一種新型蓄熱式余熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型蓄熱式余熱發(fā)電系統(tǒng)，它包括1#火柜、2#火柜、火柜系統(tǒng)汽包、火柜系統(tǒng)循環(huán)泵、余熱鍋爐、余熱鍋爐汽包、蒸汽母管、蓄熱器、汽輪發(fā)電機組、軟水箱、余熱發(fā)電系統(tǒng)給水泵，所述1#火柜和2#火柜分別與火柜系統(tǒng)汽包通過管道聯(lián)通，所述火柜系統(tǒng)循環(huán)泵與1#火柜和2#火柜通過管道聯(lián)通，所述火柜系統(tǒng)汽包和蒸汽母管通過管道聯(lián)通，所述蒸汽母管與余熱鍋爐汽包和蓄熱器通過管道聯(lián)通，所述蓄熱器與汽輪發(fā)電機組通過管道聯(lián)通，所述汽輪發(fā)電機組與軟水箱通過管道聯(lián)通，所述軟水箱與余熱發(fā)電系統(tǒng)給水泵通過管道聯(lián)通，所述余熱發(fā)電系統(tǒng)給水泵與余熱鍋爐、1#火柜和2#火柜通過管道聯(lián)通。在有色冶煉——銻冶煉行業(yè)里采用該系統(tǒng)以發(fā)電來進行余熱利用，對企業(yè)的節(jié)能降耗、社會和國家的節(jié)能減排、環(huán)境保護等有積極的有利效果。
【專利說明】
一種新型蓄熱式余熱發(fā)電系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及余熱發(fā)電領域，特別是涉及銻冶煉爐的火柜與余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽進入蓄熱器的蓄熱式余熱發(fā)電系統(tǒng)?！颈尘凹夹g】
[0002]有色行業(yè)里金屬銻的冶煉方法，可分為火法與濕法兩大類，目前仍以火法為主?；鸱ㄤR冶煉主要是先經(jīng)揮發(fā)焙燒(熔煉)產(chǎn)出氧化銻，再進行還原熔煉或精煉，產(chǎn)出金屬銻。此夕卜，對高品位的銻礦石或精礦也可采用沉淀熔煉法直接產(chǎn)出金屬銻。而目前國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)還是采用揮發(fā)焙燒一一還原熔煉這種方法。
[0003]揮發(fā)焙燒一一還原熔煉是國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)目前的冶煉工藝，通過把銻礦和相關的焦炭等還原原料加入銻冶煉爐一一鼓風爐里進行鼓風焙燒。鼓風爐揮發(fā)熔煉通常用于處理含銻30 %?50 %的硫化銻礦(主要成分Sb2S3)或混合礦。此法對原料適應性強，除產(chǎn)出氧化銻(Sb203)外，還產(chǎn)少量粗銻和銻锍。生產(chǎn)出來的氧化銻(Sb203)，后還需經(jīng)反射爐還原熔煉產(chǎn)出粗銻產(chǎn)品，含銻96 %?97 %。
[0004]而揮發(fā)焙燒和揮發(fā)熔煉所需要的氧化銻(Sb203)精料，傳統(tǒng)冶煉工藝主要是通過銻冶煉爐一一鼓風爐冶煉過程中煙氣帶出鼓風爐而在火柜、表冷器以及布袋除塵等設備里冷卻后沉降收集得到。鼓風爐里的冶煉溫度在1300°C左右，夾帶銻白粉的煙氣在出鼓風爐后進入1#火柜溫度基本在l〇〇〇°C左右，然后夾帶銻白粉的煙氣進入1#火柜、2#火柜、3#火柜，通過火柜柜體的水套通水冷卻后得到凝固沉降，煙氣隨后也冷卻到相應溫度。接著夾帶銻白粉的煙氣在出3#火柜，進入表冷器時溫度基本還在500°C左右，在表冷器里銻白粉大部分都得到沉降、沉積。還有部分粉塵，經(jīng)過表冷器后煙氣溫度降到120-180°C，就進入布袋除塵器繼續(xù)進行沉降、過濾除塵，隨后煙氣由引風機抽出排入大氣(如圖1所示)。
