專利名稱：一種燒結(jié)余熱雙壓發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工業(yè)燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在鋼鐵生產(chǎn)過程中，燒結(jié)工序的能耗約占總能耗的10%，僅次于煉鐵工序，位居第 二。在燒結(jié)工序總能耗中，有近50%的熱能以燒結(jié)煙氣和冷卻機廢氣的顯熱形式排入大 氣。隨著近幾年來余熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)在常用的燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)主要由余熱鍋爐、汽 輪機和發(fā)電機組成，該系統(tǒng)是燒結(jié)廢氣通過余熱鍋爐換熱后直接產(chǎn)生過熱主蒸汽，由于余 熱鍋爐進口廢氣溫度低，余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽壓力和溫度都較低，發(fā)電效率低。專利 200920065498. 4中的雙壓汽水系統(tǒng)的燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)，在蒸汽過熱爐中只對余熱鍋爐產(chǎn) 生的高壓主蒸汽進行過熱，發(fā)電效率還有待提高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種燒結(jié)余熱 雙壓發(fā)電系統(tǒng)，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，能提高汽輪機進口蒸汽壓力和溫度，充分利用煉鋼廠自產(chǎn)的 煤氣和燒結(jié)環(huán)冷機廢氣余熱最大限度地轉(zhuǎn)化成為電能，降低燒結(jié)工序能耗。本實用新型采用的技術(shù)方案是，所述燒結(jié)余熱雙壓發(fā)電系統(tǒng)包括有廢氣進口和廢 氣出口的余熱鍋爐、蓄熱式雙蒸汽過熱爐、汽輪機、發(fā)電機；主軸同發(fā)電機轉(zhuǎn)軸聯(lián)接的汽輪 機的乏汽出口依次經(jīng)冷凝器、凝結(jié)水泵、給水泵而接至第一省煤器和第二省煤器的入口端； 裝在余熱鍋爐中的第一省煤器的出口端同第一汽包連通，第二省煤器的出口端同第二汽包 連通；余熱鍋爐中的A蒸發(fā)受熱面入口端同第一汽包水空間連通，A蒸發(fā)受熱面出口端同第 一汽包汽空間連通；B蒸發(fā)受熱面入口端同第二汽包水空間連通，B蒸發(fā)受熱面出口端同第 二汽包汽空間連通，其特征是，所述第一汽包的高壓飽和蒸汽出口同蓄熱式雙蒸汽過熱爐 的高壓飽和蒸汽進口連通，第二汽包的低壓飽和蒸汽出口同蓄熱式雙蒸汽過熱爐的低壓飽 和蒸汽進口連通，而該蓄熱式雙蒸汽過熱爐的高壓過熱蒸汽輸出端接至汽輪機的高壓蒸汽 輸入端，蓄熱式雙蒸汽過熱爐的低壓過熱蒸汽輸出端接至汽輪機的低壓蒸汽輸入端。以下對本實用新型做出進一步說明。本實用新型中，系統(tǒng)中余熱鍋爐產(chǎn)生兩種不同壓力的飽和蒸汽都經(jīng)過蓄熱式雙蒸 汽過熱爐進行過熱。本實用新型中(參見圖1)，燒結(jié)廢氣通過余熱鍋爐24換熱后產(chǎn)生的高壓蒸汽和低 壓蒸汽均為飽和蒸汽，高、低壓飽和蒸汽通過蓄熱式雙蒸汽過熱爐25加熱成高、低壓過熱 蒸汽，高、低壓過熱蒸汽通過汽輪機26帶動發(fā)電機14發(fā)電。由于在余熱鍋爐24中取消了 過熱器受熱面，余熱鍋爐產(chǎn)生高、低壓飽和蒸汽，并提高了出口蒸汽壓力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所具有的有益效果為設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，能提高汽輪機 進口蒸汽參數(shù)(壓力和溫度)，充分利用煉鋼廠自產(chǎn)的煤氣和燒結(jié)環(huán)冷機廢氣余熱最大限度 地轉(zhuǎn)化成為電能，不但能降低燒結(jié)工序能耗，促進資源節(jié)約，同時也為鋼鐵企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。

