CN102703628A - 一种高炉煤气循环综合利用装置的使用方法 - Google Patents

一种高炉煤气循环综合利用装置的使用方法 Download PDF

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韩渝京
侯健
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Abstract

一种高炉煤气循环综合利用装置的使用方法，属于高炉煤气利用技术领域。具体工艺步骤包括：高炉炉顶排出的高炉煤气，经原始高炉煤气管道由下部进入干法袋式脉冲除尘装置过滤；经高压净高炉煤气管道进入全干式高炉煤气余压回收装置降温降压，由低压高炉煤气管道导出；部分高炉煤气经高炉热风炉导入高炉煤气管道进入高炉热风炉装置，完成加热工艺，剩余部分经燃气—蒸汽联合循环发电装置导入高炉煤气管道进入燃气—蒸汽联合循环发电装置回收余热余压。优点在于，有效地清除了高炉煤气中的粉尘，回收了高炉煤气的原始压力能和热能，节能降耗，实现了高炉煤气的高效、综合利用。

Description

一种高炉煤气循环综合利用装置的使用方法
技术领域
本发明属于高炉煤气利用技术领域。特别涉及一种高炉煤气循环综合利用装置的使用方法。
背景技术
钢铁厂高炉在生产铁水产品的同时，还伴随着产生大量的副产高炉煤气，这部分煤气含有CO等可燃气体，同时还有粉尘等颗粒物，气体温度在150～250℃，气体压力为0.15～0.25MPa的范围内，高炉煤气气体经过净化处理后，可输送到钢铁厂的工业炉窑作为气体燃料使用。以往的高炉煤气在高炉顶部由其上升管、下降管导出后，经过湿式除尘装置、高炉煤气调压阀组后作为净化后的工艺燃料气体，一部分送到高炉热风炉系统供给热风炉使用，满足高炉生产自身对于燃料的需求，剩余部分送往钢铁厂工业炉窑或燃气锅炉进行钢坯加热或生产蒸汽后进入蒸汽透平机发电，至此高炉煤气的净化、回收、应用技术路线完成。但此工艺路线存在着许多的问题和不足，主要包括：
1、高炉煤气净化采用湿式除尘工艺技术，在除尘的同时降低了高炉煤气的有效温度和增加了煤气中的不可燃成份水蒸汽，造成了工业炉窑的燃烧系统燃烧温度的降低，增加了燃烧系统运行的生产成本，且湿式除尘还要设置除尘水的处理设施，增加了一次投资和运行费用。
2、经过湿法除尘的高炉煤气要经过一个减压装置才能进入到下游工艺中使用，减压装置将高炉煤气原始压力由0.15～0.25MPa降低到0.015MPa，使得高炉煤气原始压力不能回收利用，同时还在减压过程中产生高达120dB(A)的噪声，形成了噪声的污染。
3、剩余的高炉煤气送到电站锅炉房进行燃烧产生蒸汽后进入蒸汽透平机组发电，由于蒸汽透平机的效率目前仅能达到30%左右，因此其作功效率不高，造成热量利用不充分。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉煤气循环综合利用装置的使用方法。实现高炉煤气的高效、综合利用。
一种高炉煤气循环综合利用装置（该装置为现场已经安装的）包括干法袋式脉冲除尘装置、全干式高炉煤气余压回收装置、高炉热风炉装置、燃气—蒸汽联合循环发电装置、原始高炉煤气管道、高压净高炉煤气管道、低压高炉煤气管道、高炉热风炉导入高炉煤气管道、燃气—蒸汽联合循环发电装置导入高炉煤气管道、检修导出高炉煤气管道。
将高炉炉顶排出的高炉煤气经原始高炉煤气管道由下部进入干法袋式脉冲除尘装置，有效截留高炉煤气中的粉尘颗粒物，高炉煤气含尘量满足除尘工艺要求；净化后的高炉煤气经高压净高炉煤气管道进入全干式高炉煤气余压回收装置，降温降压，发出电力；降温降压后的高炉煤气一部分经高炉热风炉导入高炉煤气管道进入高炉热风炉装置进行燃烧，提供高炉生产热量；剩余的高炉煤气经燃气—蒸汽联合循环发电装置导入高炉煤气管道进入燃气—蒸汽联合循环发电装置，回收余热余压，符合环保要求后，排放到大气中。
为了实现上述的技术方案，具体工艺步骤及参数如下：
1）高炉炉顶排出的高炉煤气，经原始高炉煤气管道由下部进入干法袋式脉冲除尘装置，干法袋式脉冲除尘装置的反吹型式为脉冲型，采用气动输灰方式进行卸输灰；气体由下往上流动，在流动过程中受到布袋内除尘单元滤料的拦截，将气体中的粉尘截留下来，并从干法袋式脉冲除尘装置上部导出，过滤速度为0.5～0.8m/s；干法袋式脉冲除尘装置过滤后，高炉煤气中气体含尘量由8～10g/Nm3降低到5mg/Nm3以下，符合除尘工艺要求，过程中高炉煤气温度不变；