[0005]因此，從鼓風爐的傳統(tǒng)冶煉工藝來看，在冶煉過程中夾帶銻白粉(Sb203)的高溫煙氣從出爐l〇〇〇°C左右到進入布袋除塵器時溫度降到了約180°C，熱量都是通過各種冷卻方式散失掉而沒有利用，這就浪費了大量的熱能，耗費了大量的冶煉能源一一焦炭等，讓企業(yè)、社會、國家的能源形式更加嚴峻。
[0006]現(xiàn)有技術方案為了提高有色冶煉一一銻冶煉的能源效率，目前主要的能源回收利用方式是取消傳統(tǒng)冶煉工藝里的3#火柜和表冷器，在2#火柜之后和布袋除塵器之間放置1 臺余熱鍋爐進行余熱回收，另外改造1#火柜和2#火柜，使得火柜的運行由原來的水冷方式變成汽化冷卻方式，經(jīng)過1#、2#火柜與高溫煙氣換熱之后的汽水混合物通過管道進入余熱鍋爐的汽包進行汽水分離生產(chǎn)飽和蒸汽，生產(chǎn)的飽和蒸汽用于企業(yè)其他生產(chǎn)工藝使用或者用來發(fā)電。
[0007]綜上所述，現(xiàn)有技術存在的問題如下:銻冶煉的過程中，大量的高溫煙氣在出銻冶煉爐一一鼓風爐之后都作為冷卻介質(zhì)的熱媒而浪費、散失掉，傳統(tǒng)的余熱利用方式也只是取消3#火柜和表冷器增加余熱鍋爐，對于1#火柜、2#火柜的熱源也是通過被加熱之后的汽水混合物進入余熱鍋爐汽包進行回收。而這種余熱回收利用系統(tǒng)或方式，由于銻冶煉爐一一鼓風爐的生產(chǎn)周期性(需要定期停爐清除火柜的銻白粉)，導致蒸汽的生產(chǎn)也會受到影響而斷斷續(xù)續(xù)，這對于氣源要求穩(wěn)定的發(fā)電生產(chǎn)工藝不利，也不利于汽輪機組發(fā)電工藝的穩(wěn)定運行；加之1#火柜、2#火柜里經(jīng)過加熱之后的汽水混合物直接進入余熱鍋爐的汽包進行汽水分離，由于1#火柜、2#火柜離余熱鍋爐有一定距離，所以在從管道進入余熱鍋爐汽包的過程中，會損失部分熱量，一部分蒸汽在輸送去余熱鍋爐汽包過程中會重新被冷凝成水，減少蒸汽產(chǎn)量?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0008]有鑒于上述問題，本實用新型的目的是提供一種余熱發(fā)電系統(tǒng)，用以解決上述現(xiàn)有技術的問題和不足。
[0009]為了實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型提供一種余熱發(fā)電系統(tǒng)，它包括1#火柜、 2#火柜、火柜系統(tǒng)汽包、火柜系統(tǒng)循環(huán)栗、余熱鍋爐、余熱鍋爐汽包、蒸汽母管、蓄熱器、汽輪發(fā)電機組、軟水箱、余熱發(fā)電系統(tǒng)給水栗，所述1#火柜和2#火柜分別與火柜系統(tǒng)汽包通過管道聯(lián)通，所述火柜系統(tǒng)循環(huán)栗與1#火柜和2#火柜通過管道聯(lián)通，所述火柜系統(tǒng)汽包和蒸汽母管通過管道聯(lián)通，所述蒸汽母管與余熱鍋爐汽包和蓄熱器通過管道聯(lián)通，所述蓄熱器與汽輪發(fā)電機組通過管道聯(lián)通，所述汽輪發(fā)電機組與軟水箱通過管道聯(lián)通，所述軟水箱與余熱發(fā)電系統(tǒng)給水栗通過管道聯(lián)通，所述余熱發(fā)電系統(tǒng)給水栗與余熱鍋爐、1#火柜和2#火柜通過管道聯(lián)通。
