基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电系统的制作方法

本发明属于电炉余热高效发电，具体涉及一种基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电系统。

背景技术：

1、短流程炼钢是我国钢铁行业战略目标的重大产业调整方向，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(下文称之为电炉烟气)具有如下特点：

2、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。

3、2)烟气中粉尘浓度大、粒径小，烟尘含量一般在8-15g/m3,最大在30g/m3,粒径一般分布在0-30μm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。

4、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。

5、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co2排放量的重要技术手段，但由于电炉烟气参数的复杂性，导致电炉烟气余热发电技术目前还存在一些问题。现有废钢余热发电系统总体包括两大类技术：电炉烟气余热饱和蒸汽发电技术，电炉烟气余热常规燃烧补燃过热蒸汽发电技术，目前，这两种系统都存在一定问题。

6、电炉烟气余热饱和蒸汽发电技术存在如下问题：一是饱和蒸汽焓值低，发电效率很低；二是乏汽湿度高，汽轮机汽蚀问题加重。电炉烟气余热常规燃烧补燃过热蒸汽发电技术存在问题：一是蒸汽过热补燃炉排烟温度较高，一般在350℃以上，导致补燃炉热效率较低，吨钢co2排放量较大。二是补燃炉采用常规燃烧技术，nox排放量较大。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

2、针对现有电炉烟气余热常规燃烧补燃过热蒸汽发电技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于并联烟道单级蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电系统。

3、为此，本发明提供的技术方案为：

4、一种基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电系统，包括：

5、并联烟道，其设置在沉降室后并与所述沉降室连通，所述并联烟道包括并联设计的两个烟道，其中一个烟道内布置有蒸汽过热器并构成蒸汽过热补燃炉烟道，另一个烟道内设置有不布置受热面的塔状烟道并构成空塔烟道，

6、其中，补燃过程在所述蒸汽过热器补燃炉烟道中进行。

7、优选的是，所述的基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电方系统中，所述补燃过程的燃烧方式为蓄热燃烧方式，或用生物质燃料替代气体燃料进行补燃。

8、优选的是，所述的基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电方系统中，所述两个烟道在所述蒸汽过热补燃炉烟道出口处连接合并为一个烟道。

9、优选的是，所述的基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电方系统，还包括：

10、外循环系统，所述并联烟道与布袋除尘器连通形成所述外循环系统，所述布袋除尘器除尘后的净化电炉烟气为外循环的气源。

11、优选的是，所述的基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电方系统中，所述两个烟道的进口和出口处均设置烟道门。

12、一种基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电方法，应用于电炉炼钢中，包括如下步骤：

13、将水平加料废钢预热系统出口的高温电炉烟气引至沉降室进行粗除尘，

14、粗除尘后的电炉烟气随后分两路进入并联烟道，所述并联烟道包括并联设计的两个烟道，其中一个烟道内布置有蒸汽过热器构成蒸汽过热补燃炉烟道，另一个烟道内设置有不布置受热面的塔状烟道并构成空塔烟道，

15、当需要对过热蒸汽进行补燃，且采用单蓄热燃烧方式时，关闭所述蒸汽过热补燃炉烟道的进口和出口处的烟道门，所述蒸汽过热器进入蓄热燃烧补燃模式，补燃后的补燃烟气与布袋除尘器除尘后的净化电炉烟气混合。

16、优选的是，所述的基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电方法，包括如下步骤：

17、当需要对过热蒸汽进行补燃，如果采用生物质燃烧方式进行补燃，则调节蒸汽过热补燃炉进口和出口两端的烟道门关闭部分或全部，使得补燃烟气与电炉烟气一起流过蒸汽过热器对饱和蒸汽进行过热，而剩余的电炉烟气则流过所述空塔烟道。

18、优选的是，所述的基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电方法，还包括如下步骤：

19、来自并联烟道的烟气在出口端合并入一个烟道后进入余热锅炉，在所述余热锅炉中与饱和水换热后烟温降低至250℃～300℃，然后离开余热锅炉后进入省煤器与给水换热降温至180℃～200℃，随后流经冷凝水预热器与冷凝水换热后温度降至约120℃，随后，电炉烟气依次进入活性碳吸附塔脱除二噁英、进入所述布袋除尘器除尘净化，净化后的电炉烟气随后与单蓄热燃烧方式补燃炉补燃烟气合并，最后排入大气。

