一種加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，包括：蒸汽過熱器，設(shè)置在加熱爐煙道內(nèi)，加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽流入蒸汽過熱器，加熱爐煙氣可對(duì)低壓飽和蒸汽進(jìn)行加熱，以產(chǎn)生過熱蒸汽；發(fā)電機(jī)組，與蒸汽過熱器流體連通，蒸汽過熱器中產(chǎn)生的過熱蒸汽流入發(fā)電機(jī)組，以進(jìn)行發(fā)電；海水淡化裝置，與發(fā)電機(jī)組流體連通，發(fā)電機(jī)組排出的蒸汽流入海水淡化裝置，以進(jìn)行海水淡化。本發(fā)明還公開了一種加熱爐余熱綜合利用方法。本發(fā)明充分實(shí)現(xiàn)了加熱爐蒸汽能量的梯級(jí)利用，不僅利用蒸汽余壓進(jìn)行發(fā)電，而且還利用蒸汽余熱生產(chǎn)淡水。
【專利說明】
一種加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)及方法，屬于余熱利用、海水淡化及煙氣凈化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)鋼鐵工業(yè)能源消耗占全國(guó)總能耗16%左右，屬于高耗能行業(yè)。乳鋼工序能耗占冶金總能耗的10%?20%，其中加熱爐能耗約占乳鋼工序的65%?80%。加熱爐是乳鋼工序最主要的能耗設(shè)備，加熱爐的額定單耗為1.1?1.5GJ/t，加熱爐熱效率一般為45%?60%。
[0003]其中，加熱爐煙氣經(jīng)過空氣/煤氣換熱器后煙氣溫度在300°C以上，煙氣帶走的熱量占總熱量25%?40%，節(jié)能潛力較大。此外，加熱爐煙氣還含有SO2、N0X、顆粒物等，研究表明S02、N0X、顆粒物是形成霧霾的主要因素。當(dāng)前加熱爐煙氣一般未經(jīng)任何凈化處理由煙囪直接排入大氣，對(duì)環(huán)境的危害較大。
[0004]加熱爐采用汽化冷卻技術(shù)可以將爐內(nèi)步進(jìn)梁等冷卻并產(chǎn)生蒸汽，回收了加熱爐部分余熱。汽化冷卻技術(shù)減少了加熱爐循環(huán)冷卻水用量大的問題，同時(shí)減少了循環(huán)冷卻水的動(dòng)力消耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。高溫、高壓、流量大且穩(wěn)定的蒸汽為高品質(zhì)熱源，國(guó)內(nèi)采用蒸汽輪機(jī)發(fā)電技術(shù)十分成熟，但是鋼鐵廠各加熱爐分布分散，加熱爐汽化冷卻產(chǎn)生的蒸汽品質(zhì)較低、蒸汽流量較小且受加熱爐產(chǎn)量影響波動(dòng)較大，因此不適宜采用蒸汽輪機(jī)發(fā)電技術(shù)。
[0005]同時(shí)，加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的低壓蒸汽受使用的制約，冬季采暖造成蒸汽品質(zhì)貶值嚴(yán)重，夏季蒸汽放散量大造成巨大浪費(fèi)。此外，加熱爐產(chǎn)生的低壓蒸汽長(zhǎng)距離輸送熱損失較大。我國(guó)其他工業(yè)領(lǐng)域也普遍存在類似的問題，大量的低品質(zhì)蒸汽余熱資源沒有得到高效利用，既浪費(fèi)能源又污染環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)及方法，將加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)、螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組、低溫多效蒸餾海水淡化裝置串聯(lián)，通過分級(jí)利用蒸汽能量來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)電、海水淡化的目的，進(jìn)一步利用了加熱爐煙氣余熱并實(shí)現(xiàn)了加熱爐煙氣的凈化處理。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)及方法的具體技術(shù)方案為:
[0008]—種加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，包括:蒸汽過熱器，設(shè)置在加熱爐煙道內(nèi)，加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽流入蒸汽過熱器，加熱爐煙氣可對(duì)低壓飽和蒸汽進(jìn)行加熱，以產(chǎn)生過熱蒸汽;發(fā)電機(jī)組，與蒸汽過熱器流體連通，蒸汽過熱器中產(chǎn)生的過熱蒸汽流入發(fā)電機(jī)組，以進(jìn)行做功發(fā)電；海水淡化裝置，與發(fā)電機(jī)組流體連通，發(fā)電機(jī)組排出的蒸汽流入海水淡化裝置，以進(jìn)行海水淡化。
