[发明专利]转炉烟道余热饱和蒸汽发电方法及其系统设备

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢转炉烟道余热的回收利用领域，特别涉及转炉烟道余热饱和蒸汽发电方法及其利用该方法的系统设备。

背景技术

我国90％以上的炼钢生产采用转炉炼钢工艺，在转炉炼钢过程中产生大量的高温烟道气，温度高达1600℃左右，包含着大量热量。为了保护转炉烟道抵抗高温烟气的侵蚀，一般都在烟道内侧布置冷却水管，通过水的汽化冷却作用降低烟道壁温度，延长烟道使用寿命，同时冷却水管中的冷却水被高温烟气加热变成蒸汽，带走热量。这部分产生的蒸汽有两个特点：一是参数低，为低压饱和蒸汽，湿度大，非常容易凝结成水；二是由于炼钢生产的周期性，造成所产生的蒸汽也是周期性发生，一般在约30分钟的一个周期内，有约15分钟几乎没有蒸汽产生，而在另外约15分钟内蒸汽产生量由零逐渐增加到最大量又降低到零，波动非常剧烈。主要由于以上两个特点，造成这部分蒸汽非常难以回收利用，绝大多数钢铁企业都对其进行放散，造成大量能源和软水资源的浪费，不符合循环经济的发展要求。

发明内容

基于以上现实，本发明提出了一种转炉烟道余热饱和蒸汽发电方法，利用该方法，可以向蒸汽汽轮发电装置提供稳压、稳流余热蒸汽，使蒸汽汽轮发电装置提供稳定的电力。本发明还提供了利用该方法发电的系统设备。

本发明的技术方案是：转炉烟道余热饱和蒸汽发电方法，其特征在于，提高转炉烟道汽化冷却系统运行压力至≥0.8Mpa，从汽化冷却烟道出来的余热蒸汽经收集、汽水分离后进入蓄能装置，然后进入带有中间再热装置的低压饱和蒸汽汽轮机，由汽轮机带动发电机发电；蒸汽发电后通过冷凝器凝结成水，闭路循环使用。

为避免凝结成的水滴损蚀汽轮机，将汽轮机入口处参数相对较高的蒸汽引出一部分引入汽轮机后部，加热做功后参数降低的蒸汽。

为充分利用转炉余热并向蓄能装置提供足够的余热蒸汽，多个转炉以并联的形式向蓄能装置提供余热蒸汽。

一种利用上述方法发电的系统设备，其特征在于，转炉烟道汽化冷却系统上部连接一汽包，在汽包出口设有汽水分离装置，自汽水分离装置出来的管路分为两路，一路与蓄能装置连通，另一路与蓄能装置出来的管路合并后连通汽轮机，发电机与汽轮机输出端相连，所述的汽轮机为带有中间再热装置的低压饱和蒸汽汽轮机，从汽轮机出来的气体经管路输至冷凝器，冷凝器经管路连至冷凝水池，蓄能装置下部冷凝水经管路连接并输入冷凝水池，冷凝水池经设置水泵的管路连接至转炉烟道汽化冷却系统和蓄能装置。

所述的一旁通蒸气管路自汽轮机入口处经汽轮机外部至汽轮机后部，对做功后的蒸汽加热。

冷凝水池还设有软水补充管路。

本发明进一步的方案是，

多个转炉烟道汽化冷却系统分别对应各自的汽水分离装置，自多个汽水分离装置出来的管路汇总至蒸汽总管，该蒸汽总管分为两路，一路与蓄能装置连通，自蓄能装置出来的管路与蒸汽总管的另一路合并后连通汽轮机；各蓄能装置下部冷凝水经管路连接并输入冷凝水池，冷凝水池经设置水泵的管路连接至各转炉烟道汽化冷却系统和蓄能装置。此为多转炉一蓄能装置结构。

或者，多个转炉烟道汽化冷却系统分别对应各自的汽水分离装置，自多个汽水分离装置出来的管路汇总至蒸汽总管，该蒸汽总管分为两路，一路通过多个支管分别与相应的蓄能装置连通，自多个蓄能装置出来的管路与蒸汽总管的另一路合并后连通汽轮机；各蓄能装置下部冷凝水经管路连接并输入冷凝水池，冷凝水池经设置水泵的管路连接至各转炉烟道汽化冷却系统和各蓄能装置。此为多转炉多蓄能装置结构。

本发明的有益效果是：

(1)该工艺无须补充燃料或其它能源，直接利用饱和蒸汽进行发电，开辟了一条余热蒸汽利用新途径，从而实现转炉烟道余热蒸汽的全部回收利用。

(2)通过回收利用炼钢所产生的高温烟气的热量，该工艺可以实现吨钢发电15kWh，有效降低炼钢工序能耗，为实现负能炼钢创造条件。

(3)该工艺中，汽轮机内效率超过75％，汽轮发电机组机械效率超过95％，发电机效率超过95％。

(4)该工艺可以实现软水的回收利用。原工艺中，蒸汽大量放散，软水无法回收利用。而在新工艺中，蒸汽发电后冷凝成水可以循环利用，大大节约软水资源。

附图说明

图1是转炉烟道余热饱和蒸汽发电系统设备发电原理图；

图2是两个转炉烟道余热饱和蒸汽发电系统设备发电原理图。

图中：1转炉，2烟道，3汽包，4蓄能装置，5低压饱和蒸汽汽轮机，6发电机，7冷凝器，8冷凝水池，9冷却塔，10软水补充管路，11第二转炉，21第二烟道，31第三汽包。