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1、25000KVA 电石炉烟气余热回收发电一、电石炉简介：我国电石行业约有电石炉1 千多座，年产量居世界首位。电石行业是一个高能耗、高污染产业，再加上国内电石行业在规模、炉型、布局、节能、环保上存在先天不足， 及原料质量差、 管理水平比较低，被列为国家重点监控对象。 因此如何合理解决好以上难题便成为电石企业生存和发展的关键环节。节能、降耗、减排降污是电石企业生存和发展的唯一出路。 通过科学的、 合理的烟气净化装置系统可以达到减排降污的目的，通过余热回收发电系统可以达到节能降耗的目的。在电石生产中，电石炉的烟气是最大污染源，以一座10000KVA的开放式电石炉为例，年排放废气量（以每年生产10 个
2、月计算）达6-8 亿标准立方米，年粉尘排放量超过1000 吨，污染极其严重。为推动国内电石炉行业技术进步，我国八十年代末从德国、挪威、日本等国引进 8 套 25000KVA 全密闭电石炉， 引进中空电极、 气烧窑、组合式把持器、干法除尘、计算机控制等五项新技术。从应用上看，组合式把持器、计算机控制二项技术获得了成功，但中空电极、电石炉烟气干法除尘技术却始终无法成功，由于烟气无法净化而不能向气烧窑提供洁净的气源，导致气烧窑技术也钪帐埽?唐?奈廴静荒芙饩觯 ?唐?械拇罅康娜饶芤舶装桌朔选?国内电石炉烟气净化的实践告诉我们：无论是早期自行研制的电石炉除尘技术，还是从国外引进的新技术，或者改进后的除尘
3、技术；无论是采用电除尘技术、或者袋除尘技术，还是采用耐高温陶瓷过滤技术，或者水除尘技术，都因为无法适应电石炉烟气变化和焦油糊袋、或形成二次污染而最终全部失败。严酷现实使电石炉行业认识到： 即使是引进国外技术， 也必须是成熟过硬的技术，还要符合中国的国情，否则将无法发挥其先进性。同时，要求国内电石行业必须下更大的力气和决心开发适合中国国情的电石炉烟气余热利用和烟气净化装制。二、电石炉的烟气特征：电石炉从炉型上来说分为开放式炉、半密闭电石炉和全密闭炉三种。炉型不同，其烟气性质完全不同。开放式电石炉烟气量大，烟温低，一般不超过200；半密闭电石炉烟温较高，一般达到400以上，烟气量大幅降低；全密闭电
4、石炉烟温最高，达6001000，但烟气量很小。除与炉型有关外，不同的地区、工艺流程、操作手段、原材料都对电石炉的烟气特征产生影响。一般来说，电石炉的烟气特征如表 1、表 2、表 3 所示。表 1 不同炉型电石炉的烟气工艺参数炉型开放式炉半密闭炉 全密闭炉烟气温度160200 350550 6001000风量/吨电石产量 30000Nm3/h 9000 Nm3/h 400Nm3/h 含尘浓度13g/ Nm3 820g/Nm3 130200g/Nm3 氧含量 19% 17% 微量一氧化碳含量1.2% 5.0% 10% 二氧化碳含量微量 微量 5% 氮气含量微量 微量 较多表 2 电石炉烟气中粉尘的
5、化学成分粉尘种类ca* C SiO2 Fe2O3 Al2O3 其它百分比 % 37.2 34.1 15.8 0.96 7.1 4.84 表 3 电石炉烟气中粉尘的粒径分布粒径 m 0 2 25 510 1020 2040 40 百分比 % 37.5 19.6 21.8 15.6 4.1 1.4 三、电石炉烟气净化及余热回收发电方案：1、方案及其说明：根据电石炉烟气成分、温度、烟气流量、粉尘成分及其粒径分布、炉面压力等综合因素，采用落丸清灰、玻纤袋除尘、负压流程、计算机控制的技术对烟气进行净化处理，同时通过余热锅炉、过热器、汽轮发电机对烟气余热进行回收利用，该方案的工艺流程见附图 （1） 。 电
6、石炉产生的烟气由导烟管引入烟气燃烧室，燃烧后的烟气引入烟气分流室， 正常情况下经主烟道进入余热锅炉进行热交换，温度降至 150后进玻纤袋除尘器除尘， 净化后烟气由引风机送入烟囱排放。余热锅炉产生 1.27MPa的饱和蒸汽，再由过热器产生300的过热蒸汽，然后通过汽轮发电机发电供生产使用。该系统由余热锅炉、 玻纤袋除尘器、主风机、汽轮发电机四大主机设备组成主系统，另外还包括燃烧炉、软化水系统、落丸清灰循环系统、过热蒸汽并网系统、玻纤袋除尘器反吹风系统、卸灰输送系统、计算机控制系统等辅助系统。关键技术包括锅炉受热面清灰技术、玻纤袋清灰技术、温度控制技术、钢结构热应力补偿技术、系统设计技术、引风机耐
