CN104291336B - 一种熔融电石发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种熔融电石发电系统，包括电石装入设备、能量转换设备、电石卸出设备以及发电设备，其中，电石装入设备、电石卸出设备以及发电设备均与能量转换设备相连通。本发明的有益效果为：该熔融电石发电系统提出了用熔融电石余热发电的技术路线和系统，用余热锅炉生产高温高压蒸汽，驱动汽轮发电机组发电，可回收熔融电石的全部显热，解决了余热的出路，生产1吨电石耗电约3400kw，1吨电石显热可发电约340kw，能降低用电量的10％。因此余热发电是电石显热的可行出路，对节能减排有较大作用；提出了密封仓的概念以及装入、卸出电石车的技术方案，实现了电石车入、出密封仓时循环风不间断并且风量风温稳定和循环风不外泄，冷风不进入的目的。

Description

一种熔融电石发电系统

技术领域

本发明涉及发电系统技术领域，具体涉及一种熔融电石发电系统。

背景技术

电石生产，有两部分余热。一是电石炉的烟气显热，温度约635℃，成分主要是N2、O2、CO2和CO，烟气中粉尘含量约8～10g/m3,主要是CaO,SiO2、Al2O3、Fe2O3和C；二是熔融电石显热，出炉电石温度约1600～2200℃，在空气中自然冷却固化，降至约60℃去破碎，其显热散失到大气。

专利申请号为201410040367.0和201410040368.0的专利提出的是电石炉烟气余热的回收方法，不适用熔融电石显热回收。而且有电石炉容量和环形轨道的限制。专利申请号为CN201410195288.2的专利提出了用余热锅炉和换热器回收电石显热的方法，是一个很大的技术进步。但其缺点是：1、把电石锅、余热锅炉或换热器、循环风机一起放在一个余热回收室内，余热回收室要做得很大，不易实现；2、没有找到电石余热的用场。电石生产工艺是干法生产，主要消耗电能，没有可使用余热的工序：生产过程不需要使用蒸汽加热，北方冬季采暖只能消化不到十分之一，南方则不需要采暖；3、未提出解决熔融电石间断入炉出炉但换热要连续稳定，循环热风温度和风量要稳定和避免热风泄漏、冷风进入的方法。

发明内容

为解决现有技术中熔融电石发电系统不易实现、浪费电石余热、熔融电石间断入炉出炉导致换热不稳定等技术缺陷，本发明设计出一种熔融电石发电系统，实现了有效利用电石余热的目的，同时也避免了熔融电石间断入炉出炉导致换热不稳定的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种熔融电石发电系统，包括电石装入设备、能量转换设备、电石卸出设备以及发电设备，其中，电石装入设备、电石卸出设备以及发电设备均与能量转换设备相连通。该熔融电石发电系统提出了用熔融电石余热发电的技术路线和系统，用余热锅炉生产高温高压蒸汽，驱动发电设备发电，可回收熔融电石的全部显热，解决了余热的出路，生产1吨电石耗电约3400kw，1吨电石显热可发电约340kw，能降低用电量约10％，因此对节能减排有较大作用。同时，电石装入设备和电石卸出设备均与能量转换设备相连通，避免了熔融电石间断入炉出炉导致换热不稳定的问题。

进一步的，电石装入设备包括装入密封仓以及至少一辆与装入密封仓的形状、尺寸相配合的电石车，装入密封仓上安装有推进装置，并且，装入密封仓上开设有电石车装入口，电石车装入口上安装有第一密封盖，第一密封盖上安装有第一启盖装置。提出了装入密封仓的概念和装入电石车的技术，方便利用熔融电石，不受电石炉容量限制。