[0009]進(jìn)一步，還包括:煙氣冷卻器，設(shè)置在加熱爐煙道內(nèi)，預(yù)處理海水流入煙氣冷卻器，加熱爐煙氣可對(duì)預(yù)處理海水進(jìn)行加熱，溫度升高的預(yù)處理海水流入海水淡化裝置。
[0010]進(jìn)一步，還包括:除塵器，加熱爐煙氣流入除塵器，以進(jìn)行除塵;脫硫塔，內(nèi)部的噴淋系統(tǒng)與海水淡化裝置流體連通，海水淡化裝置中產(chǎn)生的濃鹽水流入噴淋系統(tǒng)，除塵后的煙氣流入脫硫塔，濃鹽水對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌脫硫。
[0011]進(jìn)一步，發(fā)電機(jī)組為螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組。
[0012]進(jìn)一步，海水淡化裝置為低溫多效蒸餾海水淡化裝置。
[0013]進(jìn)一步，蒸汽過熱器的蒸汽出口與螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組的蒸汽入口通過蒸汽管道相連，蒸汽管道上順次設(shè)置有閥門、疏水器、溫度檢測(cè)裝置、壓力檢測(cè)裝置、流量檢測(cè)裝置。
[0014]進(jìn)一步，螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組的蒸汽出口與低溫多效蒸餾海水淡化裝置的蒸汽入口通過蒸汽管道相連，蒸汽管道上順次設(shè)置有壓力檢測(cè)裝置、蒸汽減溫減壓器、放散裝置、閥門、疏水器、溫度檢測(cè)裝置、壓力檢測(cè)裝置、流量檢測(cè)裝置。
[0015]—種加熱爐余熱綜合利用方法，包括以下步驟:將加熱爐煙氣和加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽進(jìn)行熱交換，加熱爐煙氣溫度降低，低壓飽和蒸汽變成過熱蒸汽；將產(chǎn)生的過熱蒸汽輸送到螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組，進(jìn)行發(fā)電；將螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組排出的蒸汽輸送到低溫多效蒸餾海水淡化裝置，進(jìn)行海水淡化。
[0016]進(jìn)一步，還包括以下步驟:利用與低壓飽和蒸汽進(jìn)行熱交換后的加熱爐煙氣對(duì)預(yù)處理海水進(jìn)行加熱;將溫度升高的預(yù)處理海水輸送到低溫多效蒸餾海水淡化裝置，進(jìn)行海水淡化。
[0017]進(jìn)一步，還包括以下步驟:將加熱爐煙氣進(jìn)行除塵、脫硫后排放;脫硫過程中，可使用海水淡化過程中產(chǎn)生的濃鹽水對(duì)加熱爐煙氣進(jìn)行洗滌脫硫。
[0018]本發(fā)明的加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)及方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019]I)本發(fā)明充分實(shí)現(xiàn)了加熱爐蒸汽能量的梯級(jí)利用，不僅利用蒸汽余壓進(jìn)行發(fā)電，而且還利用蒸汽余熱生產(chǎn)淡水。
[0020]2)本發(fā)明就近利用加熱爐蒸汽進(jìn)行發(fā)電，解決了加熱爐蒸汽流量不穩(wěn)定對(duì)發(fā)電的不利影響，相比汽輪機(jī)發(fā)電，螺桿膨脹機(jī)作為一種回轉(zhuǎn)機(jī)械，在熱源負(fù)荷和參數(shù)大范圍(30%-120%)變化波動(dòng)的情況下，不僅運(yùn)行穩(wěn)定，而且可以自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電功率，適應(yīng)加熱爐蒸汽流量不穩(wěn)定的工況。
[0021]3)本發(fā)明就近利用加熱爐蒸汽進(jìn)行海水淡化，降低了低溫多效蒸餾海水淡化的能耗和成本，海水淡化是一種能源密集型產(chǎn)業(yè)，低溫多效蒸餾作為多效蒸餾的一種改進(jìn)技術(shù)，它的特點(diǎn)是對(duì)原料海水的預(yù)處理要求不高、操作溫度低、過程循環(huán)動(dòng)力消耗小、系統(tǒng)產(chǎn)能彈性大(40%_110%)、生產(chǎn)的淡水水質(zhì)高，現(xiàn)在低溫多效蒸餾多采用高溫高壓動(dòng)力蒸汽作為熱源，高溫高壓蒸汽的成本高導(dǎo)致制水成本較高，利用低品位蒸汽作為熱源將是低溫多效蒸餾海水淡化的方向之一。
[0022]4)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了冶金加熱爐熱、電、水的聯(lián)產(chǎn)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著，由于低溫多效蒸餾海水淡化電耗較低，螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生電能遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足低溫多效海水淡化用電需求，此外，低溫多效蒸餾法產(chǎn)生的淡水純度高，適宜直接作為汽包和鍋爐的補(bǔ)水，或供其他用戶使用。