[0009
圖1是本實用新型所述燒結(jié)余熱雙壓發(fā)電系統(tǒng)的一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖 圖2是設(shè)有雙蓄熱式燃燒器的蓄熱式雙蒸汽過熱爐實施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是設(shè)有單蓄熱式燃燒器的蓄熱式雙蒸汽過熱爐實施例結(jié)構(gòu)示意圖。 在圖中
I-A蓄熱式燃燒器，2—爐膛， 4一高壓蒸汽換熱管，5—低壓蒸汽換熱管， 7—燃料噴射槍，8—蓄熱體，
10—鼓風(fēng)機，11— B換向閥，
13—B雙蓄熱式燃燒器，14一發(fā)電機， 16—第一省煤器，17—給水泵，
19 一冷凝器，20—第一汽包
22 — B蒸發(fā)受熱面， 23—第二省煤器， 25—蓄熱式雙蒸汽過熱爐，26—汽輪機。
3—A換向閥， 6-B蓄熱式燃燒器， 9 一引風(fēng)機， 12—A雙蓄熱式燃燒器，
15—A蒸發(fā)受熱面， 18—凝結(jié)水泵， 21—第一汽包， 24—余熱鍋爐，
具體實施方式
如圖1所示，所述燒結(jié)余熱雙壓發(fā)電系統(tǒng)包括有廢氣進口和廢氣出口的余熱鍋爐 24、蓄熱式雙蒸汽過熱爐25、汽輪機26、發(fā)電機14 ；主軸同發(fā)電機14轉(zhuǎn)軸聯(lián)接的汽輪機13 的乏汽出口依次經(jīng)冷凝器19、凝結(jié)水泵18、給水泵17而接至第一省煤器16和第二省煤器 23的入口端；裝在余熱鍋爐11中的第一省煤器16的出口端同第一汽包20連通，第二省煤 器23的出口端同第二汽包21連通；余熱鍋爐24中的A蒸發(fā)受熱面15入口端同第一汽包 20水空間連通，A蒸發(fā)受熱面15出口端同第一汽包20汽空間連通；B蒸發(fā)受熱面22入口 端同第二汽包21水空間連通，B蒸發(fā)受熱面22出口端同第二汽包21汽空間連通；第一汽 包20的高壓飽和蒸汽出口同蓄熱式雙蒸汽過熱爐25的高壓飽和蒸汽進口連通，第二汽包 21的低壓飽和蒸汽出口同蓄熱式雙蒸汽過熱爐25的低壓飽和蒸汽進口連通，而該蓄熱式 雙蒸汽過熱爐25的高壓過熱蒸汽輸出端接至汽輪機26的高壓蒸汽輸入端，蓄熱式雙蒸汽 過熱爐25的低壓過熱蒸汽輸出端接至汽輪機26的低壓蒸汽輸入端。上述系統(tǒng)中，余熱鍋爐24廢氣進口與燒結(jié)環(huán)冷機廢氣出口串接，廢氣經(jīng)余熱鍋爐 換熱后由廢氣出口排出；由給水泵17加壓后的汽輪機凝結(jié)水一部分經(jīng)余熱鍋爐24的第一 省煤器16和A蒸發(fā)受熱面15與廢氣換熱后產(chǎn)生高壓飽和蒸汽，由余熱鍋爐第一汽包20排 出；給水泵17加壓后的汽輪機凝結(jié)水另一部分經(jīng)余熱鍋爐24的第二省煤器23和B蒸發(fā)受 熱面22與廢氣換熱后產(chǎn)生低壓飽和蒸汽，由余熱鍋爐第二汽包21排出；蓄熱式雙蒸汽過熱 爐25的高壓飽和蒸汽進口與余熱鍋爐第一汽包20的高壓飽和蒸汽出口串接，蓄熱式雙蒸 汽過熱爐25的低壓飽和蒸汽進口與余熱鍋爐第二汽包21的低壓飽和蒸汽出口串接，而蓄 熱式雙蒸汽過熱爐25的高壓過熱蒸汽輸出端同汽輪機26的高壓蒸汽輸入端串接，蓄熱式 雙蒸汽過熱爐25的低壓過熱蒸汽輸出端同汽輪機26的低壓蒸汽輸入端串接；汽輪機與發(fā) 電機4聯(lián)結(jié)，由發(fā)電機輸出電能，汽輪機做功后的乏汽由冷凝器19凝結(jié)，經(jīng)凝結(jié)水泵18向
