轉底爐含鋅粉塵回收及余熱發電系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種轉底爐含鋅粉塵回收及余熱發電系統，包括轉底爐、高溫余熱鍋爐、旋風除塵器、低溫余熱鍋爐、旁通煙道、空預器、布袋除塵器、引風機、煙囪、汽輪機、除氧器、高壓給水泵及低壓給水泵，能夠降低煙道和換熱面的粘結和腐蝕，保證整個系統的順利運行，減少煙氣中粉塵的排放，回收高濃度的鋅灰，同時利用煙氣余熱發電，廢物利用，降低生產成本。
【專利說明】轉底爐含鋅粉塵回收及余熱發電系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及轉底爐領域，尤其是一種轉底爐含鋅粉塵回收及余熱發電系統。
【背景技術】
[0002]鋼鐵生產要產生大量的泥塵，其中的粉塵主要成分為鐵，同時還有大量鋅、鉛等金屬，早期鋼廠將這些將塵泥直接配入燒結原料中，循環使用，但是配入燒結料中的塵泥由于其粒度細，會大大影響燒結料層的透氣性，也會影響燒結礦的強度，同時塵泥中的鋅鉛等易揮發元素，還會在高爐內循環富集，導致高爐煤氣中的鋅含量不斷上升而在高爐上部結瘤，煤氣管道堵塞，影響高爐的正常運行。針對這種情況，國內外開發出了轉底爐還原技術，該技術不但能利用其中的碳生產金屬化球團，還能通過煙氣回收含鋅粉塵。近幾年，在我國先后有多家企業建設處理泥塵的轉底爐裝置。
[0003]轉底爐在運行過程中釋放出大量的高溫煙氣，煙溫在1200°C左右，具有較高的經濟價值，是余熱發電的首選。轉底爐的煙氣成分中含有大量低沸點和低熔點的金屬氧化物和氯化物，主要有:鋅的氧化物和氯化物、鉛的氧化物和氯化物、堿金屬的氧化物和氯化物。這些氧化物和氯化物隨著煙氣溫度的降低，逐步固化成粘結性很強的粉塵，這些粉塵將粘結在換熱面積上難以去除，特別是在溫度小于350°C時更難處理，經常會將煙道堵塞，導致系統停車。因此，防止換熱面粘結和腐蝕、高效回收煙氣中的鋅灰塵、充分利用煙氣的余熱已成為轉底爐煙氣處理的難點。
[0004]目前，國內外對轉底爐煙氣進行處理的技術基本是參照新日鐵的技術，該技術涉及的煙氣處理系統設備主要由換熱器、余熱鍋爐、布袋除塵器通過煙氣管路密封連接組成，其中換熱器用來預熱燃燒空氣，余熱鍋爐是利用余熱形成蒸汽，布袋除塵器用于煙氣除塵和回收氧化鋅粉塵。但是，這種煙氣處理系統在實際使用中經常出現頻繁堵塞現象，需要經常停產更換設備器件。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是:為了提供一種轉底爐含鋅粉塵回收及余熱發電系統，能夠降低煙道和換熱面的粘結和腐蝕，保證整個系統的順利運行，減少煙氣中粉塵的排放，回收高濃度的鋅灰，同時利用煙氣余熱發電，廢物利用，降低生產成本。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種轉底爐含鋅粉塵回收及余熱發電系統，包括轉底爐、高溫余熱鍋爐、旋風除塵器、低溫余熱鍋爐、旁通煙道、空預器、布袋除塵器、引風機、煙囪、汽輪機、除氧器、高壓給水泵及低壓給水泵，所述轉底爐的高溫煙氣出口通過煙道連接高溫余熱鍋爐的進口，所述高溫余熱鍋爐內依次設置有高溫過熱器、高溫蒸發器及高溫省煤器，所述高溫過熱器的出口連接汽輪機的高壓缸進口，所述高溫省煤器的進口連接高壓給水泵的出口，所述高溫蒸發器與高溫過熱器之間設置有高溫汽包，所述高溫余熱鍋爐的出口通過旋