凝結水循環加熱裝置的製作方法

2023-04-30 08:03:56

本實用新型有關於一種利用煉鋼餘熱加熱凝結水的裝置，尤其有關於一種高爐冶煉領域中的凝結水循環加熱裝置。

背景技術：

一些鋼鐵企業會自建發電機組，汽輪機發電機組凝結水系統的節能降耗是提高機組經濟效益的重要途徑。通常汽輪機由多級加熱器來加熱凝結水，需要耗費大量的汽輪機中的蒸汽，從而降低了汽輪機的發電量。

同時，在鋼鐵企業中，由於轉爐煉鋼汽化冷卻工藝的特殊性，導致煉鋼過程中產生的蒸汽具有間斷性和波動性，該蒸汽的壓強、溫度以及產量均不穩定，由此造成了轉爐煉鋼汽化冷卻過程中產生的蒸汽餘熱回收困難，不得已將蒸汽放散到空氣中，造成能源浪費。

因此，有必要提供一種能有效利用煉鋼餘熱蒸汽加熱凝結水的裝置，來代替汽輪機抽汽加熱凝結水的裝置，以解決上述問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種凝結水循環加熱裝置，其能將煉鋼汽化冷卻過程中產生的蒸汽通過蒸汽蓄熱器進行儲存，進而對汽輪機產生的凝結水進行加熱，使餘熱蒸汽得到了回收利用，減少了對汽輪機的抽汽量，提高了鋼鐵廠的經濟效益。

本實用新型的目的是提供一種凝結水循環加熱裝置，包括：

汽輪機，其具有乏汽出口和蒸汽入口；

轉爐，其具有餘熱輸出口；

凝汽器，其具有乏汽入口和凝結水出口，所述乏汽入口與所述乏汽出口通過蒸汽管道相連；

蒸汽蓄熱器，其具有蓄熱入口和蓄熱出口，所述蓄熱入口通過第一蓄熱管道與所述轉爐的餘熱輸出口連接；

凝結水加熱器，其具有凝結水通道和蒸汽通道，所述凝結水通道的一端通過凝結水管道與所述凝汽器的凝結水出口連接，所述凝結水通道的另一端通過除氧管道與除氧器連接；所述蒸汽通道的一端通過第二蓄熱管道與所述蓄熱出口連接，所述蒸汽通道的另一端通過水箱管道與煉鋼車間水箱連接；

鍋爐，其通過入水管道與所述除氧器連接，所述鍋爐通過出汽管道與所述汽輪機的蒸汽入口連接。

如上所述的凝結水循環加熱裝置，其中，所述凝結水加熱器和所述煉鋼車間水箱之間設有水泵，所述水泵連接在所述水箱管道上。

如上所述的凝結水循環加熱裝置，其中，所述凝汽器為水冷凝汽器。

如上所述的凝結水循環加熱裝置，其中，所述蒸汽蓄熱器為變壓式蒸汽蓄熱器。

如上所述的凝結水循環加熱裝置，其中，所述除氧器為低壓除氧器。

如上所述的凝結水循環加熱裝置，其中，所述凝結水加熱器為低壓凝結水加熱器。

如上所述的凝結水循環加熱裝置，其中，所述轉爐為鹼性氧氣頂吹轉爐。

如上所述的凝結水循環加熱裝置，其中，所述入水管道上設有水泵。

本實用新型的特點及優點是：

本實用新型的凝結水循環加熱裝置，通過設置蒸汽蓄熱器，可以回收和儲存煉鋼過程中的餘熱蒸汽，不需要從汽輪機中抽取蒸汽，避免了煉鋼餘熱蒸汽的浪費，提高了汽輪機的發電量，提高了經濟效益。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的凝結水循環加熱裝置的結構示意圖。

