[發明專利]軋鋼加熱爐余熱蒸汽回收利用系統及回收利用方法

在審

• 申請號: 201710684382.8
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107314687A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 包向軍;孫靈杰;陳光;張超;王恒達;王明月;張育仁;戴軍森
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F01C13/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明涉及連續式軋鋼加熱爐汽化冷卻蒸汽余熱回收領域，更具體地說，涉及一種軋鋼加熱爐余熱蒸汽回收利用系統及回收利用方法。

背景技術

目前，加熱爐構件的冷卻，主要有水冷卻和汽化冷卻兩種方式，水冷卻是利用水的溫升吸收熱量。汽化冷卻主要是利用水變成蒸汽時的潛熱，吸收大量的熱量，使冷卻構件得以冷卻；研究表明，在吸收同樣熱量的情況下，汽化冷卻系統的給水量僅為水冷卻系統的1/60左右，具有顯著的節水效果。同時，由于加熱爐汽化冷卻系統具有節能及減輕鋼料黑印，提高加熱爐鋼料質量等優點，目前國內大部分軋鋼加熱爐已采用汽化冷卻技術。

由于采用汽化冷卻方式，軋鋼加熱爐在生產過程中將產生大量低壓飽和蒸汽；但是，由于這些低壓飽和蒸汽壓力大都在0.7Mpa以下，無法并入蒸汽主管網被有效利用，大量蒸汽只能白白放散掉，造成大量能源浪費；隨著技術的發展，現有技術中開發出了ORC有機朗肯循環發電技術將低品位的余熱資源加以利用；如專利公開號：CN 202001071U，公開日：2011年10月05日，該申請案公開了一種軋鋼板車間加熱爐低品位煙氣有機郎肯循環余熱發電系統，其以正戊烷為工作介質，采用ORC技術對100℃-300℃的低品位煙氣余熱進行回收。但是該申請案的不足之處在于：采用ORC技術對設備要求較高，投資較大，且存在有機工質泄露的風險；同時，若在低壓飽和蒸汽余熱利用領域采用ORC發電技術，需經過換熱器將蒸汽能量轉化為有機工質的內能，再利用有機工質驅動發電機組發電，能量轉換次數較多，使低壓飽和蒸汽的熱量利用率降低，實用性不足。

再如，專利公開號：CN 102619567A，公開日：2012年08月01日，該申請案公開了一種利用兩級螺桿膨脹機蒸汽余壓的動力系統，其包括：通過管道順序連接的一級進氣閥、一級入口調節閥、一級螺桿膨脹機、級間換熱器，二級進氣閥、二級入口調節閥、二級螺桿膨脹機；高溫高壓蒸汽通過管道進入一級進氣閥、一級調節閥進入一級螺桿膨脹機，驅動一負載或驅動一發電機發電；從一級螺桿膨脹機輸出的中溫中壓蒸汽再進入級間熱交換器，通過該級間熱交換器加熱后輸出到二級進氣閥、二級調節閥進入二級螺桿膨脹機，驅動另一負載或驅動另一發電機發電。該申請案具有對余熱回收利用更充分、熱量利用效率更高的優點。但是該申請案的不足之處在于：(1)該申請案公開的動力系統僅適用于高溫高壓或中溫中壓蒸汽余熱的利用，并不適用于低壓飽和蒸汽余熱回收利用領域；(2)由于實際生產中負載經常需要根據具體使用要求實時調節工況，當進入螺桿膨脹機內的蒸汽量及蒸汽品質發生較大波動時，則難以通過螺桿膨脹機的做工實時調節負載的工況。

綜上所述，現有技術中雖然出現了利用高溫高壓蒸汽或中溫中壓蒸汽驅動螺桿膨脹機從而直接驅動負載的相關技術方案公開，但是，如何克服利用低壓飽和蒸汽驅動螺桿膨脹機進而直接驅動負載時，難以有效滿足負載工況實時調節要求的不足，是現有技術中亟需解決的技術難題。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服利用低壓飽和蒸汽驅動螺桿膨脹機進而直接驅動負載時，難以有效滿足負載工況實時調節要求的不足，提供了一種軋鋼加熱爐余熱蒸汽回收利用系統及回收利用方法，能夠滿足負載設備實時的使用要求。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的軋鋼加熱爐余熱蒸汽回收利用系統，包括：

蒸汽輸入管道，該蒸汽輸入管道自軋鋼加熱爐的汽化冷卻系統中引出；

螺桿膨脹機，該螺桿膨脹機的進汽口與所述蒸汽輸入管道連通；

負載設備，所述螺桿膨脹機的輸出端可與負載設備連接；

電動機，所述電動機的輸出端可與負載設備連接。

作為本發明更進一步的改進，所述螺桿膨脹機的輸出端通過變速器與負載設備連接。

作為本發明更進一步的改進，所述螺桿膨脹機的輸出端與變速器的輸入端之間設有離合器一；所述變速器的輸出端與負載設備之間設有離合器二；所述電動機的輸出端與負載設備之間設有離合器三。

作為本發明更進一步的改進，所述變速器的輸出端上安裝有傳感器一；所述負載設備上安裝有傳感器二；所述電動機的輸出端上安裝有傳感器三。

作為本發明更進一步的改進，所述蒸汽輸入管道依次經過蒸汽蓄熱器、煙氣過熱器后與螺桿膨脹機的進汽口連通。