一种电炉烟气余热高效发电系统
阅读说明：本技术 一种电炉烟气余热高效发电系统 (Efficient power generation system using flue gas waste heat of electric furnace ) 是由 李佳 王小龙 朱能闯 唐美琼 余永江 刘浩然 于 2021-10-08 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种电炉烟气余热高效发电系统,包括烟气流程装置和汽水流程装置,所述烟气流程装置包括与电炉沉降室连通的两个余热锅炉、设于余热锅炉旁路的急冷塔、与余热锅炉连通的除尘器,所述余热锅炉与所述电炉沉降室一一对应,所述急冷塔内设有多组喷射冷却水的喷嘴,所述除尘器通过引风机与烟囱连通,余热锅炉至除尘器之间的烟道上设置活性炭喷射装置,所述汽水流程装置包括两所述余热锅炉,两所述余热锅炉的汽包均与汽轮发电机组的汽轮机连通。(The invention provides an electric furnace flue gas waste heat high-efficiency power generation system which comprises a flue gas flow device and a steam-water flow device, wherein the flue gas flow device comprises two waste heat boilers communicated with an electric furnace settling chamber, a quench tower arranged on a waste heat boiler bypass, and dust collectors communicated with the waste heat boilers, the waste heat boilers correspond to the electric furnace settling chamber one by one, a plurality of groups of nozzles for spraying cooling water are arranged in the quench tower, the dust collectors are communicated with a chimney through a draught fan, an activated carbon spraying device is arranged on a flue between each waste heat boiler and the corresponding dust collector, the steam-water flow device comprises two waste heat boilers, and steam drums of the two waste heat boilers are communicated with a steam turbine of a steam turbine generator set.)
技术领域
本发明涉及钢铁行业的节能利用技术领域，尤其涉及一种电炉烟气余热高效发电系统。
背景技术
电弧炉炼钢是世界主要炼钢方法之一，以废钢为主要原料，具有流程短、能耗低等特点。近年来，随着废钢资源的逐步释放及节能环保的需要，电弧炉炼钢迅速发展。