4給水泵17輸送，形成汽水循環(huán)。上述系統(tǒng)中，所述蓄熱式雙蒸汽過熱爐25可采用圖2所示的設(shè)有雙蓄熱式燃燒器 的蓄熱式雙蒸汽過熱爐。圖2所示的蓄熱式雙蒸汽過熱爐為空氣和煤氣都通過蓄熱體被加熱的蓄熱式雙 蒸汽過熱爐；所述蓄熱式蒸汽過熱爐包括包括爐膛2，所述爐膛2裝有高壓蒸汽換熱管4 和低壓蒸汽換熱管5，爐膛(2)成對裝有雙蓄熱式燃燒器；該成對的雙蓄熱式燃燒器的設(shè)置 為，于所述爐膛2設(shè)置A雙蓄熱式燃燒器12和B雙蓄熱式燃燒器13，所述兩雙蓄熱式燃燒 器12、13內(nèi)腔均裝有兩組相互分隔的蓄熱體8，且各雙蓄熱式燃燒器12、13內(nèi)腔于蓄熱體8 一側(cè)的腔體同所述爐膛2連通；所述A雙蓄熱式燃燒器12內(nèi)腔于第一組蓄熱體8另一側(cè)的 腔體經(jīng)連通管接至A換向閥3的第一端口，B雙蓄熱式燃燒器13內(nèi)腔于第一組蓄熱體8另 一側(cè)的腔體經(jīng)另一連通管接至A換向閥3的第三端口，所述A換向閥3的第二端口同引風(fēng) 機9的進氣口連通，A換向閥3的第四端口同鼓風(fēng)機10的排風(fēng)端連通；A雙蓄熱式燃燒器 12的第二組蓄熱體8另一側(cè)的腔體經(jīng)連通管接至B換向閥11的第一端口，B雙蓄熱式燃燒 器13內(nèi)腔于第二組蓄熱體8另一側(cè)的腔體經(jīng)相應(yīng)連通管接至B換向閥11的第三端口，所 述B換向閥11的第二端口同引風(fēng)機9的進氣口連通，B換向閥11的第四端口為低熱值氣 體燃料進口 ；所述A換向閥3及B換向閥11的閥板第一換向位置均為第一端口與第二端口 連通，第三端口與第四端口連通，所述兩換向閥3、11的閥板第二換向位置均為第一端口與 第四端口連通，第二端口與第三端口連通。蓄熱體8采用壓力損失小、比表面積大的陶瓷蜂窩體，可減少蓄熱體的體積和重 量；當A雙蓄熱式燃燒器12工作時，熱量以輻射為主的形式與布置在爐膛2內(nèi)的高壓蒸汽 換熱管4和低壓蒸汽換熱管5換熱，使通過高壓蒸汽換熱管4的高壓飽和蒸汽和通過低壓 蒸汽換熱管5的低壓飽和蒸汽被分別加熱成高壓過熱蒸汽和低壓過熱蒸汽，高溫廢氣經(jīng)由 B雙蓄熱式燃燒器13排出，以輻射和對流方式迅速將熱量傳遞給蓄熱體8，煙氣放熱后溫度 降至150°C左右，經(jīng)A換向閥3和B換向閥11排出；經(jīng)過一定時間間隔后，A換向閥3使助 燃空氣同時B換向閥11使煤氣流經(jīng)B雙蓄熱式燃燒器13的蓄熱體8，蓄熱體8再將熱量 迅速傳給經(jīng)過的空氣和煤氣，空氣和煤氣都被預(yù)熱至800°C以上，通過B雙蓄熱式燃燒器13 完成燃燒過程，同時，A雙蓄熱式燃燒器12和其蓄熱體8轉(zhuǎn)換為排煙和蓄熱裝置。通過高 壓蒸汽換熱管的高壓飽和蒸汽被加熱成高壓過熱蒸汽后輸出，通過低壓蒸汽換熱管的低壓 飽和蒸汽被加熱成低壓過熱蒸汽后輸出。其中，所述高壓蒸汽換熱管4的高壓飽和蒸汽進 口和高壓過熱蒸汽出口即為所述發(fā)電系統(tǒng)中蓄熱式雙蒸汽過熱爐25的高壓飽和蒸汽進口 和高壓過熱蒸汽輸出端；所述低壓蒸汽換熱管5的低壓飽和蒸汽進口和低壓過熱蒸汽出口 即為所述發(fā)電系統(tǒng)中蓄熱式雙蒸汽過熱爐25的低壓飽和蒸汽進口和低壓過熱蒸汽輸出端蓄熱式雙蒸汽過熱爐成對布置的雙蓄熱式燃燒器交替工作，燃料燃燒釋放的大部 分熱量把飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽，廢氣以150°C左右排放。所述蒸發(fā)受熱面和省煤器均為熱交換裝置，即裝置外部煙氣熱量同做為裝置構(gòu)件 的管道內(nèi)的換熱介質(zhì)(水、水蒸汽、汽水)進行換熱，換熱介質(zhì)吸收熱量。所述蓄熱式雙蒸汽過熱爐25還可采用圖3所示的設(shè)有蓄熱式燃燒器的蓄熱式雙 蒸汽過熱爐。如圖3所示，所述設(shè)有蓄熱式燃燒器的蓄熱式雙蒸汽過熱爐包括爐膛(2)，所述
