基于三線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)式高爐超導(dǎo)冷卻余熱發(fā)電的節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高爐冷卻熱高效發(fā)電系統(tǒng)，具體地說(shuō)，是涉及基于三線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)式高爐超導(dǎo)冷卻余熱發(fā)電的節(jié)能控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高爐生產(chǎn)過(guò)程中爐壁冷卻需要用大量的水來(lái)帶走熱量，以降低爐壁的溫度，從而滿(mǎn)足高爐正常生產(chǎn)的工藝溫度需求。高爐冷卻帶走的余熱和高爐爐壁的表面散熱比分別占高爐總耗熱量的5%和0.5%，單純以生產(chǎn)一噸生鐵需要400?800Kg焦炭計(jì)算，有約20?40Kg的焦炭所產(chǎn)生的熱能以冷卻水熱的形式排放了。以我國(guó)年產(chǎn)生鐵60000萬(wàn)噸計(jì)算，有約相當(dāng)于1200?2400萬(wàn)噸焦炭的熱能以低溫冷卻水熱的形式排放了，浪費(fèi)極大。但是，以目前國(guó)際上現(xiàn)有的技術(shù)無(wú)法回收這部份以低溫(40°C )冷水的熱能，同時(shí)由于現(xiàn)有高爐外殼上有大量水冷管并且同時(shí)因高爐散熱能力不足，還需要依靠爐壁散熱以減少水循環(huán)冷卻散熱的量，所以現(xiàn)有高爐外殼無(wú)法實(shí)施外表面保溫。
[0003]綜上所述，目前高爐生產(chǎn)存在極大的能源浪費(fèi)，無(wú)法達(dá)到節(jié)能環(huán)保的要求，如何充分有效的利用高爐生產(chǎn)過(guò)程中所浪費(fèi)掉的余熱和低溫水，使其能二次再利用便是人們所要攻克的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服目前人們無(wú)法充分將高爐生產(chǎn)中所產(chǎn)生的余熱來(lái)進(jìn)行二次利用達(dá)到節(jié)能環(huán)保的缺陷，提供一種基于三線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)式高爐超導(dǎo)冷卻余熱發(fā)電的節(jié)能控制系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):基于三線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)式高爐超導(dǎo)冷卻余熱發(fā)電的節(jié)能控制系統(tǒng)，由高爐體，發(fā)電系統(tǒng)，蒸汽利用裝置，沿著高爐體的側(cè)壁分層環(huán)繞式設(shè)置的一個(gè)以上的超導(dǎo)環(huán)型換熱環(huán)，在每個(gè)超導(dǎo)環(huán)型換熱環(huán)上設(shè)置的澆注固化體，用于串接每個(gè)超導(dǎo)環(huán)型換熱環(huán)的上循環(huán)口的上導(dǎo)管，以及用于串接每個(gè)超導(dǎo)環(huán)型換熱環(huán)的下循環(huán)口的下導(dǎo)管組成；所述每個(gè)超導(dǎo)環(huán)型換熱環(huán)均通過(guò)管道與蒸汽利用裝置相連接，而蒸汽利用裝置則通過(guò)管道與發(fā)電系統(tǒng)相連接。
[0006]所述發(fā)電系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)，與高爐體爐座處的超導(dǎo)環(huán)型換熱環(huán)和蒸汽利用裝置相連接的汽輪機(jī)和冷凝器，用于吸收并重復(fù)利用該冷凝器所排放余熱的余熱制冷機(jī)組，與該余熱制冷機(jī)組高爐基墩水冷管，與余熱制冷機(jī)組相連接并反饋于汽輪機(jī)的射汽增壓器，以及設(shè)置在余熱制冷機(jī)組內(nèi)部的余熱控制處理系統(tǒng)組成。
[0007]所述余熱控制處理系統(tǒng)由二極管整流器U，串接在二極管整流器U的正極輸出端和負(fù)極輸出端之間的穩(wěn)壓變壓電路，分別與二極管整流器U的負(fù)極輸出端和穩(wěn)壓變壓電路相連接的三端穩(wěn)壓控制電路，以及串接在穩(wěn)壓變壓電路與三端穩(wěn)壓控制電路之間的三線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)電路組成。