在电炉冶炼过程中，会产生大量的高温烟气。现有的大多数电炉烟气并没有回收，而是简单地采用了先降温冷却、后除尘的方式。降温冷却主要为水冷加强制风冷，造成了热能的浪费。少数电炉烟气勉强采用了余热回收，通常采用水列管余热锅炉、蓄热式余热锅炉来回收高温烟气的余热，回收的蒸汽仅仅用作蒸汽管网的补充，回收效率不高；甚至在回收汽水流程中再加入过热炉来加热蒸汽，整个系统复杂且回收效率不高。同时，高温烟气的回收利用过程中会产生有毒致癌物质二噁英，也是电炉烟气余热回收利用的一个难点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种电炉烟气余热高效发电系统，电炉沉降室后高温烟气进余热锅炉，同时余热锅炉设置旁路急冷塔。两台电炉对应两台余热锅炉，锅炉汽包蒸汽通过切换式母管制进入两台蓄热器内储存，蓄热器引出的饱和蒸汽汇总后经过汽水分离器再进入汽轮机发电。电炉冶炼过程中产生的烟气温度、流量都在不断变化，而这套高效发电系统可以连续稳定运行，同时系统中配置的活性炭喷射装置以及其他措施可以有效地控制二噁英的生成和去除，保证电炉烟气余热高效利用同时的环保性，本发明至少解决了现有技术中的部分问题，优化了电炉烟气余热利用。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种电炉烟气余热高效发电系统，包括烟气流程装置和汽水流程装置，所述烟气流程装置包括与电炉沉降室连通的两个余热锅炉、设于余热锅炉旁路的急冷塔、与余热锅炉连通的除尘器，所述余热锅炉与所述电炉沉降室一一对应，所述急冷塔内设有多组喷射冷却水的喷嘴，所述除尘器通过引风机与烟囱连通，余热锅炉至除尘器之间的烟道上设置活性炭喷射装置，所述汽水流程装置包括两所述余热锅炉，两所述余热锅炉的汽包均与汽轮发电机组的汽轮机连通。
作为优选，两所述余热锅炉通过切换式母管制接至两台蓄热器，两所述蓄热器通过汽水分离器与汽轮机通，汽轮机带动汽轮发电机组的发电机发电。
作为优选，两所述蓄热器之间连通汽平衡管和水平衡管。
作为优选，所述汽水流程装置还包括汇集汽轮机凝结水的凝汽器，所述凝汽器通过凝结水泵与两台余热锅炉对应的除氧器连通，所述除氧器通过给水泵与余热锅炉连通，水受热产生饱和蒸汽进入汽包。
作为优选，所述余热锅炉尾部设置省煤器。
作为优选，所述凝汽器设置有补水口。
作为优选，所述除尘器为布袋除尘器。
本发明具有以下有益效果：
对电炉的高温烟气余热进行了高效地回收利用，最终用于发电提高了余热利用的价值。高效余热锅炉以及省煤器的设置充分回收了电炉高温烟气中的热量，急冷塔的设置保证了整个发电系统的安全性，两台电炉余热锅炉对应一台汽轮发电机组、切换式母管制蒸汽以及蓄热器的设置保证了发电系统的稳定且连续的运行，余热锅炉遏制二噁英的再生以及活性炭对二噁英的去除保证了发电系统的环保性。此余热高效发电系统具有推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的电炉烟气余热高效发电系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的图1的局部放大图一；
图3为本发明实施例提供的图1的局部放大图二；
图4为本发明实施例提供的图1的局部放大图三。
图中所示：1、电炉沉降室；2、余热锅炉；3、急冷塔；4、布袋除尘器；5、引风机；6、烟囱；7、蓄热器；8、汽轮机；9、发电机；10、凝汽器；11、凝结水泵；12、除氧器；13、给水泵；14、汽包；15、活性炭喷射装置；16、汽水分离器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图4，本发明实施例提供一种炼钢电炉烟气余热高效发电系统，包括烟气流程装置和汽水流程装置，所述烟气流程装置包括与电炉沉降室1连通的两个余热锅炉2、设于余热锅炉2旁路的急冷塔3、与余热锅炉2连通的布袋除尘器4，所述余热锅炉2与所述电炉沉降室1一一对应，所述急冷塔3内设有多组喷射冷却水的喷嘴，所述布袋除尘器4通过引风机5与烟囱6连通，在电炉高温烟气进余热锅炉设置急冷塔旁路，以便在锅炉检修或者锅炉排出烟气温度过高威胁下游除尘布袋时，可将高温烟气部分或全部切至急冷塔，快速喷水降温，保证系统的安全性，余热锅炉2至布袋除尘器4之间的烟道上设置活性炭喷射装置15，间断或连续喷射活性炭去除烟道中再生的二噁英。高温烟气进入余热锅炉2时，控制烟气流速使高温烟气温度在2秒内降至200℃，以遏制降温过程中二噁英的生成。
