專利名稱：轉(zhuǎn)爐煤氣和余熱蒸汽綜合利用發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)爐領(lǐng)域，涉及轉(zhuǎn)爐煤氣和余熱蒸汽綜合利用，也涉及發(fā)電動力裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，轉(zhuǎn)爐煤氣除用于本企業(yè)煉鋼、軋鋼加熱外，還作為燃料，利用富余的轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒蒸汽鍋爐，所產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電。另外，也有利用轉(zhuǎn)爐配套的余熱鍋爐產(chǎn)生的中、低壓蒸汽和其它余熱產(chǎn)生的蒸汽，作為汽輪發(fā)電機的動力能源，用于發(fā)電。但由于轉(zhuǎn)爐煤氣是周期性變化的，不穩(wěn)定的，所產(chǎn)生的蒸汽流量和壓力變化也很大，給蒸汽的有效利用帶來極大的困難。為此，有的企業(yè)的轉(zhuǎn)爐蒸汽只少量用于采暖和生活用汽等對蒸汽壓力和流量要求不高的用戶，而大部分蒸汽則放空，浪費了。也就是說，在現(xiàn)有技術(shù)中，轉(zhuǎn)爐煤氣和轉(zhuǎn)爐余熱蒸汽未能得到全面的和有效的應用。
中國專利CN1434132A公開了一種整體高爐聯(lián)合循環(huán)方法，它是在高爐煉鐵系統(tǒng)中集成了制氧系統(tǒng)和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。由高爐煉鐵產(chǎn)生的煤氣經(jīng)除塵、降溫和壓縮后，進入燃氣輪機的燃燒室燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫氣體膨脹，推動燃氣輪機做功，帶動發(fā)電機發(fā)電；燃氣輪機排出的高溫廢氣及熱風爐的燃燒廢氣進入余熱鍋爐，所產(chǎn)生的蒸汽推動蒸汽輪機做功，帶動發(fā)電機發(fā)電。該專利申請的不足之處在于當高爐運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定或不正常時，或者說當高爐煤氣供給不正常時，則不能帶動發(fā)電機持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)電。另外，其結(jié)構(gòu)復雜，不僅制做成本高，而且運營和維護、維修困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能全面有效的綜合利用轉(zhuǎn)爐煤氣及轉(zhuǎn)爐配套的余熱鍋爐蒸汽的轉(zhuǎn)爐煤氣和余熱蒸汽綜合利用發(fā)電裝置。
針對上述目的，本發(fā)明是在以轉(zhuǎn)爐煤氣為燃料的燃燒室、蒸汽發(fā)生器、汽包、過熱器和轉(zhuǎn)爐配套余熱鍋爐的基礎(chǔ)上，新增設(shè)蓄熱器和分汽缸，蓄熱器與燃燒室的汽包相連，蓄熱器又與分汽缸相連，分汽缸與轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐蒸汽及其它波動或非波動余熱蒸汽匯總器相連，分汽缸通過過熱器與汽輪發(fā)電機相連，形成完整的閉路循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。當轉(zhuǎn)爐煤氣充足，蒸汽發(fā)生器所產(chǎn)生的蒸汽多時，過量的蒸汽進入汽包，并輸入蓄熱器，高溫蒸汽將蓄熱器中的水加熱，以熱能形式儲存起來，當轉(zhuǎn)爐煤氣不足或間斷，或者當轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐蒸汽及其它波動或非波動余熱蒸汽不足時，蓄熱器中的高溫飽和水迅速蒸發(fā)成蒸汽，并輸入分汽缸中，使分汽缸向過熱器供給的蒸汽壓力和流量不變。滿足汽輪發(fā)電機持續(xù)的穩(wěn)定的發(fā)電要求。