[0008]所述三線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)電路由驅(qū)動(dòng)芯片U1，三極管Q4，三極管Q5，三極管Q6，三極管Q7，非門(mén)K，正極與穩(wěn)壓變壓電路相連接、負(fù)極經(jīng)電阻R21后與驅(qū)動(dòng)芯片Ul的INl管腳相連接的極性電容C14，負(fù)極與驅(qū)動(dòng)芯片Ul的INl管腳相連接、正極與三極管Q4的基極相連接的極性電容C13，P極經(jīng)電阻R20后與三極管Q4的集電極相連接、N極經(jīng)電阻R22后與穩(wěn)壓變壓電路相連接的二極管D6，負(fù)極接地、正極與驅(qū)動(dòng)芯片Ul的IN2管腳相連接的極性電容C15，P極經(jīng)電阻R13后與驅(qū)動(dòng)芯片Ul的INl管腳相連接、N極經(jīng)電阻R14后與三極管Q6的基極相連接的二極管D7，一端與三極管Q5的基極相連接、另一端與三極管Q6的基極相連接的電阻R15，一端與三極管Q4的發(fā)射極相連接、另一端與三極管Q5的基極相連接的電阻R16，P極與三極管Q5的集電極相連接、N極經(jīng)極性電容C12后與非門(mén)K的正向端相連接的二極管D8，正極經(jīng)二極管D9后與非門(mén)K的反向端相連接、負(fù)極經(jīng)電阻R19后與非門(mén)K的反向端相連接的極性電容C11，以及一端經(jīng)電阻R17后與三極管Q6的發(fā)射極相連接、另一端與三極管Q7的發(fā)射極相連接的電阻R18組成；所述三極管Q6的基極與三極管Q5的發(fā)射極相連接、其集電極接地；所述三極管Q7的基極與驅(qū)動(dòng)芯片Ul的OUT管腳相連接、其集電極與極性電容Cll的正極相連接；所述驅(qū)動(dòng)芯片Ul的VCC管腳與三極管Q4的基極相連接、其OUT管腳與三極管Q7的基極相連接、其GND管腳接地；所述極性電容Cll的負(fù)極和電阻R17與電阻R18的連接點(diǎn)分別與三端穩(wěn)壓控制電路相連接。
[0009]所述穩(wěn)壓變壓電路由功率放大器P1，變壓器T，一端與功率放大器Pl的正極相連接、另一端順次經(jīng)電阻R4后變壓器T的原邊線(xiàn)圈LI的同名端相連接的電阻R3，P極與功率放大器Pl的輸出端相連接、N極經(jīng)電阻R5后與變壓器T的原邊線(xiàn)圈LI的非同名端相連接的二極管Dl，P極與二極管整流器U的負(fù)極輸出端相連接、N極與電阻R3和電阻R4的連接點(diǎn)相連接的穩(wěn)壓二極管D2，P極與二極管整流器U的負(fù)極輸出端相連接、N極與二極管Dl的N極相連接的穩(wěn)壓二極管D3，正極與功率放大器Pl的正極相連接、負(fù)極與功率放大器Pl的輸出端相連接的極性電容C3，P極與變壓器T的副邊線(xiàn)圈L2的同名端相連接、N極順次經(jīng)電阻R12、極性電容C6后與變壓器T的副邊線(xiàn)圈L2的非同名端相連接的二極管D4，正極與二極管D4的N極相連接、負(fù)極與變壓器T的副邊線(xiàn)圈L2的非同名端相連接的極性電容C5，以及P極與變壓器T的副邊線(xiàn)圈L3的非同名端相連接、N極經(jīng)極性電容C7后與變壓器T的副邊線(xiàn)圈L3的同名端相連接的二極管D5組成；所述功率放大器Pl的同相端與二極管整流器U的正極輸出端相連接，其反相端則與二極管整流器U的負(fù)極輸出端相連接；所述二極管整流器U的負(fù)極輸出端分別與極性電容C14的正極和功率放大器Pl的負(fù)極相連接；所述二極管整流器U的負(fù)極輸出端和變壓器T的副邊線(xiàn)圈L3的同名端分別與三端穩(wěn)壓控制電路相連接；所述功率放大器Pl的輸出端經(jīng)電阻R22后與二極管D6的N極相連接。
