一种蓄热式电炉烟气余热回收利用系统技术方案

本发明专利技术公开了一种蓄热式电炉烟气余热回收利用系统，包括与电炉相连的保温烟道和与保温烟道相连的废钢预热室，还包括沉降室、高温除尘器、蓄热体、一级过热器、二级过热器、烟道式余热锅炉、省煤器、冷凝水预热器、烟气净化装置、过热蒸汽用户、凝汽器、除氧器、锅筒和生物质补燃炉，所述保温烟道、废钢预热室、沉降室、高温除尘器、蓄热体、一级过热器、烟道式余热锅炉、省煤器、冷凝水预热器和烟气净化装置通过烟气管道依次连接。该蓄热式电炉烟气余热回收利用系统不仅可降低能耗，提高发电机发电效率，同时可根据一次过热蒸汽情况精准控制二次补燃热量，热量损失小，烟气总体排放量小。烟气总体排放量小。烟气总体排放量小。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄热式电炉烟气余热回收利用系统


[0001]本专利技术涉及工业电弧炉烟气处理
，尤其是指一种蓄热式电炉烟气余热回收利用系统。

技术介绍

[0002]目前我国短流程炼钢的主流技术路线为电炉冶炼+废钢预热+电炉烟气余热发电工艺，但由于电炉生产过程存在不连续性及不稳定性，导致电炉冶炼产生的烟气具有如下特点：1）电炉烟气的产生具有间歇性，电炉烟气参数具有复杂波动性特点；电弧炉在冶炼过程中，随着炼钢、出钢节凑及冶炼强度的变化，烟气流量、温度、成分、含尘量一直在不断变化，呈现出周期性复杂波动特性，氧化期的烟气温度最高、烟气流量最大，含尘量最多，出钢期的烟气温度最低，流量最小，含尘量最少；2）烟气中粉尘浓度大、粒径小，烟尘含量一般在8
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15g/m3,最大在30 g/m3,粒径一般分布在0
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30μm范围内，吸附力较大，另外，粉尘中Zn含量较高，导致粉尘具有一定的粘性，受热面清灰比较困难；3）烟气温度波动大。电弧正式冶炼40min左右，转炉出口烟气温度400℃～1400℃之间波动，瞬间温度最高可达1800℃左右。对于带废钢预热的电炉，废钢预热系统出口温度在250℃～850℃之间波动。电炉烟气余热发电是回收电炉烟气余热、降低电炉吨钢电耗及减少吨钢二氧化碳排放量的重要技术手段，现有废钢余热发电系统总体包括两大类：电炉烟气余热饱和蒸汽发电技术和电炉烟气余热常规燃烧补燃过热蒸汽发电技术。其中电炉烟气余热常规燃烧补燃过热蒸汽发电技术由于发电效率高于电炉余热饱和蒸汽发电技术，所以，越来越多的企业采用电炉烟气余热常规燃烧补燃过热蒸汽发电技术，但电炉烟气余热常规燃烧补燃过热蒸汽发电技术又存在如下问题：一是常规补燃技术是对所有电炉烟气进行补热、燃料消耗量大，补充的热量很少用于蒸汽过热，绝大部分补热热量用于后部对流受热面加热低参数工质，补燃热量的利用效率非常低，经济性非常差；二是补燃炉以化石燃料为热源，温室气体排放量较大；三是补燃炉采用常规燃烧技术，氮氧化物排放量较大；四是烟气总体排放量大，进一步导致温室气体排放量较大；五是蒸汽过热补燃炉补燃不精准，补燃炉热效率较低，吨钢二氧化碳排放量较大；六是由于锅炉烟气的波动性发电机发电效率较低。
[0003]如公告号为：CN211012515U公开的电炉烟气余热利用系统，该电炉烟气余热利用系统通过在燃烧室内设置一次燃烧段和连接于该一次燃烧段底部的二次补燃段，并在一次燃烧段上对应设置一次燃烧结构，二次补燃段设置二次补燃结构，使电炉烟气二次燃烧，实现余热锅炉入口烟气温度可调以及蒸汽过热，但这种共燃烧室的串联补燃结构使得蒸汽过热缺口热量控制不精准，导致热量损失较大，热效率较低；同时换热后的烟气不能得到二次利用，进一步导致烟气总体排放量大，温室气体排放量较大；并且该专利中一次燃烧段和二次补燃段粉尘黏附效应严重，清灰困难；除此之外，该专利采用常规燃烧技术，同样存在氮氧化物排放量较大的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是提供一种蓄热式电炉烟气余热回收利用系统，该蓄热式电炉烟气余热回收利用系统不仅可降低能耗，提高发电机发电效率，同时可根据一次过热蒸汽情况精准控制二次补燃热量，热量损失小，热效率高，烟气总体排放量小，温室气体排放量小，氮氧化物排放量小并且受热管道黏附效应小。