20、优选的是，所述的基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电方法中，所述单蓄热燃烧方式中，燃气不蓄热，只蓄热助燃介质，单蓄热烧嘴对称布置在蒸汽过热补燃炉两侧，燃气由蒸汽过热补燃炉第一侧单蓄热烧嘴的煤气通道进入炉膛，同时助燃介质经a侧单蓄热烧嘴的蓄热体通道进入炉膛助燃，助燃介质经过蓄热体通道时被高温蓄热体预热到高温，此时，蒸汽过热补燃炉第二侧单蓄热烧嘴的蓄热体通道则作为炉膛的排烟烟道，将在炉膛内与二级过热器换热后高温烟气排出补燃炉外，高温烟气流经b侧蓄热体通道时将蓄热体加热到高温，下一时刻，两侧单蓄热烧嘴进行切换，即蒸汽过热补燃炉第二侧单蓄热烧嘴由排烟状态切换为蓄热燃烧状态，蒸汽过热补燃炉第一侧单蓄热烧嘴由燃烧状态切换为排烟状态。

21、本发明至少包括以下优势：

22、1)本发明可以大幅度降低补燃气耗，补燃气耗降低率20％-40％。

23、2)本发明可以减少烟气排放量，实现烟气总量减排10％左右。

24、3)本发明可以实现co2减排，与现有公知电炉余热发电技术相比，co2减排率10％～15％。

25、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电系统，用于炼钢电炉中，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电系统，其特征在于，所述补燃过程的燃烧方式为蓄热燃烧方式，或用生物质燃料替代气体燃料进行补燃。

3.如权利要求1所述的基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电系统，其特征在于，所述两个烟道在所述蒸汽过热补燃炉烟道出口处连接合并为一个烟道。

4.如权利要求1所述的基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电系统，其特征在于，还包括：

5.如权利要求1所述的基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电系统，其特征在于，所述两个烟道的进口和出口处均设置烟道门。

6.一种基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电方法，应用于电炉炼钢中，其特征在于，包括如下步骤：

7.如权利要求6所述的基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.如权利要求6或7任一项所述的基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.如权利要求6或7任一项所述的基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电方法，其特征在于，所述单蓄热燃烧方式中，燃气不蓄热，只蓄热助燃介质，单蓄热烧嘴对称布置在蒸汽过热补燃炉两侧，燃气由蒸汽过热补燃炉第一侧单蓄热烧嘴的煤气通道进入炉膛，同时助燃介质经a侧单蓄热烧嘴的蓄热体通道进入炉膛助燃，助燃介质经过蓄热体通道时被高温蓄热体预热到高温，此时，蒸汽过热补燃炉第二侧单蓄热烧嘴的蓄热体通道则作为炉膛的排烟烟道，将在炉膛内与二级过热器换热后高温烟气排出补燃炉外，高温烟气流经b侧蓄热体通道时将蓄热体加热到高温，下一时刻，两侧单蓄热烧嘴进行切换，即蒸汽过热补燃炉第二侧单蓄热烧嘴由排烟状态切换为蓄热燃烧状态，蒸汽过热补燃炉第一侧单蓄热烧嘴由燃烧状态切换为排烟状态。

技术总结本发明公开了一种基于并联烟道单蒸汽过热补偿补燃的电炉烟气余热发电系统，包括：并联烟道，其设置在沉降室后并与沉降室连通，并联烟道包括并联设计的两个烟道，其中一个烟道内布置有蒸汽过热器并构成蒸汽过热补燃炉烟道，另一个烟道内设置有不布置受热面的塔状烟道并构成空塔烟道，其中，补燃过程在蒸汽过热器补燃炉烟道中进行。本发明可以大幅度降低补燃气耗，补燃气耗降低率达20％‑40％。本发明可以减少烟气排放量，实现烟气总量减排10％左右。本发明可以实现CO2减排，CO2减排率降低10％～15％。技术研发人员：王子兵,张玉柱,侯林泽,王树斌受保护的技术使用者：北京中冶蓝天科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/13