所述汽水流程装置包括两所述余热锅炉2，两所述余热锅炉2的汽包14均与汽轮发电机组的汽轮机8连通，本发明提供了一种电炉烟气余热高效发电系统，包括两台电炉对应两台余热锅炉2，对应一台汽轮发电机组连续稳定运行，可有效缓冲两台电炉烟气的波动情况。
两所述余热锅炉2通过切换式母管制接至两台蓄热器7，两所述蓄热器7通过汽水分离器16与汽轮机8连通，汽轮机8带动汽轮发电机组的发电机9发电。两所述蓄热器7之间连通汽平衡管和水平衡管。两台余热锅炉2出来的主蒸汽采用切换式母管制，接至两台蓄热器7，蓄热器7对电炉烟气流量和温度的周期性波动情况进行稳压和缓冲，同时两台蓄热器7之间连通汽平衡管和水平衡管，更好地稳定蒸汽波动情况。在蒸汽进汽轮机前设置汽水分离器16，减少蒸汽中含水量，使汽轮机运行更高效。
所述汽水流程装置还包括汇集汽轮机8凝结水的凝汽器10，所述凝汽器10通过凝结水泵11与两台余热锅炉2对应的除氧器12连通，所述除氧器12通过给水泵13与余热锅炉2连通，水受热产生饱和蒸汽进入汽包14。所述余热锅炉2尾部设置省煤器，凝结水进入除氧器12前可先进入余热锅炉省煤器进行预热，加热到未饱和水再进入除氧器12。所述凝汽器10设置有补水口，补充余热发电系统损失掉的汽水。
随着废钢资源的逐步释放及节能环保的需要，以废钢为原料的短流程电炉炼钢发展迅速。然而，电炉冶炼产生的高温烟气余热利用率较低，且利用效率也偏低。本发明提出一种新的电炉烟气余热高效发电系统，合理优化配置余热锅炉、急冷塔、除尘器、蓄热器、汽轮发电机组，优化烟气流程、汽水流程，达到电炉高温烟气高效回收利用的目的，同时兼顾安全性、稳定性和环保性，具有推广价值。
如图1所示，电炉冶炼过程中高温烟气从电炉沉降室1排出。高温电炉烟气温度可达800～1000℃，烟气量呈周期性波动。高温烟气进入余热锅炉2，控制烟气流速使高温烟气温度在2秒内降至200℃，以遏制降温过程中二噁英的生成。同时余热锅炉2设置旁路急冷塔3，急冷塔3内设置多组喷嘴喷射冷却水，在电炉高温烟气进余热锅炉设置急冷塔旁路，以便在锅炉检修或者锅炉排出烟气温度过高威胁下游除尘布袋时，可将高温烟气部分或全部切至急冷塔，快速喷水降温，保证系统的安全性。降温至200℃的烟气引至布袋除尘器4进行除尘，布袋除尘器4后设置引风机5对整个烟道烟气压力进行调节，最终除尘后的烟气通过烟囱6排出。此为单台电炉的烟气流程，本系统中两台电炉的烟气流程相同。
本发明为电炉烟气余热高效发电系统，两台电炉对应两台余热锅炉2，最终对应一台汽轮机8进行高效发电，可有效缓冲两台电炉烟气的波动情况。两台余热锅炉2的汽包14出来的主蒸汽通过切换式母管制，接至两台蓄热器7，蓄热器7对电炉烟气流量和温度的周期性波动情况进行稳压和缓冲。同时两台蓄热器7之间连通汽平衡管和水平衡管，更好地稳定蒸汽波动情况。蓄热器7单位蓄热能力即单位水从充热压力降至放热压力时所产生的蒸汽量，蓄热器7的水容量根据余热锅炉汽包14的压力、最大产汽量、平均产汽量以及蓄热器蓄热能力等确定。蓄热器7后饱和蒸汽含水量大，经过汽水分离器16后再进入汽轮机8，带动发电机9发电。在蒸汽进汽轮机前设置汽水分离器16，减少蒸汽中含水量，使汽轮机运行更高效。汽轮机8凝结水汇集到凝汽器10，经凝结水泵11分别打到两台余热锅炉2对应的除氧器12，再经过给水泵13进入余热锅炉2进行受热，产生饱和蒸汽进入汽包14，完成汽水循环。此为余热发电系统的汽水流程。
此外，所述凝汽器10设置有补水口，以补充余热发电系统损失掉的汽水。
此外，余热锅炉2至布袋除尘器4之间的烟道上设置活性炭喷射装置15，间断或连续喷射活性炭去除烟道中再生的二噁英。具体控制可由余热锅炉出口增设的二噁英类物质监测装置连锁控制或人工控制。
进一步优化上述方法，余热锅炉2尾部设置省煤器，凝结水进入除氧器12前可先进入余热锅炉省煤器进行预热，加热到未饱和水再进入除氧器12。
进一步优化上述方法，布袋除尘器4可替换为组合除尘器或其他类型的除尘净化措施。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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