附圖標號說明：1、汽輪機；101、乏汽出口；102、蒸汽入口；12、蒸汽管道；2、凝汽器；21、乏汽入口；22、凝結水出口；25、凝結水管道；3、轉爐；31、餘熱輸出口；34、第一蓄熱管道；4、蒸汽蓄熱器；41、蓄熱入口；42、蓄熱出口；45、第二蓄熱管道；5、凝結水加熱器；51、凝結水通道；52、蒸汽通道；56、水箱管道；58、除氧管道；6、水泵；7、煉鋼車間水箱；8、除氧器；89、入水管道；9、鍋爐；91、出汽管道；10、水泵。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

如圖1所示，本實用新型提供一種凝結水循環加熱裝置，包括：汽輪機1，其具有乏汽出口101和蒸汽入口102；轉爐3，其具有餘熱輸出口31；凝汽器2，其具有乏汽入口21和凝結水出口22，所述乏汽入口21與所述乏汽出口101通過蒸汽管道12相連；蒸汽蓄熱器4，其具有蓄熱入口41和蓄熱出口42，所述蓄熱入口41通過第一蓄熱管道34與所述轉爐3的餘熱輸出口31連接；凝結水加熱器5，其具有凝結水通道51和蒸汽通道52，所述凝結水通道51的一端通過凝結水管道25與所述凝汽器2的凝結水出口22連接，所述凝結水通道51的另一端通過除氧管道58與除氧器8連接；所述蒸汽通道52的一端通過第二蓄熱管道45與所述蓄熱出口42連接，所述蒸汽通道52的另一端通過水箱管道56與煉鋼車間水箱7連接；鍋爐9，其通過入水管道89與所述除氧器8連接，所述鍋爐9通過出汽管道91與所述汽輪機1的蒸汽入口102連接。本實用新型的凝結水循環加熱裝置，通過設置蒸汽蓄熱器4，可以回收和儲存煉鋼過程中餘熱蒸汽，不需要從汽輪機1中抽取蒸汽，避免了煉鋼餘熱蒸汽的浪費，提高了汽輪機1的發電量，提高了經濟效益。

汽輪機1是一個熱能動力機械，它的作用是將鍋爐傳來的蒸汽熱能轉化成機械能，汽輪機由轉子和汽缸組成，轉子上裝有許多葉片，汽缸上也有相應的葉片，叫隔板，轉子葉片與汽缸隔板構成對應的一個級，有多少級葉片就有多少隔板，一一對應，這樣就形成了汽輪機的能量轉換核心，高溫蒸汽的熱能就是通過這種內部結構轉化成機械能，源源不斷地高溫蒸汽，通過汽輪機，就連續的進行做功，推動汽輪機轉子高速旋轉，再用聯軸器把相應的機械連接起來，就能對外做功。在本實施方式中，如圖1所示，汽輪機1具有一個乏汽出口101和一個蒸汽入口102，高溫蒸汽做功後釋放出熱勢能的蒸汽從汽輪機的乏汽出口101排出。

轉爐3是以鐵水、廢鋼、鐵合金為主要原料，不藉助外加能源，靠鐵液本身的物理熱和鐵液組分間化學反應產生熱量而在轉爐中完成煉鋼過程。轉爐主要用於生產碳鋼、合金鋼及銅和鎳的冶煉。轉爐3在煉鋼過程中會間斷的產生高溫蒸汽，在本實施方式中，轉爐3具有餘熱輸出口31，轉爐3為鹼性氧氣頂吹轉爐，其具有生產速度快、產量大，單爐產量高、成本低、投資少等優點，為目前使用最普遍的煉鋼設備。

凝汽器2是將汽輪機1的排汽冷凝成水的一種換熱器，又稱復水器，其具有乏汽入口21和凝結水出口22，可以將乏汽轉化為凝結水。凝汽器2主要用於汽輪機動力裝置中，分為水冷凝汽器和空冷凝汽器兩種。在本實施例中，選用水冷凝汽器，其由外殼和管束組成單流程，管子為銅合金管，用淡水冷卻。凝汽器2除將汽輪機1產生的乏汽冷凝成水重新使用外，還能在汽輪機1排汽處建立真空和維持真空，從而利於抽取乏汽。