現(xiàn)結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細說明。


附圖1為本發(fā)明轉(zhuǎn)爐煤氣和余熱蒸汽綜合利用發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
由附圖1看出，本發(fā)明轉(zhuǎn)爐煤氣和余熱蒸汽綜合利用發(fā)電裝置由燃燒室30、汽包1、蒸汽發(fā)生器2、燃燒器8、省煤器4、空氣預熱器7、過熱器5、蓄熱器3、分汽缸6、汽輪發(fā)電機40、轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐蒸汽及其它波動或非波動余熱蒸汽匯總器41及其相應的管路和閥門組成。燃燒器8直通燃燒室30，蒸汽發(fā)生器2和過熱器5處于燃燒室30的上方，省煤器4和空氣預熱器7則處于燃燒室30的煙道內(nèi)，蒸汽發(fā)生器2通過汽管路28和水管路29與汽包1相連，過熱器5通過管路44和過熱器減溫閥16與給水管道27相連，過熱器5通過管路37和過熱器出口調(diào)節(jié)閥17與汽輪發(fā)電機40相連，省煤器4通過給水管道27和汽水出口閥18與汽包1相連，空氣預熱器7通過管路26和空氣調(diào)節(jié)閥19與燃燒器8相連，轉(zhuǎn)爐煤氣管路25通過煤氣調(diào)節(jié)閥20與燃燒器8相連；蓄熱器3通過管路32和主蒸汽閥10及蒸汽進口閥21與汽包1相連，蓄熱器3還通過蒸汽啟閉閥11、管路33，以及通過蒸汽減壓閥12和管路34分兩路與分汽缸6相連，分汽缸6通過分汽缸出口閥14和過熱器進口閥15與過熱器5相連，分汽缸6通過管路38與轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐蒸汽及其它波動或非波動余熱蒸汽匯總器41相連；另外，在過熱器5的中間管路上安裝有過熱器噴水降溫器42，以便控制由過熱器輸出的蒸汽溫度。
圖中9為給水調(diào)節(jié)閥，43為燃燒室最終煙氣經(jīng)除塵后的廢氣排出口。
本發(fā)明轉(zhuǎn)爐煤氣和余熱蒸汽綜合利用發(fā)電裝置的工作過程，亦即具體實施過程如下首先打開空氣調(diào)節(jié)閥19和煤氣調(diào)節(jié)閥20，空氣預熱器7以換熱方式，利用燃燒室30的煙氣余熱，將由管路35輸入的常溫空氣加熱，可加熱至150-250℃，熱空氣通過空氣調(diào)節(jié)閥19進入燃燒器8，轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)煤氣調(diào)節(jié)閥20由管路25輸入燃燒器8，并與輸入的熱空氣混合，進行燃燒，產(chǎn)生1300℃以上的高溫煙氣，直接進入燃30，將其中的蒸汽發(fā)生器2中的水加熱，產(chǎn)生蒸汽，該蒸汽經(jīng)管路28進入汽包1中。蒸汽發(fā)生器2所需產(chǎn)生的蒸汽量的大小，可通過調(diào)節(jié)空氣調(diào)節(jié)閥19和煤氣調(diào)節(jié)閥20來控制，空氣和煤氣比例由燃燒器8自動調(diào)節(jié)。與此同時，打開給水閥門9，外部經(jīng)脫鹽和除氧的水通過管路36進入省煤器4，以熱交換方式，利用燃燒室30的煙氣余熱，將給水溫度由104℃加熱至200-280℃(給水在進入省煤器4之前，已由除氧器加熱至104℃)；此時，打開汽水出口閥18，給水則進入汽包1中，在汽包1內(nèi)，給水和由蒸汽發(fā)生器2輸入的蒸汽混合，使給水溫度可提高到250℃，經(jīng)管路29將給水引入蒸汽發(fā)生器2。蒸汽發(fā)生器2以換熱方式，將給水加熱變成汽水混合物，經(jīng)管路28返回到汽包1中。