[發明專利]利用由不連續的廢氣流輸送的熱的方法和設備

無效

• 申請號: 200880018959.0
• 申請日: 2008-05-28
• 公開（公告）號: CN101680717A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: H·加比;J·倫格特;T·馬特舒拉特
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 宣力偉

技術領域

本發明涉及一種方法和設備，用來利用由不連續的廢氣流輸送的 熱量。

背景技術

在工業爐(例如鋼鐵業業)中，在運行過程中(尤其在熔化過程 中，例如在電弧爐中)會在廢氣中產生很高的溫度。在廢氣通過過濾 器輸送到周圍環境中之前，要在排氣管或煙道中借助水冷卻回路或把 額外的水接入廢氣質量流，把廢氣高溫降下來。廢氣高溫的降溫對于 接在后面的廢氣清潔裝置是必要的，因為只有一定的廢氣溫度下才能 達到有效的清潔效果。其缺點是，為運行冷卻回路必須施加電能。

借助冷卻回路從廢氣流中提取的熱量在此是無用的，因為傳輸熱 的廢氣流不均勻。由于設備的運行，廢氣流的體積流和溫度都只是階 段性地恒定。在不同的連續的運行階段中，體積流和/或溫度都可能變 化很大。因此，出現了在熱量流方面不連續的廢氣流，它們傳輸的熱 能不容易由傳統的技術裝置(例如熱交換器)來應用。

發明內容

從現有技術的缺點中引出了本發明的目的，即提供一種方法和設 備，用來把在不連續的廢氣流中輸送的熱量轉換成有效能量。

根據本發明，提出一種利用由不連續的廢氣流輸送的熱的方法， 其中不連續的廢氣流在各階段中分別以初始值恒定的體積流和溫度 從工業設備中排出來，其中所述不連續的廢氣流轉換成連續的工作 流，此連續的工作流具有在體積流和溫度方面可調節的目標值，其中 在連續的工作流中傳輸的熱量被轉換成機械的或者電的或熱的有效 能量。

根據本發明，還提出一種利用由不連續的廢氣流輸送的熱的設 備，其中不連續的廢氣流在各階段中分別以初始值恒定的體積流和溫 度從工業設備中排出來，此設備包含：測量機構，用來檢測從工業設 備中排出的廢氣流的體積流和溫度的初始值；調節機構，用來從廢氣 流中分支出部分氣流，或給廢氣流輸入部分氣流，其中所述調節機構 與測量機構共同作用，從而把廢氣流轉換成連續的工作流，此連續的 工作流具有目標值恒定的體積流和溫度；以及機構，用來把在連續的 工作流中輸送的熱量轉換成機械的或電的或熱的有效能量。

按本發明，通過把不連續的廢氣流轉換成連續的工作流，來實現 方法方面的目的，此連續的工作流具有在體積流和溫度方面可調節的 恒定的目標值，其中在連續的工作流中傳輸的熱量被轉換成機械的或 者電的或熱的有效能量。由于爐子改變運行階段，廢氣流中的體積流 和溫度有時會產生較大的波動，這樣使所述波動均衡，從而可以繼續 利用在廢氣流中傳輸的熱量。在轉換后產生的持續的、體積流基本恒 定且溫度恒定的工作流，現在可以用來把傳輸的熱能轉換為其它的能 量形式。例如，所確定的比例關系和條件可最佳地設計出用于有效能 量轉換的技術裝置(例如熱交換器)。

按本發明的方法的有利改進方案，在第一階段中，在此階段中體 積流的初始值大于該體積流的目標值，從廢氣流中排出部分氣流。排 出的部分氣流的數量不僅基于體積流的初始值，還基于爐子各個運行 階段中的廢氣流的溫度。因此，在優選的可預定的比例關系中，在工 作流的目標值方面超出的那部分廢氣流被排出。例如，如果溫度的初 始值已經與它的目標值相等，則排出的體積流只需使它的目標值達到 即可。如果溫度的初始值大于溫度的目標值，則除了為達到體積流的 目標值所需的排出量外，還要排出另一部分體積流。在隨后的方法 步驟中，所述另一部分體積流例如作為外界空氣再入添加進來，用來 調節溫度的目標值，因此可以維持體積流的目標值。

此外，在第二階段中，在此階段中體積流的初始值小于該體積流 的目標值，則以有利的方式給廢氣流輸入部分氣流。待輸入的部分氣 流的數量不僅基于體積流的初始值，還優選基于爐子所在的運行階段 中的廢氣流的溫度。例如，如果溫度的初始值已經與它的目標值相等， 則輸入的體積流只需使它的目標值達到即可。如果溫度的初始值大于 溫度的目標值，則輸入的體積流小于達到其目標值所需的量。以這個 量減少的體積流同樣在隨后的方法步驟中再次例如作為冷空氣體積 流添加進來，用來調節溫度的目標值。體積流和溫度的目標值以這種 方式在工作流中得以維持。