風除塵器與低溫余熱鍋爐的進口連接，高溫余熱鍋爐的出口端和低溫余熱鍋爐的進口端分別設置有導流板，所述旋風除塵器的出口與旁通煙道的進口連接，低溫余熱鍋爐內依次設置有低溫省煤器、低溫蒸發器及低溫過熱器，所述低溫過熱器的出口連接汽輪機的低壓缸進口，所述低溫省煤器的進口連接低壓給水泵的出口，所述低溫蒸發器與低溫過熱器之間設置有低溫汽包，低溫余熱鍋爐的出口與旁通煙道的出口匯集并與空預器的進口連接，所述空預器與轉底爐連接，空預器的出口連接布袋除塵器的進口，所述布袋除塵器的出口通過引風機與煙?的進口相連，所述汽輪機與發電機連接，汽輪機的蒸汽排出口通過凝結泵與除氧器的進口連接，所述除氧器的出口分別與高壓給水泵的進口、低壓給水泵的進口連接。
[0007]轉底爐產生的煙氣首先進入高溫余熱鍋爐，依次經高溫余熱鍋爐內的高溫過熱器、高溫蒸發器及高溫省煤器換熱，同時，換熱后得到的過熱蒸汽送往汽輪機的高壓缸做功發電，然后煙氣通過高溫余熱鍋爐出口端的導流板改變流動方向，由切向進氣口進入旋風除塵器除塵，經過旋風除塵器凈化后的煙氣通過低溫余熱鍋爐的進口端的導流板改變流向，接著，煙氣依次經低溫余熱鍋爐內的低溫省煤器、低溫蒸發器及低溫過熱器換熱，同時，換熱后得到的過熱蒸汽送往汽輪機的低壓缸做功發電，隨后，煙氣經低溫余熱鍋爐的出口進入空預器與冷空氣換熱，換熱得到的熱空氣一部分可以用來干燥生球，另一部分直接進入轉底爐內作為助燃空氣，煙氣流出空預器后，進入布袋除塵器除塵，最后合格的煙氣通過引風機由煙囪排入大氣。由于煙氣經兩導流板、旋風除塵器及布袋除塵器的三級分離，可以回收煙氣中大量高濃度的含鋅粉塵，并且大大降低了煙道的堵塞。由于設置有旁通煙道，當低溫余熱鍋爐正常運行時，低溫余熱鍋爐的進氣閥開啟，旁通煙道進氣閥關閉，煙氣不通過旁通煙道；當低溫余熱鍋爐停修時，低溫余熱鍋爐的進氣閥關閉，旁通煙道進氣閥開啟，煙氣可以從旁通煙道進入空預器，便于對低溫余熱鍋爐進行清理維護，不會影響正常加工。
[0008]現有技術中高溫余熱鍋爐與低溫余熱鍋爐一般均為水平設置，煙氣為水平流動，為了更好的提高粉塵的沉降效果，所述高溫余熱鍋爐與低溫余熱鍋爐之間呈U型設置，煙氣在高溫余熱鍋爐內從上而下流動，煙氣在低溫余熱鍋爐內從下而上流動，在重力和離心力的作用下，該結構設置可以盡可能地使粉塵沉降下來，進一步防止煙道堵塞，減少粉塵排放對大氣的污染，并且能夠收集更多的鋅灰，提高經濟效益。
[0009]所述高溫余熱鍋爐煙氣進口溫度為1100-1200°C，出口溫度為550_650°C，所述低溫余熱鍋爐煙氣進口溫度為550-650°C，出口溫度為280-350°C。由于煙氣的沾堵主要發生在350°C以下，因此可以有效地避開了煙氣的沾堵，減小了高溫余熱鍋爐和低溫余熱鍋爐受熱面的積灰。
[0010]所述高溫過熱器將3.5MPa、400°C的過熱蒸汽送往汽輪機的高壓缸做功，所述低溫過熱器將1.5MPa、250°C的過熱蒸汽送往汽輪機的低壓缸做功，汽輪機可以通過發電機將機械能轉化為電能，發電能力強。
[0011]與現有技術相比，本發明的具有如下有益效果:
[0012]1、本發明通過導流板的離心分離、旋風除塵器、布袋除塵器三級分離煙氣中的粉塵，可以大大降低煙道的堵塞，同時更好的回收煙氣中高濃度的含鋅粉塵；
[0013]2、本發明中高溫余熱鍋爐和低溫余熱鍋爐之間采用U型布置，在高溫余熱鍋爐內煙氣自上向下流動，在低溫余熱鍋爐內煙氣自下向上流動，在重力和離心力的作用下，可以盡可能的使粉塵沉降；