[0023]5)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了加熱爐煙氣的深度凈化，煙氣排放指標(biāo)高于國(guó)家和地方標(biāo)準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)的工藝流程圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)中利用低壓蒸汽進(jìn)行發(fā)電和海水淡化的工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了更好的了解本發(fā)明的目的、結(jié)構(gòu)及功能，下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一種加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)及方法做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0027]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)包括:蒸汽過熱器12、煙氣冷卻器13、螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2、低溫多效蒸餾海水淡化裝置3、除塵器、脫硫塔。
[0028]進(jìn)一步，蒸汽過熱器12設(shè)置在加熱爐煙道內(nèi)，加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)I產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽流入蒸汽過熱器12，加熱爐煙氣可對(duì)低壓飽和蒸汽進(jìn)行加熱，以產(chǎn)生過熱蒸汽。具體來(lái)說，加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)I的蒸汽出口通過蒸汽管道4連接到蒸汽過熱器12的蒸汽入口，蒸汽管道4上設(shè)有閥門5，加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)I產(chǎn)生的蒸汽通過蒸汽管道4進(jìn)入蒸汽過熱器12。應(yīng)注意的是，加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)I產(chǎn)生的飽和蒸汽壓力控制為0.2?1.27MPa(G)，飽和蒸汽經(jīng)過蒸汽過熱器12的壓力損失<15%。
[0029]進(jìn)一步，煙氣冷卻器13設(shè)置在加熱爐煙道內(nèi)，位于蒸汽過熱器12的后方，預(yù)處理海水流入煙氣冷卻器13，加熱爐煙氣可對(duì)預(yù)處理海水進(jìn)行加熱，溫度升高的預(yù)處理海水流入海水淡化裝置。具體來(lái)說，符合海水淡化水質(zhì)要求的預(yù)處理海水在淡化前通過煙氣冷卻器13吸收部分煙氣余熱，換熱后預(yù)處理海水溫度>25°C。
[0030]進(jìn)一步，螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2與蒸汽過熱器12流體連通，蒸汽過熱器12中產(chǎn)生的過熱蒸汽流入螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2，以進(jìn)行發(fā)電。具體來(lái)說，蒸汽過熱器12的蒸汽出口通過蒸汽管道4連接到螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2的蒸汽入口，蒸汽管道4上順次設(shè)有閥門5、疏水器6、溫度檢測(cè)裝置7、壓力檢測(cè)裝置8、流量檢測(cè)裝置9，其中，閥門5可以關(guān)閉并控制調(diào)節(jié)進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)的蒸汽流量，疏水器6能排除此段蒸汽管道4產(chǎn)生的凝結(jié)水并同時(shí)防止蒸汽泄漏(優(yōu)選的是，蒸汽管道4可設(shè)置多個(gè)疏水器6)。
[0031]進(jìn)一步，螺桿膨脹機(jī)做功由進(jìn)汽、膨脹、排汽三個(gè)過程組成，蒸汽進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)膨脹做功，從而驅(qū)動(dòng)動(dòng)力機(jī)及發(fā)電機(jī)發(fā)電，螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2主要是利用加熱爐產(chǎn)生蒸汽的壓力及部分熱能轉(zhuǎn)換做功發(fā)電，為提高發(fā)電效率，可以將多級(jí)螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2串聯(lián)。
