一種鋼鐵設備純中低溫餘熱發電系統的製作方法

2023-09-22 19:42:10

專利名稱：一種鋼鐵設備純中低溫餘熱發電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及鋼鐵行業餘熱利用，尤其是配套鋼鐵廠燒結設備使用的一種鋼鐵設備純中低溫餘熱發電系統。
背景技術：
目前鋼鐵行業有近500家生產企業，年總生產能力約為5億t，加上冶金、冶煉行業的產能，全國每年這幾個行業需要消耗一次能源(折標準煤)約4.48億t，同時消耗電力3750億度。上述幾個行業所消耗的一、二次能源的總量中，有近30%以上是以400°C以下廢氣餘熱的方式被排入大氣浪費掉的，每年相當於浪費1. 3億t標準煤，增加二氧化碳排放量3億t以上。從而使鋼鐵行業餘熱發電能力未能得到充分利用和發揮，造成廢氣餘熱資源白白地浪費掉。

發明內容
本發明的目的是克服上述技術的不足，提供一種鋼鐵設備純中低溫餘熱發電系統，該系統所利用的餘熱量更大，可生產更高壓力溫度等級的蒸汽，用於餘熱發電後，能夠大幅度提高餘熱發電能力。本發明的技術方案是鋼鐵設備純中低溫餘熱發電系統，包括鋼鐵燒結設備環冷機汽輪機、發電機、一級節煤器、二級節煤器、蒸發器、一級過熱器，其特徵在於燒結設備環冷機上端自入料口沿紅礦輸送方向的高溫、中溫、低溫三處熱源上依次布置一級過熱器、蒸發器+—級節煤器、二級節煤器，在一級過熱器之後設置有補式二級過熱器，通過燃燒高爐煤氣或柴油等進一步加熱來自一級過熱器的蒸汽。所述的一級過熱、蒸發器、一級節煤器、 二級節煤器中的換熱空間與燒結設備環冷機的煙囪串接。所述的蒸發器、一級節煤器、二級節煤器採用熱管器換熱元件。所述的燒結設備罩內設置廢氣擋板。所述的汽輪發電機選用中溫低壓參數汽輪發電機。在燒結設備環冷機上端自入料口沿紅礦輸送方向的高溫、中溫、低溫三處熱源上依次布置一級過熱器、蒸發器+ —級節煤器、二級節煤器。在燒結設備環冷機罩上端開孔， 將原從燒結設備環冷機煙 排入大氣的熱煙氣引換熱器，蒸發器、一級節煤器、二級節煤器的換熱元件採用熱管，有效降低了傳熱溫度差，通過梯級利用熱量，最大限度利用煙氣熱量。經過換熱器後的廢氣仍經原有煙囪排空。在燒結設備環冷機罩內加略高於料層的隔板， 使換熱器列時不影響燒結設備環冷機正常生產。在補燃式二級過熱器通過燃燒高爐煤氣或柴油等進一步加熱來自一級過熱器的蒸汽。本發明的效果是在不影響燒結設備環冷機正常生產的條件下，其採用熱管式換熱器，餘熱可以生產1. 5Mpa低壓飽和溫度至320°C的過熱蒸汽，經過補燃式二級過熱器過熱後，蒸汽溫度可達400°C;其二，熱力循環系統可以採用中溫低壓參數，提高了熱力循環系統效率；其三，充分利用了燒結設備環冷機不同溫度段廢氣的餘熱，並按廢氣餘熱溫度分布實現了熱量應根據其溫度進行梯級利用的原理；其四，本發明使燒結設備環冷機廢氣餘熱最大限度地轉化成為電能，餘熱發電能力與現有的燒結設備環冷機純中低溫飽和蒸汽餘熱發電技術相比提高50%以上。本發明的優點在於結構簡單，充分利用鋼鐵廠自產的煤氣和燒結設備環冷機廢氣餘熱最大限度地轉化成為電能，餘熱發電能力與現有的燒結設備環冷機純中低溫飽和蒸汽餘熱發電技術相比提高50%以上，並改善了排放對環境的影響。