优选的，电石车装入口与第一密封盖之间设置有水封。第一密封盖直接压在电石车装入口上，二者是一对密封副。水封把密封仓内外气体完全隔绝。

进一步的，能量转换设备包括热风炉、余热锅炉以及循环风机；热风炉上靠近装入密封仓的一端开设有循环风出口，远离装入密封仓的一端开设有循环风入口；热风炉通过循环风出口与余热锅炉相导通，通过循环风入口与循环风机相导通；余热锅炉与循环风机通过通风管道相导通。优选的，能量转换设备还包括连接在余热锅炉与循环风机之间的除氧水预热器。优选的，能量转换设备还包括连接在除氧水预热器与循环风机之间的除尘器。除尘器对除尘风机起保护作用。除尘器是布袋式、净电式、陶瓷式、旋风式等公知除尘器之一或组合。热风炉、余热锅炉、除氧水预热器、除尘器以及循环风机之间形成一个闭式循环。循环风在循环风机抽吸和加压下，进入热风炉，与电石车上的电石逆流换热，热风从循环风出口进入通风管道，再进入余热锅炉，把热量传给余热锅炉给水，温度降至略高于锅炉补水温度(据锅炉压力等级确定)流出余热锅炉，并与汽轮机冷凝水和脱盐水进一步换热可降至约40℃，经通风管道进入除尘器，除去可能存在的灰尘颗粒，经通风管道在循环风机抽吸下进入循环风机，完成一个循环。

进一步的，电石卸出设备包括卸出密封仓以及至少一辆与装入密封仓的形状、尺寸相配合的电石车，该卸出密封仓上开设有电石车卸出口，电石车卸出口上安装有第二密封盖，第二密封盖上安装有第二启盖装置。提出了卸出密封仓的概念和卸出电石车的技术方案，结合电石装入设备实现了电石车入、出密封仓时循环风不间断并且风量风温稳定和循环风不外泄，冷风不进入的目的，这是发电和供热稳定生产的基础。

优选的，电石车卸出口与第二密封盖之间设置有水封。第二密封盖直接压在电石车卸出口上，二者是一对密封副。水封隔绝了仓内外气体。

优选的，发电设备为一汽轮发电机组，该汽轮发电机组为热电联产机组。汽轮发电机组选用可调热电联产型，可同时供热和发电，供热和发电量据热网和电网负荷调节，也可只发电或只供热。

优选的，装入密封仓与卸出密封仓内均固接有至少一道隔板，隔板中部均开设有与电石车形状、尺寸相配合的通孔。熔融电石发电系统在运行过程中，存放的电石车和隔板对装入、卸出电石车需打开密封盖时循环风外泄和冷空气进入起阻尼作用，保持循环风量和风温稳定。

进一步的，该熔融电石发电系统还包括PLC控制柜，PLC控制柜与推进装置、第一启盖装置、第二启盖装置、汽轮发电机组以及循环风机均电连接。该PLC控制柜配合计算机使用，可以实现整套熔融电石发电系统的全自动化控制。

进一步的，电石车底部均安装有转轮；装入密封仓、热风炉以及卸出密封仓内与电石车的转轮相对应的位置均设置设有轨道。便于电石车输送过程中能够稳定运行。不受制于电石生产轨道型式。

优选的，装入密封仓和卸出密封仓的长度均不小于两辆电石车的长度之和，热风炉和余热锅炉的长度均不小于三辆电石车的长度之和。装入密封仓可容纳两辆及以上电石车，保持仓内有足够的熔融电石储备，且存放的电石车和隔板对装入电石车打开密封盖时热风外泄和冷空气进入起阻尼作用，保持循环风量和风温稳定；卸出密封仓可容纳两辆及以上电石车，存放的电石车和隔板对电石车卸出时正压循环风外泄起阻尼作用。保持循环风量稳定和减少冷风泄漏。热风炉长度，可容纳三辆及以上电石车，使温度场变化和循环风的升温均衡平稳。