5爐膛(2)裝有高壓蒸汽換熱管(4)和低壓蒸汽換熱管(5)，爐膛(2)成對裝有蓄熱式燃燒器； 該成對蓄熱式燃燒器的設(shè)置為，于所述爐膛(2)設(shè)置A蓄熱式燃燒器(1)和B蓄熱式燃燒 器(6)，所述蓄熱式燃燒器(1、6)內(nèi)腔均裝有一組蓄熱體(8)，且各蓄熱式燃燒器(1、6)內(nèi)腔 于蓄熱體(8) —側(cè)的腔體同所述爐膛(2)連通并在爐膛(2)的連通口部位裝有燃料噴射槍 (7)；所述A蓄熱式燃燒器(1)內(nèi)腔于蓄熱體(8)另一側(cè)的腔體經(jīng)連通管接至換向閥(3)的 第一端口，B蓄熱式燃燒器(6)內(nèi)腔于蓄熱體(8)另一側(cè)的腔體經(jīng)另一連通管接至該換向閥 (3 )的第三端口，所述換向閥(3 )的第二端口同引風(fēng)機(9 )的進氣口連通而該換向閥(3 )的 第四端口同鼓風(fēng)機(10)的排風(fēng)端連通；所述換向閥(3)的閥板第一換向位置為第一端口與 第二端口連通，第三端口與第四端口連通；該換向閥(3)的閥板第二換向位置為第一端口 與第四端口連通，第二端口與第三端口連通。圖3所示過熱爐的工作原理和過程與圖2所示過熱爐基本一致。本實用新型系統(tǒng)還可采用其它適宜結(jié)構(gòu)的雙蒸汽過熱爐。
權(quán)利要求一種燒結(jié)余熱雙壓發(fā)電系統(tǒng)，包括有廢氣進口和廢氣出口的余熱鍋爐(24)、蓄熱式雙蒸汽過熱爐(25)、汽輪機(26)、發(fā)電機(14)；主軸同發(fā)電機(14)轉(zhuǎn)軸聯(lián)接的汽輪機(13)的乏汽出口依次經(jīng)冷凝器(19)、凝結(jié)水泵(18)、給水泵(17)而接至第一省煤器(16)和第二省煤器(23)的入口端；裝在余熱鍋爐(11)中的第一省煤器(16)的出口端同第一汽包(20)連通，第二省煤器(23)的出口端同第二汽包(21)連通；余熱鍋爐(24)中的A蒸發(fā)受熱面(15)入口端同第一汽包(20)水空間連通，A蒸發(fā)受熱面(15)出口端同第一汽包(20)汽空間連通；B蒸發(fā)受熱面(22)入口端同第二汽包(21)水空間連通，B蒸發(fā)受熱面(22)出口端同第二汽包(21)汽空間連通，其特征是，所述第一汽包(20)的高壓飽和蒸汽出口同蓄熱式雙蒸汽過熱爐(25)的高壓飽和蒸汽進口連通，第二汽包(21)的低壓飽和蒸汽出口同蓄熱式雙蒸汽過熱爐(25)的低壓飽和蒸汽進口連通，而該蓄熱式雙蒸汽過熱爐(25)的高壓過熱蒸汽輸出端接至汽輪機(26)的高壓蒸汽輸入端，蓄熱式雙蒸汽過熱爐(25)的低壓過熱蒸汽輸出端接至汽輪機(26)的低壓蒸汽輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述燒結(jié)余熱雙壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述蓄熱式雙蒸汽過熱爐 (25)包括爐膛(2)，所述爐膛(2)裝有高壓蒸汽換熱管(4)和低壓蒸汽換熱管(5)，爐膛(2) 成對裝有雙蓄熱式燃燒器；該成對的雙蓄熱式燃燒器的設(shè)置為，于所述爐膛(2)設(shè)置A雙 蓄熱式燃燒器(12)和B雙蓄熱式燃燒器(13)，所述兩雙蓄熱式燃燒器(12、13)內(nèi)腔均裝有 兩組相互分隔的蓄熱體(8)，且各雙蓄熱式燃燒器(12、13)內(nèi)腔于蓄熱體(8)—側(cè)的腔體同 