[0032]進(jìn)一步，溫度檢測(cè)裝置7、壓力檢測(cè)裝置8、流量檢測(cè)裝置9設(shè)置在靠近螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2的蒸汽入口附近，溫度檢測(cè)裝置7、壓力檢測(cè)裝置8和流量檢測(cè)裝置9可以實(shí)時(shí)檢測(cè)進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2的蒸汽工況并反饋給螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2，達(dá)到控制動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速及調(diào)節(jié)功率的目的。
[0033]進(jìn)一步，低溫多效蒸餾海水淡化裝置3與發(fā)電機(jī)組流體連通，發(fā)電機(jī)組排出的蒸汽流入海水淡化裝置，作為海水淡化的熱源，以進(jìn)行海水淡化。具體來(lái)說，螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2的蒸汽出口通過蒸汽管道4連接到低溫多效蒸餾海水淡化裝置3的蒸汽入口，蒸汽管道4上順次設(shè)有壓力檢測(cè)裝置8、蒸汽減溫減壓器10、放散裝置11、閥門5、疏水器6、溫度檢測(cè)裝置7、壓力檢測(cè)裝置8、流量檢測(cè)裝置9，其中，蒸汽減溫減壓器10可以將螺桿膨脹機(jī)排出的蒸汽減溫減壓至適宜低溫多效蒸餾所需的溫度和壓力，閥門5可以關(guān)閉并控制調(diào)節(jié)進(jìn)入低溫多效蒸餾海水淡化裝置3的蒸汽流量，放散裝置11可以將螺桿膨脹機(jī)排出的蒸汽直接排入大氣(正常情況下放散裝置11處于關(guān)閉狀態(tài))，疏水器6能迅速排除此段蒸汽管道4產(chǎn)生的凝結(jié)水并防止蒸汽泄漏(優(yōu)選的是，蒸汽管道4可設(shè)置多個(gè)疏水器6)。
[0034]進(jìn)一步，螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2排出的蒸汽壓力<0.121MPa(A)，該部分蒸汽經(jīng)蒸汽減溫減壓器10后，蒸汽壓力<0.0419MPa(A)，蒸汽溫度<77°C，考慮蒸汽經(jīng)蒸汽管道4的熱損失，蒸汽進(jìn)入低溫多效蒸餾海水淡化裝置3入口時(shí)蒸汽溫度<70°C，蒸汽通過在低溫多效蒸餾海水淡化裝置3中多次蒸發(fā)和冷凝，從而將預(yù)處理海水淡化，得到多倍于蒸汽量的淡水，產(chǎn)出的淡水通過栗和管網(wǎng)輸送到用戶。
[0035]進(jìn)一步，溫度檢測(cè)裝置7、壓力檢測(cè)裝置8、流量檢測(cè)裝置9設(shè)置在靠近低溫多效蒸餾海水淡化裝置3的蒸汽入口處，溫度檢測(cè)裝置7、壓力檢測(cè)裝置8和流量檢測(cè)裝置9可以實(shí)時(shí)檢測(cè)進(jìn)入低溫多效蒸餾海水淡化裝置3的蒸汽工況，低溫多效蒸餾海水淡化裝置3根據(jù)反饋的蒸汽參數(shù)信號(hào)控制進(jìn)入海水淡化裝置的海水量從而調(diào)節(jié)淡水的產(chǎn)量。
[0036]進(jìn)一步，除塵器和脫硫塔設(shè)置在煙氣冷卻器13的后方，加熱爐煙氣流入除塵器，以進(jìn)行除塵;脫硫塔內(nèi)部的噴淋系統(tǒng)與海水淡化裝置流體連通，海水淡化裝置中產(chǎn)生的濃鹽水流入噴淋系統(tǒng)，除塵后的煙氣流入脫硫塔，濃鹽水對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌脫硫。具體來(lái)說，海水通常呈現(xiàn)堿，PH值為7.8?8.3，海水淡化后產(chǎn)生的濃鹽水堿性更高，吸收二氧化硫的能力更強(qiáng)，另外，堿性的濃鹽水還可以部分吸收煙氣中的NOx和粒度細(xì)小的顆粒物，達(dá)到煙氣深度凈化的效果。由此，脫硫塔內(nèi)，海水淡化產(chǎn)生的濃鹽水通過噴淋、噴霧的方式逆流洗滌加熱爐低溫?zé)煔?，煙氣中大部分的二氧化硫氣體被濃鹽水吸收，生成亞硫酸根離子和氫離子，洗滌液的PH值隨著降低，同時(shí)濃鹽水中的碳酸氫根離子能與氫離子發(fā)生反應(yīng)，生成水和二氧化碳，從而阻止或緩和洗滌液PH值的繼續(xù)下降，有利于濃鹽水對(duì)二氧化硫的繼續(xù)吸收，脫硫處理后的濃鹽水可采用與堿性工業(yè)廢渣或廢水中和處理。
[0037]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的加熱爐余熱綜合利用方法包括以下步驟:
[0038]首先，將加熱爐煙氣和加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)I產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽進(jìn)行熱交換，加熱爐煙氣溫度降低，低壓飽和蒸汽變成過熱蒸汽。