在汽包1內(nèi)，經(jīng)汽水分離后，水由管路29返回蒸汽發(fā)生器2，蒸汽則經(jīng)主蒸汽閥10、管路32和蒸汽進口閥21進入蓄熱器3中，此時關(guān)閉蒸汽啟閉閥11和蒸汽減壓閥12。蒸汽進入蓄熱器3后，以直接加熱的方式將蓄熱器3中的水加熱蓄能，水溫180℃升至300℃，即蓄熱器(3)蒸汽進、出口的溫度范圍為180-300℃；蓄熱器(3)蒸汽進口壓力達2.0-6.0Mpa；當水完成加熱后，打開蒸汽減壓閥12，富余的蒸汽通過管路34，給分汽缸6補充蒸汽，蓄熱器蒸汽出口壓力達1.0-3.5MPa。在分汽缸6內(nèi)，由蓄熱器3輸入的蒸汽與由蒸汽匯總器41經(jīng)管路38輸入的蒸汽匯合，在分汽缸6內(nèi)混合后的蒸汽經(jīng)分汽缸出口閥14和過熱器進口閥15進入過熱器5中。過熱器5以換熱的方式，利用燃燒室30的熱煙氣，將蒸汽溫度加熱至220-450℃，過熱器5的蒸汽進口溫度為180-300℃，蒸汽出口溫度為220-450℃；過熱器5的蒸汽進口壓力為2.0-6.0Mpa，蒸汽出口壓力為0.5-3.5Mpa，經(jīng)加熱后的蒸汽經(jīng)過熱器出口閥調(diào)節(jié)閥17和管路37進入汽輪發(fā)電機40進行發(fā)電。燃燒室30的最終煙氣排放溫度為160-200℃。
當分汽缸6內(nèi)的蒸汽連續(xù)輸入過熱器5，致使分汽缸6內(nèi)蒸汽壓力降低時，打開蓄熱器3的蒸汽啟閉閥11，關(guān)閉蒸汽減壓閥12，蓄熱器3內(nèi)蒸汽壓力降低，由2.5-6.0MPa降至1.0-4.0MPa，蓄熱器3則對外放熱，使高溫飽和水蒸發(fā)成蒸汽，輸入分汽缸6，補充分汽缸6內(nèi)的蒸汽，以便維持分汽缸6輸出的蒸汽壓力和流量不變，保證向汽輪發(fā)電機40供給穩(wěn)定的和充足的蒸汽。過熱器5的蒸汽出口溫度通過設(shè)置在管路44中的噴水降溫器42和過熱器減溫閥16來調(diào)節(jié)和控制。
綜上所述，當轉(zhuǎn)爐煤氣充足，蒸汽發(fā)生器2所產(chǎn)生的蒸汽多時，過量的蒸汽進入汽包1，并輸入蓄熱器3，高溫蒸汽將蓄熱器3中的水加熱，以熱能形式儲存起來，當轉(zhuǎn)爐煤氣不足或間斷，或者當轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐蒸汽及其它波動或非波動余熱蒸汽不足，蒸汽匯總器41輸出的蒸汽少時，關(guān)閉蓄熱器3的蒸汽減壓閥12，打開蒸汽啟閉閥11，蓄熱器3中的高溫飽和水迅速蒸發(fā)成蒸汽，并輸入分汽缸6中，使分汽缸6向過熱器5供給的蒸汽壓力和流量不變。也就是說，在轉(zhuǎn)爐供給的煤氣和余熱蒸汽多變的情況下，本發(fā)明仍能供給壓力和流量都穩(wěn)定的蒸汽，保證發(fā)電的需要。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(1)在轉(zhuǎn)爐煤氣和余熱蒸汽多變的情況下，仍能向汽輪發(fā)電機供給壓力和流量都穩(wěn)定的蒸汽，保證汽輪發(fā)電機能持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)電，滿足用戶要求。
(2)能綜合利用轉(zhuǎn)爐除煉鋼外的副產(chǎn)品-煤氣和余熱蒸汽，提高企業(yè)的綜合利用率，提高企業(yè)的綜合效益。
(3)降低企業(yè)的綜合成本。
(4)減少對環(huán)境的污染。
根據(jù)本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)爐煤氣和余熱蒸汽綜合利用發(fā)電裝置，以及上述具體實施過程，進行了三次試驗，三次試驗有關(guān)參數(shù)如表1所示。其中蓄熱器在儲熱和放熱過程中，其溫度是變化，所以在三次試驗中，這個參數(shù)是一個范圍。
表1轉(zhuǎn)爐煤氣和余熱蒸汽綜合利用發(fā)電的三次試驗有關(guān)具體參數(shù)
權(quán)利要求
