[发明专利]高炉煤气回收装置

说明书

本发明概括说涉及高炉煤气的一项回收技术，具体说涉及高炉煤气的一种回收系统，该系统包括有干式除尘设备。本发明更具体地涉及高炉煤气的冷却装置。

在现代高炉中，经常收集回收高炉煤气以便用来发电等等。为了除去高炉煤气中所含的尘埃，在高炉煤气通道中设有除尘设备，例如袋式过滤器。最近几年，已更喜欢采用干式除尘设备，因为这类设备能够使更高温度的煤气循环到发电设备中，以提高发电效率。

在高炉的通常工作状态下（在该状态下，高炉煤气温度稳定地维持在大约200℃），这种高炉回收装置对提高发电效率是有效的。然而，当高炉煤气形成了直通的管道行程从而使较高温度的煤气通过炉顶直接排出时，高炉煤气的温度就迅速上升到大约300至400℃，最坏的情况竟达到约800℃。这样高的温度会损坏除尘设备、发电机涡轮、高压调节阀以及高炉煤气回收装置中的其它部件。为了使该系统中的各部件不致损坏，必须使煤气冷却，将其温度降低到低于各部件的极限温度的水平。

例如日本专利首次（未经实质审查）公开（Tokkai）昭和54-40207，昭和54-81107以及昭和57-43913中都建议在除尘器内用喷水的方法来使煤气冷却。这些建议对于降低煤气温度是有效的。但是，这时该喷水设备必须具有即使在出现管道行程时也能使煤气满意降温的能力。这将会因为配备喷水设备而提高成本。由于高炉很少出现管道行程，因而上述设备仅用于危急场合，在通常情况下，显著地提高成本的方法是不会被采纳的。

另一方面，高炉煤气回收设备中各种部件的极限温度是各不相同的。例如作为除尘设备的袋式过滤器的极限温度一般约为250℃，涡轮的极限温度一般约为200℃，而高压调节阀的极限温度一般约为100℃或更低。这意味着在过滤袋处的煤气温度应控制在约250℃或250℃以下，而不必低于涡轮和高压调节阀的极限温度。

因此，本发明的一个目的是要提供一种高炉煤气的回收系统，它能够单独地控制各部件处的煤气温度从而有效地保持它的各种部件免于过热，以便获得满意的冷却效果而仍能使设备维持在合理的低成本范围内。

为了达到上述和其它各种目的，按照本发明，用于发电厂（例如发电机）的高炉煤气回收方法和设备采用了多个冷却设备。这些冷却设备包括位于除尘设备上游的第一设备，该设备用于将高炉煤气的温度控制在大约等于或低于除尘设备的极限温度。这些冷却设备还包括位于除尘设备下游和发电机涡轮上游的第二设备，该设备用于将煤气温度控制在大约等于或低于涡轮机的极限温度。所述第一和第二设备彼此独立地依据煤气温度而运行。

根据本发明的一个方面，高炉煤气的回收装置包括：由高炉煤气驱动的、用于发电的涡轮机，该涡轮机装有具有第一耐热温度的涡轮叶片;将高炉炉顶连接到涡轮机上的气流通道;设在该气流通道中的为除去高炉煤气中的尘埃而设计的干式除尘设备，该除尘设备的过滤器具有高于第一耐热温度的第二耐温度。

本发明的特征在于，所述回收装置还包括装在干式除尘设备上游的第一冷却设备，该设备用于把高炉煤气冷却到低于第二耐热温度的温度;以及装在干式除尘设备下游和涡轮机上游的第二冷却设备，该第二冷却设备对其上游的高于第一耐热温度的高炉煤气的温度作出反应，用于将高炉煤气冷却到低于第一耐热温度。

在此最佳实施例中，该高炉煤气的回收装置还包括装在干式除尘设备上游气流通道中的除尘器，而将第一冷却设备设置在该除尘器内。此外，该高炉煤气回收装置还可包括与涡轮机并行装设的高压调节阀组件，以及装在第二冷却设备下游和该高压调节阀组件上游的第三冷却设备，该设备用于使高炉煤气冷却到低于第三温度的温度。

第一冷却设备可包括经由输送管路和返回管路而连通到增压冷却水源的冷却水喷嘴，该返回管路是在冷却水喷嘴上游某一位置处连通到输送管路上的。在返回通道中设有调压阀，以便调节输送到冷却水喷嘴的水压。第一冷却设备装有许多至少包括第一和第二喷嘴的冷却水喷嘴。第一喷嘴连接到第一增压冷却水输送系统，该系统包括第一输送管路和其中设有第一调压阀的第一返回管路;而第二喷嘴连接到第二增压冷却水输送系统，该系统包括第二输送管路和其中设有第二调压阀的第二返回管路。

高压调节阀组件至少包括第一和第二高压调节阀，而第三煤气冷却设备包括可随第一和第二高压调节阀的阀门位置而改变冷却水喷射量的冷却水喷射装置。第三冷却设备与一个气温传感器相联，该传感器用于检测高于第三温度的高炉煤气的温度，该第三温度设定为各高压调节阀另件的耐热温度，因此，当检测到高于第三温度的高炉煤气温度时，第三冷却设备就启动。