[0014]3、本發明采用雙壓蒸汽發電系統，可以更充分地利用煙氣的余熱，發電能力強；[0015]4、高溫段煙氣進口溫度為1100-1200°C、出口溫度為550-650°C，低溫段煙氣進口溫度為550-650°C，出口溫度為280-350°C，而煙氣的沾堵主要發生在350°C以下，因此，本發明有效地避開了煙氣的沾堵，減小了高溫余熱鍋爐和低溫余熱鍋爐受熱面的積灰。
[0016]5、本發明能保證系統的安全、連續運行，高溫余熱鍋爐與低溫余熱鍋爐相互獨立，即使低溫余熱鍋爐內發生堵塞，煙氣通過旁通煙道，高溫余熱鍋爐也能照常運行；
[0017]6、由于設置有空預器，空預器內加熱后的熱空氣一部分用來干燥生球，另一部分直接進入轉底爐內進行助燃，實現了煙氣的充分利用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0019]圖1是本發明轉底爐含鋅粉塵回收及余熱發電系統的一較佳實施例的立體結構示意圖；
[0020]圖中:1.轉底爐，2.高溫余熱鍋爐，2-1.高溫省煤器，2-2.高溫蒸發器，2_3.高溫過熱器，2-4.高溫汽包，3.低溫余熱鍋爐，3-1.低溫省煤器，3-2.低溫蒸發器，3-3.低溫過熱器，3-4.低溫汽包，4.旋風除塵器，5.旁通煙道，6.空預器，7.布袋除塵器，8.引風機，9.煙囪，10.汽輪機，11.除氧器，12.高壓給水泵，13.低壓給水泵，14.導流板。
【具體實施方式】
[0021]現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。
[0022]如圖1所示，一種轉底爐含鋅粉塵回收及余熱發電系統，包括轉底爐1、高溫余熱鍋爐2、旋風除塵器4、低溫余熱鍋爐3、旁通煙道5、空預器6、布袋除塵器7、引風機8、煙囪
9、汽輪機10、除氧器11、高壓給水泵12及低壓給水泵13，所述轉底爐I的高溫煙氣出口通過煙道連接高溫余熱鍋爐2的進口，所述高溫余熱鍋爐2內依次設置有高溫過熱器2-3、高溫蒸發器2-2及高溫省煤器2-1，所述高溫過熱器2-3的出口連接汽輪機10的高壓缸進口，所述高溫省煤器2-1的進口連接高壓給水泵12的出口，所述高溫蒸發器2-2與高溫過熱器2-3之間設置有高溫汽包2-4，所述高溫余熱鍋爐2的出口通過旋風除塵器4與低溫余熱鍋爐3的進口連接，高溫余熱鍋爐2的出口端和低溫余熱鍋爐3的進口端分別設置有導流板14，所述旋風除塵器4的出口與旁通煙道5的進口連接，低溫余熱鍋爐3內依次設置有低溫省煤器3-1、低溫蒸發器3-2及低溫過熱器3-3，所述低溫過熱器3-3的出口接汽輪機10的低壓缸進口，所述低溫省煤器3-1的進口連接低壓給水泵13的出口，所述低溫蒸發器3-2與低溫過熱器3-3之間設置有低溫汽包3-4，低溫余熱鍋爐3的出口與旁通煙道5的出口匯集并與空預器6的進口連接，所述空預器6與轉底爐I連接，空預器6的出口連接布袋除塵器7的進口，所述布袋除塵器7的出口通過引風機8與煙囪9的進口相連，所述汽輪機10與發電機連接，汽輪機10的蒸汽排出口通過凝結泵與除氧器11的進口連接，所述除氧器11的出口分別與高壓給水泵12的進口、低壓給水泵13的進口連接。
[0023]為了更好的提高粉塵的沉降效果，所述高溫余熱鍋爐2與低溫余熱鍋爐3之間呈U型設置，煙氣在高溫余熱鍋爐3內從上而下流動，煙氣在低溫余熱鍋爐4內從下而上流動，在重力和離心力的作用下，該結構設置可以盡可能地使粉塵沉降下來，進一步防止煙道堵塞，減少粉塵排放對大氣的污染，并且能夠收集更多的鋅灰，提高經濟效益。
