[发明专利]钢厂富余高炉煤气及富余饱和蒸汽综合利用发电系统

说明书

技术领域

本发明属于能源回收利用的技术领域，具体涉及一种钢厂富余高炉煤气及富余饱和蒸汽综合利用发电系统及其方法。  

背景技术

多年来我国钢铁行业经过发展，技术上取得了令人瞩目的进步，但相比世界先进水平，我国吨钢综合能耗平均比国际先进水平高出10-15%，造成钢铁行业能源消耗大、污染严重、工业资源利用率低，且受资源、环境和能源的限制逐步加深的态势。随着社会的日益发展与进步，国家对资源节约、环境保护、能源的综合利用等方面的要求逐步提高。为了建设节能低碳型社会，国家出台一系列法律法规其目的是促进高耗能企业降低能耗、低碳环保地生产。加上国家“十二五”计划中对节能减排的强调，作为高耗能的钢铁行业必须进行最大限度的挖掘节能潜力、提高节能水平以满足“十二五”计划中对钢铁行业的节能指标。

众所周知，在钢铁的炼制过程中富产大量二次能源（副产品：饱和蒸汽和煤气），科学合理地应用这些副产品，能降低企业成本、提高企业的综合效益。目前，由于这部分能源收集利用较困难，通常都是直接排放到大气中，造成能源的大量浪费和环境的污染。

除了传统的直接排放方法，现有技术中还有两种技术：一是钢厂余热蒸汽再加热技术（专利申请号：CN201220242978.5），此技术是设计一套燃气锅炉将钢铁炼制过程中产生的饱和蒸汽通入到燃气锅炉中进行过热后加以利用，其特点是锅炉呈倒“U”字形，炉腔的一端封闭构成绝热燃烧室，另一端开口并连接有空气预热器，空气预热器下方有烟气出口，在绝热燃烧室的侧壁上有高炉煤气燃烧器，在空气预热器上方的炉腔内设置过热器。这种技术由于利用的是钢铁炼制过程中的饱和蒸汽作为原料加工，所以对钢厂的依赖程度高。二是转炉煤气和余热蒸汽综合利用发电装置（专利申请号：CN200410058542.0），此技术是将钢铁炼制过程中的煤气通入燃气锅炉自产过热蒸汽后进入汽轮机发电机组发电，其特点是以转炉煤气为燃料的燃料室、蒸汽发生器、汽包、过热器及转炉余热锅炉的基础上,新增蓄热器和分汽缸,蓄热器分别与汽包和分汽缸相连,分汽缸又与转炉余热锅炉蒸汽及其它波动或非波动余热蒸汽汇总器相连,分汽缸通过过热器与汽轮发电机相连,形成完整的闭路循环发电系统。这种技术综合利用转炉煤气和余热蒸汽，浪费了原有的饱和蒸汽，不但降低锅炉蒸汽品质还降低了锅炉安全性，而且由于是自产蒸汽进行换热，如果锅炉状态不稳很容易造成锅炉过热器的干烧，导致爆管现象发生。

发明内容

本专利技术旨在综合全面利用钢铁生产过程中的二次能源：把煤气和饱和蒸汽进行科学有效地利用。利用煤气进行燃烧产生过热蒸汽以及利用其余热去过热炼钢过程中的饱和蒸汽，此技术方案既降低了锅炉对钢厂的依赖性，又能使锅炉稳定大量地输出，提高了蒸汽品质，有利于汽轮机发电组运营并且还减少了污染物的排放，有利于环境保护。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

钢厂富余高炉煤气及富余饱和蒸汽综合利用发电系统，包括煤气锅炉燃烧利用系统、废饱和蒸汽余热利用系统、汽轮机发电系统以及辅助系统，所述煤气锅炉燃烧利用系统包括：燃气锅炉、汽包、蒸汽发生器水冷壁、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、低温省煤器、空气预热器、鼓风机、冷空气管道、热空气管道以及阀门；其中所述蒸汽发生器水冷壁铺设于燃气锅炉炉膛的内壁，并通过上升管和下降管与汽包相连；所述高温过热器和低温过热器位于炉膛内的上面，高温过热器和主蒸汽管道与汽轮机相连；所述高温省煤器、低温省煤器和空气预热器位于炉膛燃烧室的烟道中，并且依次从上到下排列；所述热空气管道和煤气输送管道相连，所述冷空气管道通过鼓风机与空气预热器相连；烟气出口管道连接炉膛燃烧室，并通过引风机与烟囱相连；

所述废饱和蒸汽余热利用系统包括饱和蒸汽输送管道、高温过热器、低温过热器和主蒸汽管道，其中饱和蒸汽输送管道依次通过所述低温过热器、所述高温过热器和主蒸汽管道与所述汽轮机相连；

所述汽轮机发电系统，包括所述汽轮机、发电机、凝汽器、凝结水泵以及相应管道，其中所述汽轮机与发电机相连，所述汽轮机、凝汽器与凝结水泵依次相连。

利用上述发电系统的方法具体如下：