圖1是本發明的補燃式二級過熱器的純中低溫餘熱發電系統示意圖；圖2是本發明的燒結設備環冷機換機器布置圖；圖中1汽輪機、2 —級節煤器、3 二級節煤器、4蒸發器、5汽泵、6 —級過熱器、7高溫煙氣、8中溫煙氣、9低溫煙氣、10 二級過熱器、11煤氣、12柴油、13環境空氣、14 一級過熱器取熱口、15蒸發器+ —級節煤器取熱口、16 二級節煤取熱口、17廢氣擋板1、18廢氣擋板 2、19廢氣擋板3、20物料入口、21物料輸送方向、22環冷機罩。
具體實施例方式如圖2所示，燒結設備環冷機內燒結料紅礦自進料口的過程中，通過鼓風機鼓入的環境空氣將其溫度從650°C左右逐漸冷卻至150°C以下，換熱後產生420°C、370°C、225°C 三股熱煙氣。其中420°C的煙氣排入原有除塵系統，370°C和225°C煙氣通過燒結設備環冷機上煙@排入大氣。本發明的方案是梯級利用煙氣資源，在370°C中溫熱源處布置蒸發器和一級節煤器。在低溫熱源225°C處布置二級節煤器，在420°C高溫熱源處布置一級過熱器。 通過換熱，燒結設備環冷機熱煙氣可生產1. 5Mpa-32(TC的過熱蒸汽。為保持三處熱源廢氣溫度和氣量的穩定性，提高熱量利用率，在燒結設備環冷機罩內設置廢氣擋板，擋板位置如圖2所示，擋板高度控制其下緣略高於料層頂部。為進一步提高汽輪發電機的效率，設備補燃式二級過熱器系統將蒸汽溫度提高至 400°C，補燃所用燃用為鋼鐵廠富餘高爐煤氣，在高爐氣量不足時補充少量柴油。通過二級過熱後的蒸汽適宜中溫低壓參數汽輪機，與飽和蒸汽或低溫低壓參數汽輪機相比較，可使熱力循環系統效率大幅提高，最大限度將餘熱轉換為電能。以上公開的僅為本發明的具體實施例，但是，本發明並非局限於此，本領域的技術人員能思之採用本發明的設計宗旨，所有顯而易見的改變以及具有等同替換的相似設計， 均應落入本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種鋼鐵設備純中低溫餘熱發電系統，包括鋼鐵燒結設備環冷機汽輪機、發電機、一級節煤器、二級節煤器、蒸發器、一級過熱器，其特徵在於燒結設備環冷機上端自入料口沿紅礦輸送方向的高溫、中溫、低溫三處熱源上依次布置一級過熱器、蒸發器+—級節煤器、 二級節煤器，在一級過熱器之後設置有補燃式二級過熱器，通過燃燒高爐煤氣或柴油等進一步加熱來自一級過熱器的蒸汽。
2.根據權利要求1所述的鋼鐵設備純中低溫餘熱發電系統，其特徵在於所述的一級過熱、蒸發器、一級節煤器、二級節煤器中的換熱空間與燒結設備環冷機煙囪串接。
3.根據權利要求1所述的鋼鐵設備純中低溫餘熱發電系統，其特徵在於所述的蒸發器、一級節煤器、二級節煤器採用熱管器換熱元件。
4.根據權利要求1所述的鋼鐵設備純中低溫餘熱發電系統，其特徵在於所述的燒結設備環冷機罩內設置廢氣擋板。
5.根據權利要求1所述的鋼鐵設備純中低溫餘熱發電系統，其特徵在於所述的汽輪發電機選用中溫低壓參數汽輪發電機。
全文摘要
本發明涉及一種鋼鐵設備純中低溫餘熱發電系統，尤其是配套鋼鐵廠設備環冷機使用的純中低溫餘熱發電系統。鋼鐵設備純中低溫餘熱發電系統，包括鋼鐵燒結設備環冷機汽輪機、發電機、一級節煤器、二級節煤器、蒸發器、一級過熱器，其特徵在於燒結設備環冷機上端自入料口沿紅礦輸送方向的高溫、中溫、低溫三處熱源上依次布置一級過熱器、蒸發器+一級節煤器、二級節煤器，在一級過熱器之後設置有補燃式二級過熱器，優點在於結構簡單，充分利用鋼鐵廠自產的煤氣和燒結設備環冷機廢氣餘熱最大限度地轉化成為電能，餘熱發電能力與現有的燒結設備環冷機純中低溫飽和蒸氣餘熱發電技術相比提高50％以上，並改善了排放對環境的影響。
文檔編號F01K11/02GK102243023SQ20111009879
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月20日 優先權日2011年4月20日
發明者南志遠 申請人:南志遠