[0024]所述高溫余熱鍋爐2煙氣進口溫度為1100-1200°C，出口溫度為550_650°C，所述低溫余熱鍋爐3煙氣進口溫度為550-650°C，出口溫度為280-350°C。由于煙氣的沾堵主要發生在350°C以下，因此可以有效地避開了煙氣的沾堵，減小了高溫余熱鍋爐2和低溫余熱鍋爐3受熱面的積灰。
[0025]所述高溫過熱器2-3將3.5MPa、400°C的過熱蒸汽送往汽輪機10的高壓缸做功，所述低溫過熱器3-3將1.5MPa、250°C的過熱蒸汽送往汽輪機10的低壓缸做功，汽輪機10可以通過發電機將機械能轉化為電能，發電能力強。
[0026]本發明轉底爐含鋅粉塵回收的工作原理如下:轉底爐I產生的高溫煙氣首先通過煙道進入高溫余熱鍋爐2，煙氣在高溫余熱鍋爐2的進口溫度為1100-1200°C，依次經高溫過熱器2-3、高溫蒸發器2-2、高溫省煤器2-1換熱，到達高溫余熱鍋爐2出口，此時溫度為550-650°C，由于出口設置有導流板14，煙氣通過導流板14改變流動方向，此時部分粉塵由于重力作用被沉降下來，煙氣由切向進氣口進入旋風除塵器4，大量粉塵被沉降下來，經過凈化的煙氣通過低溫余熱鍋爐3進口處的導流板14改變流向，進入低溫余熱鍋爐3，煙氣自下向上流動，依次與低溫過熱器3-3、低溫蒸發器3-2、低溫省煤器3-1換熱，此時，由于重力作用，部分粉塵被沉降下來，煙氣進入空預器6，在空預器6中，煙氣與冷空氣換熱，空預器6下部設置有灰槽，用以收集鋅灰塵，得到的熱空氣一部分用來干燥生球，另一部分直接進入轉底爐I內作為助燃空氣，接著，煙氣流出空預器6，此時煙氣溫度為140°C—下，進入布袋除塵器7除塵，除塵后的煙氣即為合格的煙氣，通過引風機8由煙囪9排入大氣。當低溫余熱鍋爐3因不可避免的原因發生故障或堵塞時，關閉低溫余熱鍋爐3的進氣閥，旁通煙道5的進氣閥開啟，煙氣先通過高溫余熱鍋爐2，然后直接通過旁通煙道5進入空預器6，仍然可保持正常生產，防止由于低溫余熱鍋爐3故障而導致整個裝置停產。
[0027]本發明轉底爐含鋅粉塵回收的余熱發電系統工作原理如下:當煙氣進入高溫余熱鍋爐2時，高壓給水泵將水送往高溫省煤器2-1，經高溫省煤器2-1、高溫段蒸發器2-2、高溫段過熱器2-3換熱后，通過高溫汽包2-4，得到3.5MPa、400°C的過熱蒸汽，送往汽輪機10的高壓缸做功；當煙氣進入低溫余熱鍋爐3時，低壓給水泵13將水送往低溫省煤器3-1，經低溫省煤器3-1、低溫蒸發器3-2、低溫過熱器3-3換熱后，通過低溫汽包3-4，得到1.5MPa、250°C的過熱蒸汽送往汽輪機10的低壓缸做功；汽輪機10排出的乏氣經凝汽器冷凝成凝結水，然后通過凝結水泵、除氧器11后重新獲得給水供余熱鍋爐循環使用，大大提高了資源利用率。
[0028]與現有技術相比，本發明的具有如下有益效果:
[0029]1、本發明通過導流板14的離心分離、旋風除塵器4、布袋除塵器7三級分離煙氣中的粉塵，可以大大降低煙道的堵塞，同時更好的回收煙氣中高濃度的含鋅粉塵；
[0030]2、本發明中高溫余熱鍋爐2和低溫余熱鍋爐3之間采用U型布置，在高溫余熱鍋爐2內煙氣自上向下流動，在低溫余熱鍋爐3內煙氣自下向上流動，在重力和離心力的作用下，可以盡可能的使粉塵沉降；
[0031]3、本發明采用雙壓蒸汽發電系統，可以更充分地利用煙氣的余熱，發電能力強；