[0010]根據(jù)本實用新型技術方案的余熱發(fā)電系統(tǒng)，解決了有色冶煉一一銻冶煉工藝里原有余熱沒有得到合理利用的問題，很好的回收了銻冶煉工藝里高溫煙氣帶出的熱量，保證了有色冶煉——銻冶煉的安全連續(xù)運行;而且，與傳統(tǒng)對銻冶煉余熱回收系統(tǒng)相比，雙汽包工藝的運用，增加了蒸汽的產(chǎn)氣量，提高了系統(tǒng)的效率，避免蒸汽的中間冷卻；蓄熱器的配套運用，使得冶煉工藝的間斷不會影響整個發(fā)電機組的穩(wěn)定運行，使得冶煉爐短期停爐時， 很好的保證了汽輪發(fā)電機組的連續(xù)運行?！靖綀D說明】
[0011]附圖是為了提供對本實用新型的進一步理解，其包含在本說明中并構(gòu)成說明書的一部分。附圖與說明書一起示出實施方案并用來解釋本技術的原理。
[0012]圖1是未改造前銻冶煉煙氣系統(tǒng)主工藝流程圖；
[0013]圖2是改造之后銻冶煉煙氣系統(tǒng)主工藝流程圖；
[0014]圖3是現(xiàn)有的銻冶煉余熱回收汽水系統(tǒng)流程圖；
[0015]圖4是本專利方案技術的銻冶煉余熱回收汽水系統(tǒng)流程圖；【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0017]1、整體系統(tǒng)改造
[0018]有色冶煉一一銻冶煉的整體工藝流程中，鼓風爐內(nèi)的銻礦石和焦炭等還原原料進行反應，并不是直接生成成品銻，而是生成各種銻的中間產(chǎn)品一一氧化銻(Sb203)等。
[0019]密閉鼓風爐揮發(fā)冶煉金屬銻過程，余熱所利用的煙氣為銻冶煉鼓風爐產(chǎn)生，該冶煉設備的冶煉原料——硫化銻精礦中的主要成分三硫化二銻(Sb2S3)比較容易揮發(fā)，三硫化二銻(Sb2S3)在高溫(1300 °C )冶煉爐冶煉氣氛中揮發(fā)，然后和鼓入的空氣中的氧氣(02) 發(fā)生反應，生成氧化銻(Sb203)和二氧化硫(S02);
[0020]Sb2S3(g)+9/202(g) =Sb203(g)+3S02(g)；[〇〇21]這是鼓風爐內(nèi)的主要生產(chǎn)反應過程。
[0022]這樣，煙氣流程主要如圖1所示，通過引風機(7)的引風，部分未和氧氣(02)反應的三硫化二銻(Sb2S3)和氧化銻粉(Sb203)被抽入1#火柜(2)，而這時的溫度還很高1000-1100 °C，被抽出來的部分三硫化二銻(Sb2S3)繼續(xù)和被抽出來的氧氣(02)反應，生成氧化銻 (Sb203)，這個氣氛中的氧化銻(Sb203)和三硫化二銻(Sb2S3)等氣氛，部分在火柜里還要繼續(xù)反應，最后形成氧化銻和硫化銻的混合物粉塵或塊體。同理，在2#火柜(3)也會發(fā)生1#火柜(2)里的成分反應情況，只不過2#火柜(3)里的粉塵成分硫化銻就少很多了，主要是氧化銻(Sb203)。在3#火柜(4)中基本上都是粉塵(主要是氧化銻)，還有極少量的三硫化二銻等別的粉塵。高溫煙氣從3#火柜(4)出來接著進入表冷器(5)、布袋除塵器(6)等，然后由煙囪(8)排入大氣，完成生產(chǎn)工藝的流程部署。[〇〇23]經(jīng)過本專利的工藝優(yōu)化之后，原有3#火柜(4)和表冷器(5)位置由新建余熱鍋爐(9)來代替，改造之后的煙氣系統(tǒng)工藝流程如圖2所示:
[0024]2、雙汽包單余熱鍋爐蓄熱式余熱發(fā)電系統(tǒng)
[0025]目前現(xiàn)有銻冶煉工藝流程余熱回收利用煙氣改造系統(tǒng)和本專利方案的類似，也如圖2所示一樣，但是汽水系統(tǒng)與本專利不同，傳統(tǒng)方案汽水系統(tǒng)走向如圖3所示:
[0026]與本專利相比，傳統(tǒng)銻冶煉回收汽水系統(tǒng)流程，銻冶煉鼓風爐出來的煙氣在經(jīng)過 1#火柜(2)、2#火柜(3)部分回收余熱，把火柜里的飽和水加熱成為汽水混合物，然后輸送到余熱鍋爐(9)的汽包(9-1)進行汽水分離生產(chǎn)飽和蒸汽。余熱鍋爐(9)利用從2#火柜出來的約800°C高溫煙氣，進行換熱生產(chǎn)飽和蒸汽。余熱鍋爐(9)的汽包(9-1)進行汽水分離之后， 飽和蒸汽就進入汽輪發(fā)電機組(13)進行發(fā)電，飽和水繼續(xù)進入余熱鍋爐、火柜由火柜系統(tǒng)循環(huán)栗(16)輸送進入火柜換熱系統(tǒng)產(chǎn)生蒸汽。經(jīng)過汽輪發(fā)電機組(13)發(fā)完電之后的乏汽經(jīng)過冷卻之后進入軟水箱(14)儲存，然后由余熱發(fā)電系統(tǒng)給水栗(15)把軟水箱(14)里的水輸送到余熱鍋爐進行循環(huán)利用，生產(chǎn)蒸汽。[〇〇27]而本專利所不同之處，如圖4所示:[〇〇28]在本專利中，1#火柜(2)、2#火柜(3)的飽和水通過火柜系統(tǒng)循環(huán)栗(16)循環(huán)進入火柜系統(tǒng)，由火柜系統(tǒng)汽包(10)獨立進行汽水分離，生產(chǎn)的1.6MPa飽和蒸汽通過蒸汽母管 (11)與余熱鍋爐(9)產(chǎn)生的1.6MPa飽和蒸汽進行混合，然后進入蓄熱器(12)進行降壓，蒸汽壓力降為l.0MPa，穩(wěn)壓之后的l.0MPa飽和蒸汽進入汽輪發(fā)電機組(13)進行發(fā)電。而通過蓄熱器之后的蒸汽降壓過程，就使得銻冶煉過程中的中間停爐過程，在沒有高溫煙氣提供余熱的熱源來源的時候，可以繼續(xù)維持產(chǎn)生1.0MPa的飽和蒸汽時間在30-60分鐘(具體時間根據(jù)現(xiàn)場實際需要來定)，完全滿足機組的發(fā)電需求。發(fā)完電之后的乏汽經(jīng)過冷卻進入軟水箱 (14)，并經(jīng)余熱發(fā)電系統(tǒng)給水栗(15)輸送進行余熱鍋爐(9)、1#火柜(1)和2#火柜(3)循環(huán)生產(chǎn)蒸汽。
【主權(quán)項】
1.一種雙汽包蓄熱式余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:它包括1#火柜、2#火柜、火柜系統(tǒng)汽 包、火柜系統(tǒng)循環(huán)栗、余熱鍋爐、余熱鍋爐汽包、蒸汽母管、蓄熱器、汽輪發(fā)電機組、軟水箱、 余熱發(fā)電系統(tǒng)給水栗，所述1#火柜和2#火柜分別與火柜系統(tǒng)汽包通過管道聯(lián)通，所述火柜 系統(tǒng)循環(huán)栗與1#火柜和2#火柜通過管道聯(lián)通，所述火柜系統(tǒng)汽包和蒸汽母管通過管道聯(lián) 通，所述蒸汽母管與余熱鍋爐汽包和蓄熱器通過管道聯(lián)通，所述蓄熱器與汽輪發(fā)電機組通 過管道聯(lián)通，所述汽輪發(fā)電機組與軟水箱通過管道聯(lián)通，所述軟水箱與余熱發(fā)電系統(tǒng)給水 栗通過管道聯(lián)通，所述余熱發(fā)電系統(tǒng)給水栗與余熱鍋爐、1#火柜和2#火柜通過管道聯(lián)通。2.如權(quán)利要求1所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，是利用2個汽包對銻冶煉的余熱進 行回收。3.如權(quán)利要求1所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，蓄熱器與蒸汽母管聯(lián)通，且與汽輪 發(fā)電機組聯(lián)通。
【文檔編號】F22B1/18GK205607174SQ201620394318
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】劉俊, 陳再
【申請人】北京阿克姆熱能科技開發(fā)有限公司