所述爐膛(2)連通；所述A雙蓄熱式燃燒器(12)內(nèi)腔于第一組蓄熱體(8)另一側(cè)的腔體經(jīng) 連通管接至A換向閥(3 )的第一端口，B雙蓄熱式燃燒器(13 )內(nèi)腔于第一組蓄熱體(8 )另 一側(cè)的腔體經(jīng)另一連通管接至A換向閥(3)的第三端口，所述A換向閥(3)的第二端口同引 風(fēng)機(9)的進氣口連通，A換向閥(3)的第四端口同鼓風(fēng)機(10)的排風(fēng)端連通；A雙蓄熱式 燃燒器(12)的第二組蓄熱體8另一側(cè)的腔體經(jīng)連通管接至B換向閥(11)的第一端口，B雙 蓄熱式燃燒器(13)內(nèi)腔于第二組蓄熱體(8)另一側(cè)的腔體經(jīng)相應(yīng)連通管接至B換向閥(11) 的第三端口，所述B換向閥(11)的第二端口同引風(fēng)機(9)的進氣口連通，B換向閥(11)的 第四端口為低熱值氣體燃料進口 ；所述A換向閥(3)及B換向閥(11)的閥板第一換向位置 均為第一端口與第二端口連通，第三端口與第四端口連通，所述兩換向閥(3、11)的閥板第 二換向位置均為第一端口與第四端口連通，第二端口與第三端口連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述燒結(jié)余熱雙壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述蓄熱式雙蒸汽過熱爐 (25 )包括爐膛(2 )，所述爐膛(2 )裝有高壓蒸汽換熱管(4)和低壓蒸汽換熱管(5 )，爐膛(2 ) 成對裝有蓄熱式燃燒器；該成對蓄熱式燃燒器的設(shè)置為，于所述爐膛(2)設(shè)置A蓄熱式燃 燒器(1)和B蓄熱式燃燒器(6 )，所述蓄熱式燃燒器(1、6 )內(nèi)腔均裝有一組蓄熱體(8 )，且各 蓄熱式燃燒器(1、6)內(nèi)腔于蓄熱體(8) —側(cè)的腔體同所述爐膛(2)連通并在爐膛(2)的連 通口部位裝有燃料噴射槍(7 )；所述A蓄熱式燃燒器(1)內(nèi)腔于蓄熱體(8 )另一側(cè)的腔體經(jīng) 連通管接至換向閥(3)的第一端口，B蓄熱式燃燒器(6)內(nèi)腔于蓄熱體(8)另一側(cè)的腔體經(jīng) 另一連通管接至該換向閥(3)的第三端口，所述換向閥(3)的第二端口同引風(fēng)機(9)的進氣 口連通而該換向閥(3)的第四端口同鼓風(fēng)機(10)的排風(fēng)端連通；所述換向閥(3)的閥板第 一換向位置為第一端口與第二端口連通，第三端口與第四端口連通；該換向閥(3)的閥板 第二換向位置為第一端口與第四端口連通，第二端口與第三端口連通。
專利摘要一種燒結(jié)余熱雙壓發(fā)電系統(tǒng)，包括余熱鍋爐、蓄熱式雙蒸汽過熱爐、汽輪機和發(fā)電機，余熱鍋爐中的第一省煤器的出口端同第一汽包連通，第二省煤器的出口端同第二汽包連通；余熱鍋爐中A蒸發(fā)受熱面同汽包連通，B蒸發(fā)受熱面同第二汽包連通；余熱鍋爐汽包的高壓飽和蒸汽出口同蓄熱式雙蒸汽過熱爐的高壓飽和蒸汽進口連通，第二汽包的低壓飽和蒸汽出口同蓄熱式雙蒸汽過熱爐的低壓飽和蒸汽進口連通；蓄熱式雙蒸汽過熱爐的高壓過熱蒸汽輸出端接至汽輪機的高壓蒸汽輸入端，低壓過熱蒸汽輸出端接至汽輪機的低壓蒸汽輸入端；汽輪機主軸同發(fā)電機轉(zhuǎn)軸聯(lián)接。它提高了汽輪機進口蒸汽參數(shù)，充分利用煉鋼廠自產(chǎn)的煤氣和燒結(jié)環(huán)冷機廢氣余熱最大限度地轉(zhuǎn)化成為電能。
文檔編號F01D15/10GK201764833SQ20102028120
公開日2011年3月16日 申請日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者劉志斌, 徐樹偉 申請人:長沙鍋爐廠有限責(zé)任公司