[發明專利]高爐渣余熱發電裝置及發電方法

有效

• 申請號: 201210307176.2
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN102787874A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 劉庸;田淑霞;張福明;張全申;李長興;呂新鵬;梁輝生
• 申請（專利權）人: 北京首鋼國際工程技術有限公司
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01D15/10;F22B1/04
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于煉鐵高爐渣的余熱利用技術領域，特別是提供了一種高爐渣余熱發電裝置及發電方法，適用于高溫鐵水的余熱回收。

背景技術

鋼鐵工業是耗能大戶。回收生產中的余熱是降低能耗的主要措施。高爐生產中每一噸鐵大約產生0.3～0.4噸渣。高爐渣具有很高的溫度約～1500℃，高爐渣的熱焓約為1700MJ/T渣，具有很高的回收價值，按我國每年生鐵產量4億噸計算，每年約產生1.4億噸高爐渣，每年高爐渣帶走的熱量相當于1130萬噸標煤。雖然各國都在研發高爐渣的余熱回收裝置，但由于高爐排渣不連續，余熱回收難度大，工藝裝置復雜，至今尚未研發成功高爐渣的余熱回收裝置。

我國目前多采用水沖渣等方法，回收高爐渣的余熱，產生80℃左右的熱水，用于冬季采暖，熱能利用率很低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高爐渣余熱發電裝置，克服了上述熱能利用率低的缺點，并且經濟適用、技術可靠。

高爐渣能自由流動的溫度為熔化性溫度，其溫度約為1360℃，在生產中高爐渣的溫度約～1500℃，具有一定的過熱度。本發明是在不影響高爐渣自由流動、不影響原來的水沖渣工藝條件的情況下，回收高爐渣過熱度的部分余熱，用來產生蒸汽并發電。

本發明的高爐渣余熱發電裝置包括第一水泵1、熱水池2、第一換熱器3、熱水貯槽4、第二水泵5、給水泵6、高壓氮氣源7、第二換熱器8、高爐渣9、熱力除氧器10、高溫水貯罐11、第一閃蒸罐12、第二閃蒸罐13、汽輪機14、發電機15、凝汽器16、凝液泵17、冷卻塔18等。第一換熱器3浸沒在熱水池2中，第一水泵1將除鹽水送入第一換熱器3中進行換熱，常溫的除鹽水溫度升高，流入熱水貯槽4中，第二水泵5的入口與位于熱水貯槽4下部的出口管用法蘭連接，第二水泵5的出口管與熱力除氧器10的入口管用法蘭相連，第二水泵5將熱水貯槽4中的熱水送入熱力除氧器10中進行除氧，它們之間依靠法蘭連接。給水泵6與熱力除氧器10的出口管用法蘭連接，給水泵6將除氧水送入第二換熱器8中，在此除氧水吸收高爐渣9的輻射熱后成為高溫水，第二換熱器8放在高爐出鐵場的渣溝19上，由第二換熱器8排出的高溫水進入高溫水貯罐11中，高溫水貯罐11置于渣溝19的上方。高壓氮氣源7中的高壓氮氣用管道與高溫水貯罐11的氣空間相連接。從高溫水貯罐11的出水管排出的高溫水進入位于下方的第一閃蒸罐12中，在此高溫水進行第一次閃蒸，其產生的第一次閃蒸汽經管道進入汽輪機14的主蒸汽入口，第一閃蒸汽罐12中的飽和水則由位于其下方的排水口流出，經管道流入第二閃蒸罐13的進口管中，并在第二次閃蒸罐13中進行第二次閃蒸，第二次閃蒸產生的閃蒸汽作為補汽進入汽輪機14，由第二次閃蒸罐13下方排出的飽和水則作為熱源進入除氧器的入口。第二次閃蒸罐13位于第一次閃蒸罐12的下方，凝汽器16位于汽輪機14的下方，用于冷凝從汽輪機排出的乏汽，由凝汽器16產生的冷凝水則由位于凝汽器16下方的凝液泵17送至第一換熱器3的入口與除鹽水17送至第一換熱器3的入口與除鹽水混合后進入換熱器3中進行換熱。冷卻塔18的冷卻水用于冷凝從汽輪機14排出的乏汽。發電機15將汽輪機14輸出的機械能轉化為電能。圖1中涉及的設備與管道之間以及圖6中第二換熱器，各個單元之間均采用法蘭連接。

本發明所述的第二換熱器8是由5～10個換熱器組合而成。

本發明所述的第二換熱器8有兩種結構形式，見圖2～圖5：圖4為平板型，具有加工方便的特點；圖2為圓弧形，在單位長度上可以布置較多的換熱面積。

本發明的工藝流程如下：

第一水泵1將常溫除鹽水經過第一換熱器3與熱水池2中約80℃的沖渣水進行熱交換，除鹽水被加熱到大約70℃后進入熱水貯槽4中，再由第二水泵5送入除氧器10進行除氧，經過除氧的除鹽水由給水泵6加壓送入第二換熱器8中，除鹽水在第二換熱器8中吸收高爐渣9的輻射熱后成為高溫水進入高溫水貯罐11中，高壓氮氣源7向高溫水貯罐11提供高壓氮氣。除鹽水在第二換熱器8和高溫水貯罐11中均保持5℃～10℃的欠熱度，始終為液態。