[0032]4、高溫段煙氣進口溫度為1100-1200°C、出口溫度為550_650°C，低溫段煙氣進口溫度為550-650°C，出口溫度為280-350°C，而煙氣的沾堵主要發生在350°C以下，因此，本發明有效地避開了煙氣的沾堵，減小了高溫余熱鍋爐2和低溫余熱鍋爐3受熱面的積灰。
[0033]5、本發明能保證系統的安全、連續運行，高溫余熱鍋爐2與低溫余熱鍋爐3相互獨立，即使低溫余熱鍋爐3內發生堵塞，煙氣通過旁通煙道5，高溫余熱鍋爐2也能照常運行；
[0034]6、由于設置有空預器6，空預器6內加熱后的熱空氣一部分用來干燥生球，另一部分直接進入轉底爐I內進行助燃，實現了煙氣的充分利用。
[0035]以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【權利要求】
1.一種轉底爐含鋅粉塵回收及余熱發電系統，其特征在于:包括轉底爐、高溫余熱鍋爐、旋風除塵器、低溫余熱鍋爐、旁通煙道、空預器、布袋除塵器、引風機、煙囪、汽輪機、除氧器、高壓給水泵及低壓給水泵，所述轉底爐的高溫煙氣出口通過煙道連接高溫余熱鍋爐的進口，所述高溫余熱鍋爐內依次設置有高溫過熱器、高溫蒸發器及高溫省煤器，所述高溫過熱器的出口連接汽輪機的高壓缸進口，所述高溫省煤器的進口連接高壓給水泵的出口，所述高溫蒸發器與高溫過熱器之間設置有高溫汽包，所述高溫余熱鍋爐的出口通過旋風除塵器與低溫余熱鍋爐的進口連接，高溫余熱鍋爐的出口端和低溫余熱鍋爐的進口端分別設置有導流板，所述旋風除塵器的出口與旁通煙道的進口連接，低溫余熱鍋爐內依次設置有低溫省煤器、低溫蒸發器及低溫過熱器，所述低溫過熱器的出口連接汽輪機的低壓缸進口，所述低溫省煤器的進口連接低壓給水泵的出口，所述低溫蒸發器與低溫過熱器之間設置有低溫汽包，低溫余熱鍋爐的出口與旁通煙道的出口匯集并與空預器的進口連接，所述空預器與轉底爐連接，空預器的出口連接布袋除塵器的進口，所述布袋除塵器的出口通過引風機與煙囪的進口相連，所述汽輪機與發電機連接，汽輪機的蒸汽排出口通過凝結泵與除氧器的進口連接，所述除氧器的出口分別與高壓給水泵的進口、低壓給水泵的進口連接。
2.如權利要求1所述的轉底爐含鋅粉塵回收及余熱發電系統，其特征在于:所述高溫余熱鍋爐與低溫余熱鍋爐之間呈U型設置，煙氣在高溫余熱鍋爐內從上而下流動，煙氣在低溫余熱鍋爐內從下而上流動。
3.如權利要求1所述的轉底爐含鋅粉塵回收及余熱發電系統，其特征在于:所述高溫余熱鍋爐煙氣進口溫度為1100-1200°C，出口溫度為550-650°C。
4.如權利要求1所述的轉底爐含鋅粉塵回收及余熱發電系統，其特征在于:所述低溫余熱鍋爐煙氣進口溫度為550-650°C，出口溫度為280-350°C。
5.如權利要求1所述的轉底爐含鋅粉塵回收及余熱發電系統，其特征在于:所述高溫過熱器將3.5MPa、400°C的過熱蒸汽送往汽輪機的高壓缸做功。
6.如權利要求1所述的轉底爐含鋅粉塵回收及余熱發電系統，其特征在于:所述低溫過熱器將1.5MPa、250°C的過熱蒸汽送往汽輪機的低壓缸做功。
【文檔編號】F01K11/02GK203489720SQ201320545952
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年9月3日 優先權日:2013年9月3日
【發明者】王政偉, 史萬濤, 郭莉莉, 胡哲 申請人:常州大學