本发明的有益效果为：1、该熔融电石发电系统提出了用熔融电石余热发电的技术路线和系统，用余热锅炉生产高温高压蒸汽，驱动汽轮发电机组发电，可回收熔融电石的全部显热，解决了余热的出路，生产1吨电石耗电约3400kw，1吨电石显热可发电略340kw，能降低用电量的约10％。因此余热发电是电石显热的可行出路，对节能减排有较大作用；2、提出了密封仓的概念以及装入、卸出电石车的技术方案，实现了电石车入、出密封仓时循环风不间断并且风量风温稳定和循环风不外泄，冷风不进入的目的，这是发电和供热稳定生产的基础；3、汽轮发电机组选用可调热电联产型，可同时供热和发电，供热和发电量据热网和电网负荷调节，也可只发电或只供热；4、不受电石炉容量的限制；5、热风炉内单设电石车轨道，不受生产轨道型式的限制；6、电石车与循环风相向行进逆流换热，可吸收电石从熔融态最高温度2200℃以下的全部显热，回收率大于95％；7、电石车连续匀速行进，密封仓使热风泄漏和冷风进入趋近零，装入密封仓有充足的熔融电石车储备，换热波动趋近零，循环风出口的压力控制为微正压～微负压，0～-200Pa最佳，热风温度和风量稳定，保证余热锅炉和热电联产机组出力稳定；7、通过PLC控制柜结合计算机实现了整套系统的全自动控制。

附图说明

图1为本发明所述熔融电石发电系统第一实施例的结构示意图；

图2为本发明所述装入密封仓、隔板以及电石车的第一实施例的结构示意图；

图3为本发明所述熔融电石发电系统第二实施例的结构示意图。

图中，

1、电石装入设备；11、装入密封仓；12、电石车；121、转轮；13、推进装置；14、第一密封盖；15、第一启盖装置；16、水封；17、隔板；171、通孔；18、电石车装入口；2、能量转换设备；21、热风炉；211、循环风出口；212、循环风入口；22、余热锅炉；23、循环风机；24、除尘器；25、通风管道；26、除氧水预热器；3、电石卸出设备；31、卸出密封仓；32、电石车卸出口；33、第二密封盖；34、第二启盖装置；4、发电设备；41、蒸汽管道；5、PLC控制柜；6、天车。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构进行详细解释说明。

如图1-2所示，本发明第一实施例提供的一种熔融电石发电系统，包括电石装入设备1、能量转换设备2、电石卸出设备3以及发电设备4，其中，电石装入设备、电石卸出设备以及发电设备均与能量转换设备相连通。

本发明第一实施例提供的一种熔融电石发电系统，电石装入设备包括装入密封仓11以及至少一辆与装入密封仓的形状、尺寸相配合的电石车12，装入密封仓上安装有推进装置13，并且，装入密封仓上开设有电石车装入口18，电石车装入口上安装有密封盖14，密封盖上安装有启盖装置15。电石车装入口与第一密封盖之间设置有水封16。上述推进装置有二组推杆，交替推进已在装入密封仓和热风炉的电石车及新放入的电石车，使电石车连续匀速行进。

本发明第一实施例提供的一种熔融电石发电系统，能量转换设备包括热风炉21、余热锅炉22以及循环风机23；热风炉上靠近装入密封仓的一端开设有循环风出口211，远离装入密封仓的一端开设有循环风入口212；热风炉通过循环风出口与余热锅炉相导通，通过循环风入口与循环风机相导通；余热锅炉与循环风机通过通风管道25相导通。能量转换设备还包括连接在余热锅炉与循环风机之间的除氧水预热器26。能量转换设备还包括连接在除氧水预热器与循环风机之间的除尘器24。热风炉内有多辆进行换热的电石车，按现有电石车长度至少有三辆。

本发明第一实施例提供的一种熔融电石发电系统，电石卸出设备包括卸出密封仓31以及至少一辆与装入密封仓的形状、尺寸相配合的电石车，该卸出密封仓上开设有电石车卸出口32，电石车卸出口上安装有第二密封盖33，第二密封盖上安装有第二启盖装置34。电石车卸出口与第二密封盖之间设置有水封。