7、温防震技术、滤料设计技术等。余热锅炉采用单气包自然循环直立烟道式，用落丸清灰技术有效解决了锅炉受热面的清灰难题；锅炉结构紧凑、热工制度稳定，保证烟气出口温度稳定在150以下，满足了袋除尘器的要求。根据电石炉烟气特点专门设计的LFEE 玻纤袋除尘器采用了一些最新技术，重点考虑了气流分布、清灰方式、卸灰方式、温度控制、设备锁风等技术，并考虑了加强的钢结构设计及整体热应力消除技术。由于采用负压流程， 进入主风机的烟气已经得到净化，风机运转的可靠性大大加强。计算机控制方面实现了各工艺过程主要参数的实时监控，锅筒水位自动调节， 锅炉受热面和玻纤袋清灰的自动控制，落丸清灰系统过程监控。 主要工艺参数实现了
8、实时曲线或数据显示，并可以根据需要随时查询打印。2、方案技术指标：项目技术指标炉面负压50100Pa 处理风量178000m3/h（工况）烟尘排放浓度40.3mg/Nm3 林格曼黑度1 级系统除尘效率99.5% 烟气排放温度150过热蒸汽压力1.27Mpa 过热蒸汽温度300发电装机容量4500kw 系统阻力 4000Pa 四、25000KVA 电石炉烟气余热发电方案2 台 25000KVA 电石炉烟气余热发电方案：25000KVA 中型半密闭电石炉，烟温较高，一般达到400以上，平均按 450， 烟气量达 89000 Nm3/h左右。 2 台电石炉烟气量达178000 Nm3/h 左右，因此
9、其烟气余热量相当可观， 且烟气中含大量可燃气体和，通过烟气余热回收可产生1.27MPa的 300的过热蒸汽25.6t。再利用此蒸汽发电，可建一个4500KW 的小型电站。其工艺流程示意图见附图（ 1） 。五、工程实施进度计划项目工程建设工期：工程建设期从合同签订之日开始，需一年左右，即大约12 个月，从13 个月后电厂开始试运行。正常情况下，只要资金及时到位，建设工期一般能在规定时期内完成。六、环境影响评价1、环境影响评价：余热回收发电项目是一种利用余热而不直接消耗原煤、原油、原气的清洁环保发电项目， 不仅不对环境产生任何破坏和污染，反而有助于降低和减少余热直接排向空中所引起的对环境的污染。2
10、、影响环境因素分析：（1）该发电项目对环境能造成影响的主要是在冷却水系统，但经精心设计和施工及工艺流程中循环利用，完全能控制和避免对环境产生任何不利影响。（2）本工程不产生固体废弃物。（1）汽轮发电机组运行时噪音源主要来自各种设备。各主要噪音源的噪音水平见下表：名称 位置 声级值 DB（A） 频谱特性汽轮机 主厂房 8590 低中频发电机 主厂房 8590 低中频凝泵 主厂房9396 低中频给水泵 给水泵房95 低中频循环水泵循环水泵房8590 低中频冷却塔 露天 8185 低中频七、劳动安全和工业卫生1、本工程应采取安全措施和实施劳动保护的工艺与场所：根据* 安全生产法劳动法、 发电厂劳动安
11、全及工业卫生设计规程 （DL5030-1996） 、 工业企业设计卫生标准 （TJ36-1979、 工业企业噪声控制设计规程 （GBHJ87-1985）等法律、规程、规范及标准的要求对各类建筑物的防火；电器设备和各类压力容器的防爆；电器设备的防触电伤害；对各种转动、传动机械伤害；对平台扶梯、吊装孔洞采取安全和防护措施，以保障从业人员生命安全。2、压力容器的防爆措施：蓄能器等压力容器都装有安全阀，以防超压爆炸。 安全阀开口避开人员经常通行的过道、场所以防高压汽流伤害人体。3、防电伤：设计时必须考虑。八、结论：电石行业环保与节能的水平较低，如果政府不给优惠电价， 电石生产就要亏本；如果环保标准严格执行，电石厂就必须停产。所以环保与节能是关系到电石企业生死存亡的重大问题。通过以上对电石炉烟气余热回收发电方案的分析可知，利用电石炉的烟气余热资源发电，是一项技术上可行、 经济效益可观的、 且符合国家能源政策的环保节能降耗项目，特作此建议书以资决策。