2）除尘后的高炉煤气，经高压净高炉煤气管道进入全干式高炉煤气余压回收装置，输送端点高炉煤气压力值为170～190kPa；全干式高炉煤气余压回收装置为全量高炉煤气吞入设计，高炉煤气透平机效率≥86%，全干式高炉煤气余压回收装置出口的高炉煤气温度为80～90℃；高炉煤气降温降压并转化为机械能，机械能转化为电能；
3）经过全干式高炉煤气余压回收装置的高炉煤气，由低压高炉煤气管道导出；其中45～50%的高炉煤气经高炉热风炉导入高炉煤气管道进入高炉热风炉装置，完成加热工艺；剩余部分经燃气—蒸汽联合循环发电装置导入高炉煤气管道进入燃气—蒸汽联合循环发电装置，高炉煤气首先进入燃气轮机组燃烧室，进行充分燃烧并产生高温烟气，推动燃气轮机转动进而发电，而后排出的烟气温度为500～600℃，烟气进入后序蒸汽回收装置，产生蒸汽后进入蒸汽轮机，带动同轴发电机旋转发电，将机械能转化为电能，实现了燃气—蒸汽联合循环单元，发电效率提高10～12%；
4）经燃气—蒸汽联合循环发电装置回收余热余压的高炉煤气，排放到大气中。
燃气—蒸汽联合循环发电装置检修时，经检修导出高炉煤气管道将高炉煤气导向钢铁厂的其余用户。
本发明的优点在于：
1、采用干法袋式脉冲除尘装置，有效地清除了高炉煤气中的粉尘，保留了绝大部分气体的压力和温度；
2、用全干式高炉煤气余压回收装置代替了原有的减压阀组，回收了高炉煤气的原始压力能和热能；
3、进入高炉热风炉装置的高炉煤气是干燥气体，不含水分，故燃烧效率、燃烧温度增加，使得高炉生产中所添加的焦炭数量减少，其有节能降耗的作用；
4、剩余气体进入燃气—蒸汽联合循环发电装置，全部回收应用，一方面具有了循环经济的基本要素，机组整体热发电效率比单循环蒸汽发电提高了10%，实现了高炉煤气的高效、综合利用。避免扇形段框架结构的提前报废，延长使用寿命，减少周转备件的投入。
附图说明
图1为高炉煤气循环综合利用装置示意图。其中，原始高炉煤气管道1、干法袋式脉冲除尘装置2、高压净高炉煤气管道3、全干式高炉煤气余压回收装置4、低压高炉煤气管道5、高炉热风炉导入高炉煤气管道6、燃气—蒸汽联合循环发电装置导入高炉煤气管道7、高炉热风炉装置8、燃气—蒸汽联合循环发电装置9、检修导出高炉煤气管道10。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，一种高炉煤气循环综合利用装置包括干法袋式脉冲除尘装置2、全干式高炉煤气余压回收装置4、高炉热风炉装置8、燃气—蒸汽联合循环发电装置9、原始高炉煤气管道1、高压净高炉煤气管道3、低压高炉煤气管道5、高炉热风炉导入高炉煤气管道6、燃气—蒸汽联合循环发电装置导入高炉煤气管道7、检修导出高炉煤气管道10。具体工艺步骤及参数为：
1）高炉炉顶排出的高炉煤气，经原始高炉煤气管道1由下部进入干法袋式脉冲除尘装置2，干法袋式脉冲除尘装置2的反吹型式为脉冲型，采用气动输灰方式进行卸输灰；气体由下往上流动，在流动过程中受到布袋内除尘单元滤料的拦截，将气体中的粉尘截留下来，从干法袋式脉冲除尘装置2上部导出，过滤速度为0.5m/s；干法袋式脉冲除尘装置2过滤后，高炉煤气中气体含尘量由10g/Nm3降低到5mg/Nm3以下，符合除尘工艺要求，高炉煤气温度不变；
2）除尘后的高炉煤气，经高压净高炉煤气管道3进入全干式高炉煤气余压回收装置4，输送端点高炉煤气压力值为190kPa；全干式高炉煤气余压回收装置4为全量高炉煤气吞入设计，高炉煤气透平机效率86%，透平出口的高炉煤气温度为85℃；高炉煤气降温降压并转化为机械能，机械能转化为电能，此时透平出口高炉煤气温度为50℃，压力为15kPa；
3）经过全干式高炉煤气余压回收装置4的高炉煤气，由低压高炉煤气管道5导出；其中48%的高炉煤气经高炉热风炉导入高炉煤气管道进入高炉热风炉装置8，完成加热工艺；剩余部分经燃气—蒸汽联合循环发电装置导入高炉煤气管道7进入燃气—蒸汽联合循环发电装置9，高炉煤气首先进入燃气轮机组燃烧室，进行充分燃烧并产生高温烟气，推动燃气轮机转动进而发电，而后排出的烟气温度为600℃，烟气进入后序蒸汽回收装置，产生蒸汽后进入蒸汽轮机，带动同轴发电机旋转发电，将机械能转化为电能，实现了燃气—蒸汽联合循环单元，发电效率提高10%；
4）经燃气—蒸汽联合循环发电装置9回收余热余压的高炉煤气，排放到大气中。
燃气—蒸汽联合循环发电装置9检修时，经检修导出高炉煤气管道将高炉煤气导向钢铁厂的其余用户。