本发明第一实施例提供的一种熔融电石发电系统，发电设备为一汽轮发电机组，该汽轮发电机组为热电联产机组。

本发明第一实施例提供的一种熔融电石发电系统，装入密封仓与卸出密封仓内均固接有至少一道隔板17，隔板中部均开设有与电石车形状、尺寸相配合的通孔171。

本发明第一实施例提供的一种熔融电石发电系统，该熔融电石发电系统还包括PLC控制柜5，PLC控制柜与推进装置、第一启盖装置、第二启盖装置、汽轮发电机组以及循环风机均电连接。本发明提供的一种熔融电石发电系统的推进装置、第一启盖装置、第二启盖装置是液压或电动装置，在PLC控制柜的控制下全自动操作。

本发明第一实施例提供的一种熔融电石发电系统，电石车底部均安装有转轮121；装入密封仓、热风炉以及卸出密封仓内与电石车的转轮相对应的位置均设置有轨道。装入密封仓和卸出密封仓的长度均不小于两辆电石车的长度之和，热风炉和余热锅炉的长度均不小于三辆电石车的长度之和。轨道型式与生产用轨道型式无关。

本发明第一实施例提供的一种熔融电石发电系统，具体应用时需要配合天车6等一起实施。

本发明第一实施例提供的一种熔融电石发电系统的工作过程如下：采用天车把装有熔融电石的电石车吊运到装入密封仓上方，启盖装置把密封盖先向上升起一定高度离开电石车装入口和水封，再水平移动使密封盖完全让出电石车装入口。天车把装有熔融电石的电石车放在装入密封仓的轨道上，天车的吊具上升离开装入密封仓。启盖装置按设定程序把密封盖放回电石车装入口，水封隔断外界大气与装入密封仓。动作连续无停顿，过程控制在1分钟以内。装入密封仓容纳两辆及以上电石车，保持仓内有足够的熔融电石储备。存放的电石车和隔板对打开装入密封仓的密封盖期间热风外泄和冷空气进入起阻尼作用。使热风泄漏或冷风进入量相对循环风量趋近于零，保持循环风量和风温稳定。推进装置把新装入的电石车推进到预定位置，并使全体电石车以设定的速度由电石车装入口向电石车卸出口方向始终匀速前进，与循环风逆流换热。热风炉长度，可容纳三辆及以上电石车。保证循环风与电石充分热交换的时间和出炉风温。当电石车移到卸出密封仓时，电石温度降至约60℃以下。前面电石已降至60℃以下的电石车行进到卸出密封仓的电石卸出口位置，取出启盖装置把电石卸出口上方的密封盖先向上升高离开电石车卸出口和水封，再水平移动完全让开电石车卸出口，天车把冷却了的电石车取出。启盖装置按程序把密封盖放回电石车卸出口，水封隔断大气与卸出密封仓。卸出密封仓打开期间，隔板和存储的电石车对正压循环风外泄起阻尼作用，使外泄风量相对循环风趋近零。取出动作连续无停顿，过程控制在1分钟以内。温度约40℃的循环风在循环风机抽吸和加压下，经通风管道、循环风入口进入热风炉，与电石车上的电石逆流换热，由于有恰当的长度和热交换时间，循环风温度从约40℃逐渐升到约1000℃(具体温度据热电联产设计确定)，循环风出口的压力控制为微正压～微负压，0～-200Pa最佳。热风从循环风出口进入通风管道，再进入余热锅炉，把热量传给锅炉给水，温度降至略高于给水温度(据锅炉压力等级定)流出余热锅炉，再与汽轮机冷凝水和脱盐水换热进一步降温可达约40℃，经通风管道进入除尘器，除去可能存在的灰尘颗粒，经通风管道在循环风机抽吸下进入循环风机，完成一个循环。除尘器是公知的布袋式、静电式、陶瓷式、旋风式等之一或组合。由于电石车是连续平稳前进，打开密封盖时有电石车及隔板阻尼，外泄热风量和进入冷风量趋于零，循环风量无变化，所以热风温度和风量稳定，保证余热锅炉产汽压力和温度稳定。锅炉给水在余热锅炉内吸收循环风的热量，汽化成高压高温饱和蒸汽，可再用蒸汽过热器加热成过热蒸汽，经蒸汽管道41进入热电联产汽轮发电机组做功，根据设计和电网、热网需要调节发电和供热比例，也可只发电或只供热，也可设计成只供热机组或只发电机组。密封仓的启盖、合盖，电石车的推进、循环风机转速，发电供热比例，都按程序由计算机和PLC控制柜自动控制，但可人工干预。