[0010]所述三端穩(wěn)壓控制電路由三端穩(wěn)壓器Wl，三端穩(wěn)壓器W2，三極管Ql，三極管Q2，三極管Q3，正極與功率放大器Pl的負(fù)極相連接、負(fù)極順次經(jīng)電阻R10、電阻Rll后與三極管Ql的基極相連接的極性電容Cl，正極與功率放大器Pl的輸出端相連接、負(fù)極與電阻RlO和電阻Rll的連接點(diǎn)相連接的極性電容C2，一端與三極管Ql的基極相連接、另一端經(jīng)電阻R8后接地的電阻R6，一端與三端穩(wěn)壓器W2的Q管腳相連接、另一端與三極管Q2的基極相連接的電阻R7，一端與三極管Q2的發(fā)射極相連接、另一端接地的電阻R9，正極與三極管Ql的發(fā)射極相連接、負(fù)極經(jīng)極性電容C9后與三極管Q2的發(fā)射極相連接的極性電容C8，一端與三端穩(wěn)壓器Wl的R端相連接、另一端與三極管Q3的集電極相連接的電阻R1，一端與三端穩(wěn)壓器W2的R端相連接、另一端與三極管Q的發(fā)射極相連接的電阻R2，正極與三極管Ql的集電極相連接、負(fù)極與極性電容C8的負(fù)極相連接的極性電容C10，以及正極與電阻R6和電阻R8的連接點(diǎn)相連接、負(fù)極與三極管Q2的發(fā)射極相連接的極性電容C4組成；所述三端穩(wěn)壓器Wl的S端和三端穩(wěn)壓器W2的S端均與極性電容C2的負(fù)極相連接；所述三端穩(wěn)壓器Wl的Q端則分別與電阻R6和電阻R8的連接點(diǎn)和極性電容Cll的負(fù)極相連接；所述三極管Q2的集電極與功率放大器Pl的負(fù)極相連接；所述極性電容C4的正極與電阻R17與電阻R18的連接點(diǎn)相連接。
[0011]所述蒸汽利用裝置由一端與上導(dǎo)管相連通、另一端經(jīng)支管順次與除氧器和減溫器相連接的汽包，與發(fā)電系統(tǒng)相連接的軟水箱，以及連接在高爐體爐腰處的下導(dǎo)管與減溫器之間的集汽箱組成，所述減溫器還通過(guò)支管分別與高爐體爐頂和爐座處的上導(dǎo)管相連通；發(fā)電系統(tǒng)也經(jīng)支管與汽包相連接。
[0012]進(jìn)一步地，為確保本發(fā)明的使用效果，所述驅(qū)動(dòng)芯片Ul為L(zhǎng)M387集成芯片。
[0013]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0014](I)本發(fā)明在余熱制冷機(jī)組內(nèi)部設(shè)有余熱控制處理系統(tǒng)，能確保整個(gè)余熱制冷機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，其采用三線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)電路，該電路可為本控制系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓電流，能確保該余熱制冷機(jī)組的余熱利用率達(dá)90%以上。
[0015](2)本發(fā)明設(shè)計(jì)非常合理，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層次分明、實(shí)現(xiàn)方便、自動(dòng)化程度高，而且還能有效的降低人工調(diào)節(jié)失誤，能有效的降低人力成本。同時(shí)，本發(fā)明無(wú)須再另行設(shè)置冷卻塔，不僅可以有效節(jié)約電能，同時(shí)也可以降低冷卻水用量，降低運(yùn)行成本。
[0016](3)本發(fā)明通過(guò)內(nèi)嵌在高爐體側(cè)壁上的超導(dǎo)環(huán)型換熱環(huán)和與之相對(duì)應(yīng)的環(huán)型管道系統(tǒng)來(lái)集中導(dǎo)出換熱后的熱水，因此增大了換熱強(qiáng)度、提高了換熱效率與冷卻效率，并且使傳統(tǒng)的冷卻水溫度從40°C提高到了 250°C，從而使冷卻熱的利用成為了可能。
[0017](4)本發(fā)明設(shè)置在高爐體冷卻系統(tǒng)爐壁外的管路比傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)管路減少了近90%，而且爐殼開(kāi)孔的數(shù)量也只有傳統(tǒng)冷卻工藝開(kāi)孔數(shù)量的2?5%，不僅有效的減小了熱損失，而且有利于高爐爐壁的保溫，從而徹底改變了高爐外殼無(wú)法進(jìn)行保溫的現(xiàn)狀，從本質(zhì)上改善了爐壁散熱。
[0018](5)本發(fā)明在超導(dǎo)環(huán)型換熱環(huán)的外壁設(shè)有環(huán)行翅片和蠟紙，因此既能降低超導(dǎo)環(huán)型換熱環(huán)的滲碳現(xiàn)象，又能阻擋75%以上的炭滲透，從而有效的降低了冷卻管道的滲炭脆裂，使得其使用壽命提高了兩倍以上。同時(shí)，由于環(huán)行翅片的使用，使得本發(fā)明的高爐內(nèi)襯抗沖刷性能比現(xiàn)有系統(tǒng)提高5倍以上。
[0019](