一种转炉余热熔盐储能高效发电系统技术方案

本发明专利技术提出了一种转炉余热熔盐储能高效发电系统，涉及转炉炼钢余热回收和余热发电领域。本发明专利技术是从炼钢转炉出口烟道至余热发电的全流程系统，主要内容包括烟气系统、助燃风系统、熔盐储热系统、汽水发电系统以及脱硫脱销除尘烟气净化系统。本发明专利技术一方面提高了转炉煤气的回收率，另一方面又提高了转炉煤气的显热利用率，同时配合高效的发电系统，能够大大的提高能源的回收利用效率，降低钢铁企业转炉炼钢生产过程中的能耗水平，同时还能减少污染，降低环保运行费用，极大的降低了转炉炼钢的能源环保成本。源环保成本。源环保成本。

【技术实现步骤摘要】
一种转炉余热熔盐储能高效发电系统


[0001]本专利技术提出了一种转炉余热熔盐储能高效发电系统，应用于转炉炼钢余热回收和余热发电领域。

技术介绍

[0002]在转炉炼钢过程中，转炉吹氧产生的大量的废烟气，烟气成分复杂，其中含有大量的粉尘、CO、氮气、CO2等，经过降温除尘净化等工序后形成转炉煤气供厂区管网用户使用。转炉炼钢煤气的热量分为两部分，转炉煤气的显热和化学热。炼钢转炉吹氧过程，钢水中的碳、硫、磷等元素与氧气发生化学反应，释放大量的化学热，使转炉出口的烟气温度可以达到1200～1400℃，这部分烟气蕴含大量的显热；碳与氧气发生化学反应，不完全燃烧，生成CO，转炉煤气中CO的含量大概在60％左右，蕴含大量的化学热。传统的炼钢转炉余热回收方式为转炉煤气先经过汽化冷却烟道，将1200～1400℃高温煤气降低到800～1000℃左右，然后向转炉煤气喷水，将温度降低到200℃左右，在经过经典除尘器进一步除尘净化，形成干净的转炉煤气。
[0003]传统的转炉炼钢转炉煤气显热和化学热的回收方法较为粗放，存在一下缺点：1，在转炉刚开始吹氧的将要结束吹氧的1
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2分钟时间内形成的烟气由于含氧量较大，为防止烟气爆炸，影响设备的安全运行，此部分煤气不能回收，需要经过放散塔放散，经测算，不能回收的转炉煤气大概占总煤气量的20％左右，能源浪费较大。2，转炉煤气经过汽化冷却烟道后温度由1200～1400℃降低到800～1000℃，由于转炉煤气温度在390
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800℃之间存在爆炸的危险性，所以必须使煤气温度快速降低到300℃以下，常规的方式是快速喷水降温，所以800℃以下的煤气显热也不能回收，造成能源的极大浪费。3，由于汽化冷却烟道的运行温度区间为800
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1400℃，再加上转炉炼钢是间断的不连续的过程，造成汽化冷却烟道的工作环境恶劣，工况变化大，设备承受较大的疲劳应力，很容易造成设备损坏，设备寿命较短。4，转炉煤气回收需要大量的喷水降温，形成大量的废水，对环境造成危害，国家环保要求日趋严格，废水的净化和处理过程需要投入很大一部分运行费用。
[0004]为此，本专利技术提供了一种转炉余热熔盐储能高效发电系统，一方面提高了转炉煤气的回收率，另一方面又提高了转炉煤气的显热利用率，同时配合高效的发电系统，能够大大的提高能源的回收利用效率，降低钢铁企业转炉炼钢生产过程中的能耗水平，同时还能减少污染，降低环保运行费用，极大的降低了转炉炼钢的能源环保成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种转炉余热熔盐储能高效发电系统，应用于转炉炼钢余热回收和余热发电领域，本专利技术解决现有转炉炼钢余热余能回收装置热回收效率低、余热发电蒸汽参数低、效率低、环境污染大的问题。
[0006]一种转炉余热熔盐储能高效发电系统，包括烟气系统、助燃风系统、熔盐储热系统、汽水发电系统以及脱硫脱销除尘烟气净化系统；
[0007]所述的烟气系统分别与助燃风系统、熔盐储热系统和脱硫脱销除尘烟气净化系统相连接，熔盐储热系统与汽水发电系统相连接；
[0008]所述的烟气系统包括一次除尘设施、熔盐废热锅炉、引风机和烟囱；
[0009]助燃风系统包括助燃风机、空气预热器、助燃风喷射混合装置。助燃风机从大气中吸入冷空气经过空气预热器与烟气换热后形成热风再经过助燃风喷射混合装置喷入熔盐废热锅炉炉膛与烟气充分混合燃烧。
[0010]熔盐储热系统包括低温熔盐罐、高温熔盐罐、低温熔盐泵、高温熔盐泵以及熔盐换热器。