[0039]具體來(lái)說，加熱爐煙氣排出加熱爐后，首先經(jīng)過原有的空氣/煤氣換熱器來(lái)預(yù)熱空氣/煤氣，煙氣溫度降低，加熱爐煙道中設(shè)置有蒸汽過熱器12，蒸汽過熱器12設(shè)置于空氣/煤氣換熱器之后，煙氣通過蒸汽過熱器12加熱加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)I產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽，煙氣溫度進(jìn)一步降低。
[0040]其次，利用與低壓飽和蒸汽進(jìn)行熱交換后的加熱爐煙氣對(duì)預(yù)處理海水進(jìn)行加熱，將溫度升高的預(yù)處理海水輸送到低溫多效蒸餾海水淡化裝置3，進(jìn)行海水淡化。
[0041]具體來(lái)說，蒸汽過熱器12之后設(shè)置有煙氣冷卻器13，煙氣通過煙氣冷卻器13加熱常溫的預(yù)處理海水，煙氣溫度降低、預(yù)處理海水溫度升高，經(jīng)過加熱升溫后的預(yù)處理海水進(jìn)入低溫多效蒸餾海水淡化裝置3進(jìn)行淡化。
[0042]接著，將產(chǎn)生的過熱蒸汽輸送到螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2，進(jìn)行發(fā)電。
[0043]接著，將螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2排出的蒸汽輸送到低溫多效蒸餾海水淡化裝置3，進(jìn)行海水淡化。
[0044]同時(shí)，將加熱爐煙氣進(jìn)行除塵、脫硫后排放，脫硫過程中，可使用海水淡化過程中產(chǎn)生的濃鹽水對(duì)加熱爐煙氣進(jìn)行洗滌脫硫。
[0045]具體來(lái)說，低溫?zé)煔庖来芜M(jìn)入除塵器、脫硫塔，凈化后的潔凈煙氣由引風(fēng)機(jī)排入大氣;海水淡化產(chǎn)生的濃鹽水全部或部分在脫硫塔內(nèi)用于洗滌加熱爐煙氣，對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫處理，脫硫后的濃鹽水再進(jìn)行中和處理調(diào)節(jié)水質(zhì)。
[0046]本發(fā)明的加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)及方法充分實(shí)現(xiàn)了加熱爐蒸汽能量的梯級(jí)利用，不僅利用蒸汽余壓進(jìn)行發(fā)電，而且還利用蒸汽余熱生產(chǎn)淡水。
[0047]具體實(shí)例:
[0048]額定產(chǎn)量為180t/h的加熱爐，爐尾排煙溫度約為700°C，加熱爐煙道中設(shè)置有空氣換熱器，煙氣通過空氣換熱器預(yù)熱助燃空氣，換熱器后煙氣溫度為450 V左右。加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)I額定飽和蒸汽產(chǎn)量為5.5t/h，蒸汽壓力為0.9MPa(G)。
[0049]空氣換熱器之后設(shè)置有蒸汽過熱器12，蒸汽過熱器12之后的煙氣溫度<350°C;蒸汽過熱器12之后設(shè)置有煙氣冷卻器13，煙氣冷卻器13后的煙氣溫度<220°C、預(yù)處理海水溫度由常溫升高為約35°C;煙氣冷卻器13后的低溫?zé)煔膺M(jìn)入布袋除塵器除塵；除塵后的煙氣再進(jìn)入脫硫塔由濃鹽水洗滌脫硫;凈化后的潔凈煙氣由引風(fēng)機(jī)排入大氣;經(jīng)過蒸汽過熱器12加熱的蒸汽依次進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2、低溫多效蒸餾海水淡化裝置3進(jìn)行發(fā)電、海水淡化;升溫后的預(yù)處理海水進(jìn)入低溫多效蒸餾海水淡化裝置3進(jìn)行淡化;海水淡化產(chǎn)生的部分濃鹽水用于洗滌煙氣，脫硫處理后的濃鹽水采用與高爐沖渣水中和的方式處理，高爐沖渣水含有CaO、S12、Mg0、Al203和少量的Fe2O3，pH值大于7，呈弱堿性，高爐沖渣水水量大、PH值波動(dòng)范圍小，適宜與酸性濃鹽水進(jìn)行中和處理。
[0050]加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)I產(chǎn)生的蒸汽通過蒸汽管道4依次進(jìn)入蒸汽過熱器12、螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2、低溫多效蒸餾海水淡化裝置3。低壓蒸汽進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2進(jìn)行做功發(fā)電，然后進(jìn)入低溫多效蒸餾海水淡化裝置3進(jìn)行海水淡化，蒸汽的壓力和熱能被充分利用。加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)I的蒸汽出口通過蒸汽管道4連接到蒸汽過熱器12入口，蒸汽管道4設(shè)有閥門5。