蒸汽蓄熱器4，其具有蓄熱入口41和蓄熱出口42，所述蓄熱入口41通過第一蓄熱管道34與所述轉爐3的餘熱輸出口31連接。具體地，通常情況下，在工業鍋爐供汽系統中如果用汽量經常發生大幅度的波動，不僅會引起鍋爐汽壓、水位上下波動，使鍋爐運行操作困難，還會導致鍋爐燃燒效率降低。在本實用新型的這種情況下應用蒸汽蓄熱器4能有效地穩定轉爐3負荷，改善轉爐3運行條件，不使轉爐3效率降低。蒸汽蓄熱器4有變壓式和定壓式兩類，變壓式蓄熱器的工作壓力隨所儲熱量的增減而變化，其中最典型的是變壓式蒸汽蓄熱器；定壓式蓄熱器的工作壓力恆定，其中以給水蓄熱器最為常用。蒸汽蓄熱器4是以水為介質的儲汽蓄熱蒸汽壓力容器，它是提高蒸汽使用可靠性和經濟性的一種高效節能減排設備，蒸汽蓄熱器4適於汽負荷波動較大的供熱系統，瞬時耗汽量有較大需求的供熱系統，汽源間歇產生或流量波動大的供熱系統，需要儲存蒸汽，以備隨時需要的供熱系統或設備保溫的供熱系統等用汽，都可增設蒸汽蓄熱器。在本實施例中，即選用變壓式蒸汽蓄熱器。

因水中溶解的氧，會給鍋爐給水管道、省煤器和其它附屬設備造成嚴重腐蝕。除氧器8，不僅能除去鍋爐給水中的溶解氧，而且能除去水中游離的二氧化碳CO2、氮化氫NH3、硫化氫H2S等腐蝕性氣體。除氧後的水中不會增加含鹽量與其它雜質，水溫一般在室溫條件下，出水的含氧量仍能符合規定要求。

鍋爐9是將燃料的化學能轉化為水的內能的設備，其通過入水管道89與除氧器8連接，通過出汽管道91與汽輪機1的蒸汽入口102連接，經過除氧器8處理過的除氧水在鍋爐9中被加熱汽化，高溫蒸汽通過出汽管道91進入汽輪機1。

進一步地，凝結水加熱器5和煉鋼車間水箱7之間設有水泵6，水泵6可以快速抽取凝結水加熱器5的蒸汽通道52中的凝結的水，提高凝結水加熱器5的工作效率。

更進一步地，入水管道89上還設有水泵10，以提高鍋爐9進水的效率。

本實用新型的凝結水循環加熱裝置的工作原理為：本實用新型的凝結水循環加熱裝置內部分為餘熱蒸汽通路和凝結水通路：一方面，轉爐3在工作過程中產生間斷的餘熱蒸汽，餘熱蒸汽從轉爐3的餘熱輸出口31排出，進入蒸汽蓄熱器4，蒸汽蓄熱器4儲蓄餘熱蒸汽，再將餘熱蒸汽輸送到凝結水加熱器5中的蒸汽通道52，餘熱蒸汽在蒸汽通路52中凝結成液態水，最後流入煉鋼車間水箱，此為餘熱蒸汽通路；另一方面，汽輪機1中的乏汽從乏汽出口101通過蒸汽管道12進入凝汽器2，在凝汽器2中產生凝結水，凝結水進入凝結水加熱器5的凝結水通道51中，凝結水被蒸汽通道52中的餘熱蒸汽加熱，被加熱的凝結水通入除氧器8變成除氧水，除氧水再進入鍋爐9，鍋爐9把除氧水加熱成高溫蒸汽，高溫蒸汽再通入汽輪機1，實現循環，此為凝結水通路。其中，餘熱蒸汽通路和凝結水通路在凝結水加熱器5中實現熱交換。

本實用新型的凝結水循環加熱裝置，通過設置蒸汽蓄熱器4，可以回收和儲存煉鋼過程中餘熱蒸汽，不需要從汽輪機1中抽取蒸汽來加熱凝結水，避免了煉鋼餘熱蒸汽的浪費，提高了汽輪機1的發電量，提高了經濟效益。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，並非用以限定本實用新型的範圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬於本實用新型保護的範圍。