權(quán)利要求1所述的一種提高礦熱爐余熱回收利用效果的方法，其特征在于:余熱鍋爐前的高溫變壓靜電除塵器采用雙電場或四電場變壓操作，當(dāng)上一級電場處于高壓除塵狀態(tài)時，下一級電場處于低壓清灰狀態(tài)。4.如權(quán)利要求1所述的一種提高礦熱爐余熱回收利用效果的方法，其特征在于:在余熱鍋爐后增加的空氣預(yù)熱加壓系統(tǒng)的空氣預(yù)熱器可以安裝在余熱鍋爐內(nèi)，也可以安裝在余熱鍋爐外。5.如權(quán)利要求1所述的一種提高礦熱爐余熱回收利用效果的方法，其特征在于:在礦熱爐頂部加入熱風(fēng)來自于空氣預(yù)熱器。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種提礦熱爐余熱回收利用效果的方法，屬于礦熱爐余熱回收利用、節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。該方法用到的系統(tǒng)包括：余熱鍋爐前的高溫變壓靜電除塵系統(tǒng)、煙塵隔離介質(zhì)加入系統(tǒng)、余熱鍋爐系統(tǒng)、空氣預(yù)熱加壓系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機組。不同于現(xiàn)有技術(shù)的是：一是在半密閉罩礦熱爐頂部增加了熱風(fēng)加入管；二是在余熱鍋爐前的煙氣管路上增加了煙塵隔離介質(zhì)加入裝置和高溫變壓靜電除塵系統(tǒng)；三是在余熱鍋爐本體內(nèi)或余熱鍋爐外的煙氣管線上設(shè)置了空氣預(yù)熱器。通過以上改進(jìn)產(chǎn)生的有益效果是：提高和穩(wěn)定了礦熱爐出口煙氣溫度和流量；提高并穩(wěn)定了余熱鍋爐所產(chǎn)蒸汽的壓力和溫度、提高了發(fā)電量；改善了余熱鍋爐的清灰效果，保證了余熱回收系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運行。
【IPC分類】F27D17/00, F23L15/00, F22B1/18
【公開號】CN105403056
【申請?zhí)枴緾N201410456027
【發(fā)明人】曹玉英
【申請人】曹玉英
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2014年9月10日