Claims (3)

1.一种高炉煤气循环综合利用装置的使用方法，其特征在于，工艺步骤及参数为：
1）高炉炉顶排出的高炉煤气，经高炉煤气管道（1）进入干法袋式脉冲除尘装置（2）的下部，进行反吹过滤后，从干法袋式脉冲除尘装置（2）上部导出，过滤速度为0.5～0.8m/s，以气动输灰方式进行卸输灰；高炉煤气中气体含尘量为5mg/Nm3以下；
2）除尘后的高炉煤气，经高压净高炉煤气管道（3）进入全干式高炉煤气余压回收装置（4），输送端点高炉煤气压力值为170～190kPa；全干式高炉煤气余压回收装置（4）效率≥86%，全干式高炉煤气余压回收装置（4）出口的高炉煤气温度为80～90℃；高炉煤气降温降压并转化为机械能，机械能转化为电能；
3）经过全干式高炉煤气余压回收装置（4）的高炉煤气，由低压高炉煤气管道（5）导出，其中45～50%的高炉煤气经高炉热风炉导入高炉煤气管道（6）进入高炉热风炉装置（8）完成加热工艺，剩余部分经燃气—蒸汽联合循环发电装置导入高炉煤气管道（7）进入燃气—蒸汽联合循环发电装置（9）进行充分燃烧并产生高温烟气，排出的烟气温度为500～600℃；排出的烟气进入后序蒸汽回收装置，产生蒸汽后进入蒸汽轮机，带动同轴发电机旋转发电，将机械能转化为电能，实现了燃气—蒸汽联合循环单元，发电效率提高10～12%；
4）经燃气—蒸汽联合循环发电装置（9）回收余热余压的高炉煤气，排放到大气中。
2.根据权利要求1所述的一种高炉煤气循环综合利用装置的使用方法，其特征在于，所述的高炉煤气循环综合利用装置包括：干法袋式脉冲除尘装置（2）、全干式高炉煤气余压回收装置（4）、高炉热风炉装置（8）、燃气—蒸汽联合循环发电装置（9）、原始高炉煤气管道（1）、高压净高炉煤气管道（3）、低压高炉煤气管道（5）、高炉热风炉导入高炉煤气管道（6）、燃气—蒸汽联合循环发电装置导入高炉煤气管道（7）和检修导出高炉煤气管道（10）。
3.根据权利要求1所述的一种高炉煤气循环综合利用装置的使用方法，其特征在于，所述的干法袋式脉冲除尘装置（2）的反吹型式为脉冲型。
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