[发明专利]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

说明书

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％。

技术领域

本发明属于电炉余热高效发电技术领域，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

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：

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。

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。

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。

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。

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，NO_x排放量较大。

发明内容

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。

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。

为此，本发明提供的技术方案为：

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，

其中，补燃过程在所述蒸汽过热器补燃炉烟道中进行。

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。