1一種轉(zhuǎn)爐煤氣和余熱鍋爐蒸汽綜合利用發(fā)電裝置，包括燃燒室(30)、汽包(1)、蒸汽發(fā)生器(2)、燃燒器(8)、省煤器(4)、空氣預熱器(7)、過熱器(5)、汽輪發(fā)電機(40)以及相應的管路和閥門；燃燒器(8)直通燃燒室(30)，蒸汽發(fā)生器(2)和過熱器(5)處于燃燒室(30)的上方，省煤器(4)和空氣預熱器(7)則處于燃燒室(30)的煙道內(nèi)，蒸汽發(fā)生器(2)通過汽管路(28)和水管路(29)與汽包(1)相連，過熱器(5)通過管路(44)和過熱器減溫閥(16)與給水管道(27)相連，過熱器(5)通過管路(37)和過熱器出口調(diào)節(jié)閥(17)與汽輪發(fā)電機(40)相連，省煤器(4)通過管路(27)和汽水出口閥(18)與汽包(1)相連，空氣預熱器(7)通過管路(26)和空氣調(diào)節(jié)閥(19)與燃燒器(8)相連，轉(zhuǎn)爐煤氣管路(25)通過煤氣調(diào)節(jié)閥(20)與燃燒器(8)相連；其特征在于(1)該裝置還含有蓄熱器(3)、分汽缸(6)及其相應的管路和閥門，蓄熱器(3)通過管路(32)和主蒸汽閥(10)及蒸汽進口閥(21)與汽包(1)相連，蓄熱器(3)還通過蒸汽啟閉閥(11)、管路(33)，以及通過蒸汽減壓閥(12)和管路(34)分兩路與分汽缸(6)相連，分汽缸(6)通過分汽缸出口閥(14)、過熱器進口閥(15)和管路(31)與過熱器(5)相連，分汽缸(6)通過管路(38)與轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐蒸汽及其它波動或非波動余熱蒸汽匯總器(41)相連；(2)在過熱器(5)的中間管路上安裝有過熱器噴水降溫器(42)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于蓄熱器(3)的蒸汽進口壓力為2.0-6.0Mpa，蒸汽出口壓力為0.5-3.5Mpa，蓄熱器(3)蒸汽進、出口的溫度范圍為180-300℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于過熱器(5)的蒸汽進口溫度為180-300℃；出口溫度為220-450℃；過熱器(5)的蒸汽進口壓力為2.0-6.0Mpa；蒸汽出口壓力為0.5-3.5Mpa。
全文摘要
本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)爐領(lǐng)域，涉及轉(zhuǎn)爐煤氣和余熱蒸汽的綜合利用。本發(fā)明轉(zhuǎn)爐煤氣和余熱蒸汽綜合利用發(fā)電裝置是在以轉(zhuǎn)爐煤氣為燃料的燃料室、蒸汽發(fā)生器、汽包、過熱器及轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐的基礎(chǔ)上，新增蓄熱器和分汽缸，蓄熱器分別與汽包和分汽缸相連，分汽缸又與轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐蒸汽及其它波動或非波動余熱蒸汽匯總器相連，分汽缸通過過熱器與汽輪發(fā)電機相連，形成完整的閉路循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。通過蓄熱器的儲能調(diào)節(jié)，使本發(fā)明在轉(zhuǎn)爐煤氣和轉(zhuǎn)爐余熱蒸汽多變的情況下，能向汽輪發(fā)電機輸送壓力、溫度和流量都穩(wěn)定的蒸汽，保證汽輪發(fā)電機持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)電。
文檔編號F27D17/00GK1597999SQ20041005854
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月19日
發(fā)明者盧兆生 申請人:盧兆生