[发明专利]烧结机烟气余热深度利用发电系统及方法

说明书

本发明公开了一种烧结机烟气余热深度利用发电系统及方法，涉及烧结机烟气余热利用技术领域，采用烧结机烟气余热作为热源，使用烟气换热器将热量传输至循环水，进而传输至做功工质，利用工质做功，实现烟气热能转化为电能；并利用动力系统提供动力实现上述过程的循环，进而能够持续、高效地进行发电。本发明极大提高了烧结机烟气的能源利用率，同时降低烟气温度，能够降低风机电耗，本发明系统效率高、设备耐腐蚀、安全稳定、使用寿命长，保证了烟气余热深度利用持续进行。

技术领域

本发明涉及烧结机烟气余热利用技术领域，更具体的说是涉及一种烧结机烟气余热深度利用发电系统及方法。

背景技术

钢铁烧结是为高炉冶炼提供“精料”的一道加工工序，烧结矿具备化学成分稳定、粒度均匀、还原性好、冶金性能高的特点，有利于高炉实现节能降耗、安全高效运行。目前烧结机烟气中粉尘含量高、温度高(有项目高达170℃以上)、含有较高腐蚀性气体，故高温烟气的余热直接利用难度较大。对于采用活性焦脱硫脱硝的烧结项目，烟气温度过高会对脱硫脱硝产生负面影响，为降低烟温有部分厂向高温烟气中掺冷空气以降低烟气温度，掺风做法会增加烟气总量，增加运行费用。合理降低烟气温度并回收热量，既可以保证后续工艺安全运行，还能产生一定经济效益，一举双得。目前随着国家对钢铁行业节能减排政策的收紧，响应国家碳达峰和碳中和的战略目标，需设计一套系统，合理利用烧结接尾部烟气。然而烧结机烟气粉尘高、腐蚀性大，烟气温度通常处在120℃-180℃之间，相对发电蒸汽，该热品质较低，如果利用余热锅炉回收这部分热量后带动汽轮机发电，将面临受热面低温腐蚀、堵塞等情况，目前没有成熟案例。部分项目尝试利用烟道换热器回收烟气烟气余热，将热量转移到水中，为周边用户供暖，然而该供暖方案受到季节性、地域性影响比较大，有一定局限性。

因此，如何充分利用烧结机尾气进行发电，同时保障系统安全稳定、效率高、使用寿命长，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种烧结机烟气余热深度利用发电系统及方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种烧结机烟气余热深度利用发电系统，包括用于接收来自烧结机的高温烧结烟气的烟气子系统、用于获取烟气中热量的取热子系统、用于发电的做功发电子系统、用于冷凝循环工质的工质冷凝子系统，所述烟气子系统与取热子系统连接，所述取热子系统、做功发电子系统、工质冷凝子系统之间两两连接。

可选的，所述取热子系统包括双向连通的烟气换热器和工质蒸发器。

可选的，烟气换热器优选采用氟塑料烟气换热器。

可选的，氟塑料烟气换热器设置有在线高压水冲洗装置和底部排灰斗。氟塑料材质摩擦系数比较低，不易沾灰，换热器内部设计一套在线冲洗系统，可以防止粉尘堵塞换热器。

可选的，所述烟气子系统包括除尘器、引风机、脱硫脱硝反应器、烟囱；所述除尘器用于接收来自烧结机的高温烧结烟气，所述除尘器与引风机连接，所述引风机与所述烟气换热器连接，所述烟气换热器、脱硫脱硝反应器、烟囱依次连接。

可选的，所述做功发电子系统包括依次连接的螺杆膨胀机、减速机、发电机，所述螺杆膨胀机与所述工质蒸发器连接。

可选的，所述工质冷凝子系统包括双向连通的工质冷凝器和机力冷却塔，所述工质冷凝器分别与所述螺杆膨胀机、工质蒸发器连接。

可选的，所述系统还包括动力子系统，用于对各装置之间工质或水的循环提供动力条件。

本发明还公开一种烧结机烟气余热深度利用发电方法，包括以下步骤：

烟气排放步骤、接收高温烧结烟气，释放高温烧结烟气中的热量，并将释放热量后的烟气排出；

烟气取热步骤、低温循环水与所述高温烧结烟气进行热交换，接收高温烧结烟气中释放的热量，形成高温循环水；