[0011]汽水发电系统为传统的一次再热蒸汽发电系统，目前技术已非常成熟，本专利技术主要利用熔盐储热系统产生蒸汽送入汽轮发电机组发电。
[0012]脱硫脱销除尘烟气净化系统主要包括脱硝装置、除尘装置、脱硫装置；
[0013]转炉出口烟道与一次除尘设施、熔盐废热锅炉、脱硝装置、除尘装置、脱硫装置、引风机、烟囱依次连接；助燃风机、空气预热器、助燃风喷射混合装置熔盐废热锅炉依次连接；熔盐废热锅炉、低温熔盐泵、低温熔盐罐、熔盐换热器依次相连接；熔盐废热锅炉、高温熔盐罐、高温熔盐泵、熔盐换热器依次相连接；熔盐换热器与汽水发电系统相连接。
[0014]烟气系统主要由炼钢转炉出口至烟囱的一系列设备组成，包括一次除尘设施、熔盐废热锅炉、脱硝装置、除尘脱硫设施、引风机和烟囱等。转炉吹氧过程中，转炉吹氧产生的烟气温度为1200～1400℃，烟气中含有大量的烟尘。烟气先经过一次除尘，降低烟气中的烟尘含量后经过烟道快切阀进入熔盐废热锅炉，烟气在熔盐废热锅炉中与一级熔盐换热器进行换热，温度由1200～1400℃下降到800～1000℃。因转炉吹氧过程烟气中含有大量的CO，转炉烟气熔盐废热锅炉和烟道会有部分漏风，当低温的烟气遇到含氧空气时会发生爆炸。所以烟气温度应控制在800℃以上，以防止爆炸产生。烟气与一级熔盐换热器进行一次换热后，烟气温度降低，继续进入炉膛与助燃风混合燃烧，烟气中CO与O2发生化学燃烧反应后生成CO2，同时放出大量的化学热，烟气温度上升达到1200～1400℃，再次与二级熔盐换热器换热，温度降低到300
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400℃。在尾部烟道设置有SCR脱脱硝装置，空气预热器等受热面，烟气经过脱硝装置脱除烟气中的氮氧化物，进一步与助燃空气换热，温度降低到140℃，完成烟气换热过程。烟气从熔盐余热锅炉出来后通过烟气管道送入脱硫、除尘设施，进一步除尘净化后经过引风机加压排入大气。
[0015]助燃风系统包括助燃风机、空气预热器、助燃风喷射混合装置。助燃风机从大气中吸入冷空气经过空气预热器与烟气换热后形成热风再经过助燃风喷射混合装置喷入熔盐废热锅炉炉膛与烟气充分混合燃烧。
[0016]熔盐储热系统包括低温熔盐罐、高温熔盐罐、低温熔盐泵、高温熔盐泵以及熔盐换热器。转炉吹氧是一个不连贯的、间歇的过程，一炉钢的生产周期大概为40min，其中吹氧的时间大概为16min，吹氧过程中产生大量的烟气，不吹氧时没有烟气产生，鉴于转炉炼钢生产工艺的特殊性，必须加入储能系统，以免在转炉不吹氧时没有蒸汽产生，发电系统无法运行。转炉吹氧时，熔盐储热系统低温熔盐泵将熔盐介质从低温熔盐罐打入高温熔盐罐。低温熔盐介质在熔盐换热器中与烟气进行换热，吸收热量的低温熔盐介质温度升高变为高温熔盐介质，储存在高温熔盐罐。当转炉不吹氧时，高温熔盐泵将高温熔盐从高温熔盐泵抽出经过过热器、蒸发器、再热器后送入低温熔盐罐。熔盐介质与发电系统水和蒸汽介质在蒸发
器、过热器、再热器内换热温度降低。熔盐储热系统可以保证汽水发电系统的稳定运行。
[0017]汽水发电系统为传统的一次再热蒸汽发电系统，目前技术已非常成熟，本专利技术主要利用熔盐储热系统产生蒸汽送入汽轮发电机组发电。
[0018]脱硫脱销除尘烟气净化系统主要包括脱销装置、除尘装置、脱硫装置等设备。
[0019]汽水发电系统和脱硫脱销除尘系统现阶段技术已非常成熟，再次不再详细说明，但本专利技术是一个完整的系统，为保持系统的完整性和功能的完整性，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转炉余热熔盐储能高效发电系统，其特征在于：发电系统包括烟气系统、助燃风系统、熔盐储热系统、汽水发电系统以及脱硫脱销除尘烟气净化系统；所述的烟气系统分别与助燃风系统、熔盐储热系统和脱硫脱销除尘烟气净化系统相连接，熔盐储热系统与汽水发电系统相连接；所述的烟气系统包括一次除尘设施、熔盐废热锅炉、引风机和烟囱；助燃风系统包括助燃风机、空气预热器、助燃风喷射混合装置；助燃风机从大气中吸入冷空气经过空气预热器与烟气换热后形成热风再经过助燃风喷射混合装置喷入熔盐废热锅炉炉膛与烟气充分混合燃烧；熔盐储...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斌，杨天助，曹子栋，李长兴，李鹏，徐迎超，庞森，常轲，
申请(专利权)人：北京首钢国际工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：