蒸汽過熱器12出口通過蒸汽管道4連接到螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2的蒸汽入口，蒸汽管道4上設(shè)有閥門5、疏水器6、溫度檢測(cè)裝置7、壓力檢測(cè)裝置8、流量檢測(cè)裝置9。打開蒸汽管道4上的閥門5，加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)I產(chǎn)生的蒸汽可進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2。溫度檢測(cè)裝置7、壓力檢測(cè)裝置8和流量檢測(cè)裝置9可以實(shí)時(shí)檢測(cè)進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2的蒸汽工況。螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2根據(jù)反饋的蒸汽參數(shù)信號(hào)調(diào)節(jié)機(jī)組的發(fā)電功率。
[0051]螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2排出蒸汽出口通過蒸汽管道4連接到低溫多效蒸餾海水淡化裝置3的蒸汽入口。在螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2和低溫多效蒸餾海水淡化裝置3的的蒸汽管道4上，設(shè)有壓力檢測(cè)裝置8、蒸汽減溫減壓器10、放散裝置11、閥門5、疏水器6、溫度檢測(cè)裝置7、壓力檢測(cè)裝置8、流量檢測(cè)裝置9。加熱爐蒸汽進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)，推動(dòng)螺桿膨脹做功，從而驅(qū)動(dòng)動(dòng)力機(jī)及發(fā)電機(jī)發(fā)電。螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2額定凈發(fā)電功率?360kW。蒸汽膨脹做功后壓力降低至0.1OSMPa(A)，并排出螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2。
[0052]在螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組2和低溫多效蒸餾海水淡化裝置3的的蒸汽管道4上，設(shè)有壓力檢測(cè)裝置8、蒸汽減溫減壓器10、放散裝置11、閥門5、疏水器6、溫度檢測(cè)裝置7、壓力檢測(cè)裝置8、流量檢測(cè)裝置9。正常情況下，放散裝置11處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)遇到海水淡化裝置檢修等情況時(shí)，可以將閥門5關(guān)閉，螺桿膨脹機(jī)排出的蒸汽通過放散裝置11直接排入大氣放散。
[0053]0.10810^(4)的蒸汽經(jīng)蒸汽減溫減壓器10后，蒸汽壓力<0.03210^(々)，蒸汽溫度< 71°C，考慮蒸汽的熱損失，蒸汽進(jìn)入低溫多效蒸餾海水淡化裝置3入口時(shí)蒸汽溫度< 70Γ。
[0054]低溫蒸汽通過在低溫多效蒸餾海水淡化裝置3進(jìn)行多次的蒸發(fā)和冷凝，從而將預(yù)處理海水淡化得到多倍于加熱蒸汽的淡水。預(yù)處理海水通過煙氣冷卻器13由常溫升溫至35°C，進(jìn)一步利用了煙氣余熱。進(jìn)入海水淡化裝置的低壓蒸汽額定量為?5.5t/h。海水淡化的造水比為9，則海水淡化裝置產(chǎn)淡水能力為49.5t/h，即日產(chǎn)淡水可達(dá)1188t。低溫多效蒸餾法電能消耗較低，海水淡化的電耗?90kW/h。低溫多效蒸餾海水淡化裝置3產(chǎn)出的淡水為脫氧蒸餾水，一部分直接作為加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)I的補(bǔ)水，其余部分送到其他用戶。
[0055]對(duì)應(yīng)上述實(shí)例，本發(fā)明方案中額定輸出功率為?270kW，額定淡水產(chǎn)能為49.5t/h，加熱爐煙氣排放符合乳鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 28665—2012)。
[0056]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了冶金加熱爐熱、電、水的聯(lián)產(chǎn)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著，由于低溫多效蒸餾海水淡化電耗較低，螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生電能遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足低溫多效海水淡化用電需求，此外，低溫多效蒸餾法產(chǎn)生的淡水純度高，適宜直接作為汽包和鍋爐的補(bǔ)水，或供其他用戶使用。