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种蓄热式电炉烟气余热回收利用系统，包括与电炉相连的保温烟道和与保温烟道相连的废钢预热室，还包括沉降室、高温除尘器、蓄热体、一级过热器、二级过热器、烟道式余热锅炉、省煤器、冷凝水预热器、烟气净化装置、过热蒸汽用户、凝汽器、除氧器、锅筒和生物质补燃炉，所述保温烟道、废钢预热室、沉降室、高温除尘器、蓄热体、一级过热器、烟道式余热锅炉、省煤器、冷凝水预热器和烟气净化装置通过烟气管道依次连接；电炉排出的烟气顺次经保温烟道、废钢预热室换热后进入沉降室粗除尘再由高温除尘器进一步除尘，除尘后的烟气顺次经蓄热体、一级过热器、烟道式余热锅炉、省煤器、冷凝水预热器进一步换热后经烟气净化装置对烟气进行净化；所述过热蒸汽用户与凝汽器相连，过热蒸汽用户产生的乏汽经凝汽器冷凝形成冷凝水，凝汽器与冷凝水预热器相连，冷凝水预热器与除氧器相连，由凝汽器冷凝形成的冷凝水经冷凝水预热器换热后进入除氧器除氧，所述除氧器还与省煤器相连，所述省煤器还与锅筒相连，锅筒的下降管与烟道式余热锅炉相连，上升管通过换热管道依次与一级过热器、二级过热器相连，二级过热器与过热蒸汽用户相连；所述生物质补燃炉分别与引风管、二级过热器相连，在引风管上设有第一引风机，第一引风机可将外界空气引入生物质补燃炉，生物质补燃炉产生的烟气流入二级过热器，由二级过热器流出的烟气经第一排烟管道排入蓄热体换热。
[0006]优选的，还包括第一回流管道，经所述省煤器换热后的烟气一部分经第二排烟管道排入冷凝水预热器，一部分经第一回流管道流入引风管并与引风管内的空气汇合。
[0007]优选的，还包括第二回流管道，经所述省煤器换热后的烟气一部分经第二排烟管道排入冷凝水预热器，一部分经第一回流管道流入引风管并与引风管内的空气汇合，一部分经第二回流管道流入蓄热体，所述蓄热体为蜂窝陶瓷蓄热体。
[0008]优选的，所述烟气净化装置包括与冷凝水预热器相连的活性炭吸附塔和与活性炭吸附塔相连的布袋除尘器，所述布袋除尘器经第三排烟管道与烟囱相连，所述过热蒸汽用户包括汽轮机和发电机。
[0009]进一步优选的，在所述第一回流管道上设有第一调节阀，第二回流管道上设有第二调节阀，在所述第三排烟管道上设有第三引风机。
[0010]上述技术方案中，电炉生成的高温烟气经废钢预热室对废钢预热后先引入沉降室对烟气进行粗除尘，再引入高温除尘器对烟气进一步除尘，避免一级过热器及后续烟道式余热锅炉粉尘黏附效应严重，导致清灰困难同时有效避免了蓄热体堵塞。除尘后的烟气利用蓄热体对烟气温度进行移峰填谷，大幅度减小进入一级过热器之前的烟气温度波动幅度，使烟气温度基本稳定在450℃
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550℃之间。利用电炉烟气自身热量使饱和蒸汽在一级过热器内形成过热蒸汽，利用生物质补燃方式对过热蒸汽精准提供热量缺口，当一级过热器足以保证蒸汽过热度时，二级过热器基本不再对过热蒸汽提供热量或仅提供极少的热量；当一级过热器由于烟气波动不能保证蒸汽过热度时，二级过热器对过热蒸汽精准提供热量
缺口保证蒸汽过热度稳定，确保汽轮机安全和发电机持续发电，从而提高发电机发电效率。生物质补燃生成的烟气流入二级过热器换热后又经第一排烟管道排入蓄热体换热，充分利用该部分烟气热量同时进一步保证流经蓄热体的烟气流量，减小烟气低谷温度、烟气量波动，生物质补燃热量损失小，热效率高。经省煤器换热后的烟气不仅具有200℃左右的显热同时含有10%左右的氧气可用于助燃，使该部分烟气一部分经第二排烟管道排入冷凝水预热器，一部分经第一回流管道流入引风管并与引风管内的空气汇合形成适合助燃的贫氧空气参与生物质补燃，一部分经第二回流管道再次流入蓄热体进一步保证流经蓄热体的烟气流量，减小烟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓄热式电炉烟气余热回收利用系统，包括与电炉相连的保温烟道和与保温烟道相连的废钢预热室，其特征在于，还包括沉降室、高温除尘器、蓄热体、一级过热器、二级过热器、烟道式余热锅炉、省煤器、冷凝水预热器、烟气净化装置、过热蒸汽用户、凝汽器、除氧器、锅筒和生物质补燃炉，所述保温烟道、废钢预热室、沉降室、高温除尘器、蓄热体、一级过热器、烟道式余热锅炉、省煤器、冷凝水预热器和烟气净化装置通过烟气管道依次连接；电炉排出的烟气顺次经保温烟道、废钢预热室换热后进入沉降室粗除尘再由高温除尘器进一步除尘，除尘后的烟气顺次经蓄热体、一级过热器、烟道式余热锅炉、省煤器、冷凝水预热器进一步换热后经烟气净化装置对烟气进行净化；所述过热蒸汽用户与凝汽器相连，过热蒸汽用户产生的乏汽经凝汽器冷凝形成冷凝水，凝汽器与冷凝水预热器相连，冷凝水预热器与除氧器相连，由凝汽器冷凝形成的冷凝水经冷凝水预热器换热后进入除氧器除氧，所述除氧器还与省煤器相连，所述省煤器还与锅筒相连，锅筒的下降管与烟道式余热锅炉相连，上升管通过换热管道依次与一级过热器、二级过热器相连，二级过热器与过热蒸汽用户相连；所述生物质补燃炉分别与引风管、二级过热器相连，在引风管上...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子兵，朱志勇，张宏，李贵友，张春华，
申请(专利权)人：思源交大河北科技有限公司，
类型：发明
国别省市：