如图3所示，本发明第二实施例提供的一种熔融电石发电系统，其与第一实施例的区别在于电石卸出口的位置不同，同时需要说明的是，电石装入口的位置也可根据实际生产操作进行合理改善，均在本发明保护范围内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种熔融电石发电系统，其特征在于，包括电石装入设备(1)、能量转换设备(2)、电石卸出设备(3)以及发电设备(4)，其中，电石装入设备、电石卸出设备以及发电设备均与能量转换设备相连通；

电石装入设备包括装入密封仓(11)以及至少一辆与装入密封仓的形状、尺寸相配合的电石车(12)，装入密封仓上安装有推进装置(13)，并且，装入密封仓上开设有电石车装入口(18)，电石车装入口上安装有第一密封盖(14)，第一密封盖上安装有第一启盖装置(15)。

2.根据权利要求1所述的熔融电石发电系统，其特征在于，电石车装入口与第一密封盖之间设置有水封(16)。

3.根据权利要求1所述的熔融电石发电系统，其特征在于，能量转换设备包括热风炉(21)、余热锅炉(22)、以及循环风机(23)；热风炉上靠近装入密封仓的一端开设有循环风出口(211)，远离装入密封仓的一端开设有循环风入口(212)；热风炉通过循环风出口与余热锅炉相导通，通过循环风入口与循环风机相导通；余热锅炉与循环风机通过通风管道(25)相导通。

4.根据权利要求3所述的熔融电石发电系统，其特征在于，能量转换设备还包括连接在余热锅炉与循环风机之间的除氧水预热器(26)。

5.根据权利要求4所述的熔融电石发电系统，其特征在于，能量转换设备还包括连接在除氧水预热器与循环风机之间的除尘器(24)。

6.根据权利要求1所述的熔融电石发电系统，其特征在于，电石卸出设备包括卸出密封仓(31)以及至少一辆与装入密封仓的形状、尺寸相配合的电石车，该卸出密封仓上开设有电石车卸出口(32)，电石车卸出口上安装有第二密封盖(33)，第二密封盖上安装有第二启盖装置(34)。

7.根据权利要求6所述的熔融电石发电系统，其特征在于，电石车卸出口与第二密封盖之间设置有水封。

8.根据权利要求6所述的熔融电石发电系统，其特征在于，发电设备为一汽轮发电机组，该汽轮发电机组为热电联产机组。

9.根据权利要求6所述的熔融电石发电系统，其特征在于，装入密封仓与卸出密封仓内均固接有至少一道隔板(17)，隔板中部均开设有与电石车形状、尺寸相配合的通孔(171)。

10.根据权利要求8所述的熔融电石发电系统，其特征在于，该熔融电石发电系统还包括PLC控制柜(5)，PLC控制柜与推进装置、第一启盖装置、第二启盖装置、汽轮发电机组以及循环风机均电连接。

11.根据权利要求6所述的熔融电石发电系统，其特征在于，电石车底部均安装有转轮(121)；装入密封仓、热风炉以及卸出密封仓内与电石车的转轮相对应的位置均设置有轨道。

12.根据权利要求6所述的熔融电石发电系统，其特征在于，装入密封仓和卸出密封仓的长度均不小于两辆电石车的长度之和，热风炉长度不小于现有的三辆电石车的长度之和。