[0057]以上借助具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做了進(jìn)一步描述，但是應(yīng)該理解的是，這里具體的描述，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的限定，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員在閱讀本說明書后對(duì)上述實(shí)施例做出的各種修改，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，包括: 蒸汽過熱器，設(shè)置在加熱爐煙道內(nèi)，加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽流入蒸汽過熱器，加熱爐煙氣可對(duì)低壓飽和蒸汽進(jìn)行加熱，以產(chǎn)生過熱蒸汽； 發(fā)電機(jī)組，與蒸汽過熱器流體連通，蒸汽過熱器中產(chǎn)生的過熱蒸汽流入發(fā)電機(jī)組，以進(jìn)行發(fā)電； 海水淡化裝置，與發(fā)電機(jī)組流體連通，發(fā)電機(jī)組排出的蒸汽流入海水淡化裝置，以進(jìn)行海水淡化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，還包括:煙氣冷卻器，設(shè)置在加熱爐煙道內(nèi)，預(yù)處理海水流入煙氣冷卻器，加熱爐煙氣可對(duì)預(yù)處理海水進(jìn)行加熱，溫度升高的預(yù)處理海水流入海水淡化裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 除塵器，加熱爐煙氣流入除塵器，以進(jìn)行除塵； 脫硫塔，內(nèi)部的噴淋系統(tǒng)與海水淡化裝置流體連通，海水淡化裝置中產(chǎn)生的濃鹽水流入噴淋系統(tǒng)，除塵后的煙氣流入脫硫塔，濃鹽水對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌脫硫。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一所述的加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)電機(jī)組為螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，海水淡化裝置為低溫多效蒸餾海水淡化裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，蒸汽過熱器的蒸汽出口與螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組的蒸汽入口通過蒸汽管道相連，蒸汽管道上順次設(shè)置有閥門、疏水器、溫度檢測(cè)裝置、壓力檢測(cè)裝置、流量檢測(cè)裝置。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組的蒸汽出口與低溫多效蒸餾海水淡化裝置的蒸汽入口通過蒸汽管道相連，蒸汽管道上順次設(shè)置有壓力檢測(cè)裝置、蒸汽減溫減壓器、放散裝置、閥門、疏水器、溫度檢測(cè)裝置、壓力檢測(cè)裝置、流量檢測(cè)裝置。8.一種加熱爐余熱綜合利用方法，其特征在于，包括以下步驟: 將加熱爐煙氣和加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽進(jìn)行熱交換，加熱爐煙氣溫度降低，低壓飽和蒸汽變成過熱蒸汽； 將產(chǎn)生的過熱蒸汽輸送到螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組，進(jìn)行發(fā)電； 將螺桿膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)組排出的蒸汽輸送到低溫多效蒸餾海水淡化裝置，進(jìn)行海水淡化。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加熱爐余熱綜合利用方法，其特征在于，還包括以下步驟: 利用與低壓飽和蒸汽進(jìn)行熱交換后的加熱爐煙氣對(duì)預(yù)處理海水進(jìn)行加熱； 將溫度升高的預(yù)處理海水輸送到低溫多效蒸餾海水淡化裝置，進(jìn)行海水淡化。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的加熱爐余熱綜合利用方法，其特征在于，還包括以下步驟: 將加熱爐煙氣進(jìn)行除塵、脫硫后排放； 脫硫過程中，使用海水淡化過程中產(chǎn)生的濃鹽水對(duì)加熱爐煙氣進(jìn)行洗滌脫硫。
【文檔編號(hào)】C02F1/16GK106052405SQ201610362631
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日
【發(fā)明人】王惠永, 王偉寧, 李謙, 王振平
【申請(qǐng)人】中冶東方工程技術(shù)有限公司