專利名稱：將熱力的廢熱用于基礎(chǔ)材料工業(yè)設(shè)備的運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于基礎(chǔ)材料工業(yè)設(shè)備的運(yùn)行方法，
-其中所述設(shè)備的基本部件根據(jù)設(shè)備循環(huán)運(yùn)行，
-其中在所述設(shè) 備循環(huán)期間，在所述各個(gè)設(shè)備循環(huán)的第一階段中產(chǎn)生熱廢氣并且在所述各個(gè)設(shè)備循環(huán)的第二階段中不產(chǎn)生熱廢氣或者相對于所述第一階段僅以顯著減小的程度產(chǎn)生熱廢氣，
-其中將所述熱廢氣以其相應(yīng)產(chǎn)生的程度通過管道系統(tǒng)從所述設(shè)備的基本部件中導(dǎo)出并且排放到外部空氣中，
-其中至少在所述第一階段中，將熔鹽從第一存儲罐中取出，然后用于對所述管道系統(tǒng)的第一區(qū)段進(jìn)行直接或者間接的冷卻，所述熔鹽由此被加熱并且將所述在加熱了的狀態(tài)中的熔鹽輸送給第二存儲罐，
-其中所述管道系統(tǒng)在第二區(qū)段中并不利用熔鹽進(jìn)行冷卻，
-其中所述管道系統(tǒng)的第一區(qū)段布置在所述設(shè)備的基本部件和所述管道系統(tǒng)的第二區(qū)段之間，
-其中在蒸發(fā)器中使預(yù)熱了的水蒸發(fā)，在過熱器中使所述蒸汽過熱并且將所述過熱蒸汽輸送給負(fù)載裝置，所述蒸汽在穿流所述負(fù)載裝置之后在冷凝器中冷凝成水并且在預(yù)熱器中對所述冷凝了的水進(jìn)行預(yù)熱，
-其中至少連續(xù)地實(shí)現(xiàn)將所述過熱蒸汽輸送給所述負(fù)載裝置，
-其中為了使所述蒸汽過熱，至少在所述設(shè)備循環(huán)的第二階段中將所述熔鹽從所述第二存儲罐中取出，輸送給所述過熱器并且然后輸送給所述第一存儲罐或者第三存儲罐，
-其中為了使水蒸發(fā)，在所述設(shè)備循環(huán)的第二階段中將所述熔鹽從所述第二存儲罐或者所述第三存儲罐中取出，輸送給所述蒸發(fā)器并且然后輸送給所述第一存儲罐。本發(fā)明此外涉及一種基礎(chǔ)材料工業(yè)設(shè)備，所述設(shè)備構(gòu)造得使其能夠根據(jù)這種運(yùn)行方法運(yùn)行。
背景技術(shù)：
這種運(yùn)行方法由GB 972 720 A已知。在利用來自電弧爐的廢熱的能量時(shí)，主要問題在于不連續(xù)的并且僅能困難地控制的電弧爐的能量輸出、廢氣的劇烈的溫度波動(dòng)及其高的粉塵負(fù)載。電弧爐工藝是一種分批工藝，其中在廢氣側(cè)(按照熔爐設(shè)計(jì)和熔爐運(yùn)行模式)熱功率的輸出每小時(shí)一次到兩次在最大值(輸出階段)和零(輸出暫停)之間波動(dòng)。因?yàn)橛糜趯崮苻D(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)組(一般來說是渦輪機(jī))對于劇烈的功率波動(dòng)和溫度波動(dòng)很敏感并且此外具有外部電網(wǎng)的、由渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的同步需要時(shí)間，因此渦輪機(jī)必須當(dāng)其一旦達(dá)到同步轉(zhuǎn)速就保持在這種轉(zhuǎn)速上，以能夠穩(wěn)定地將電能輸送進(jìn)外部電網(wǎng)中。因此必須將來自輸出階段的能量存儲起來，以在輸出暫停中供使用。由上述GB文件提到的解決方案已經(jīng)非常好，但還不是最佳的。尤其在低的溫度下不能再利用廢氣的熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提出方案，借助于所述方案尤其在應(yīng)用熱力的廢熱時(shí)提高效率。該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1所述的特征的運(yùn)行方法解決。根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)行方法的有利的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求2到10的主題。優(yōu)選熱廢氣具有超過400°C、尤其優(yōu)選超過450°C、并且尤其特別優(yōu)選超過500°C
的溫度。根據(jù)本發(fā)明 規(guī)定，開頭提到的種類的運(yùn)行方法通過以下方式設(shè)計(jì)，即在設(shè)備循環(huán)的第一階段中，借助于穿流管道系統(tǒng)的第二區(qū)段的、已經(jīng)借助于熔鹽直接或者間接地預(yù)冷了的廢氣使預(yù)熱了的水蒸發(fā)。尤其通過這種措施實(shí)現(xiàn)，更好地利用熱廢氣的能含量。由此能夠以簡單的方式實(shí)現(xiàn)渦輪機(jī)的有效率的、連續(xù)的運(yùn)行。優(yōu)選負(fù)載裝置的負(fù)載在設(shè)備循環(huán)的第二階段期間低于在設(shè)備循環(huán)的第一階段期間。由此能夠最小化所需要的用于熔鹽的存儲容量的大小。優(yōu)選負(fù)載裝置在設(shè)備循環(huán)的第二階段期間的負(fù)載是在設(shè)備循環(huán)第一階段期間的負(fù)載的至少30%。由此能夠一方面可靠地保證負(fù)載裝置的穩(wěn)定的運(yùn)行，另一方面仍然能夠?qū)⒂糜诩訜崃说娜埯}(并且也用于保持在沸騰溫度上的供水)的存儲容量保持在相對較低的水平上。優(yōu)選所述存儲罐布置得比管道系統(tǒng)的第一區(qū)段、蒸發(fā)器和過熱器更低。由此實(shí)現(xiàn)，當(dāng)例如在保養(yǎng)工作或者修理工作時(shí)需要時(shí)，用于熔鹽的管道系統(tǒng)的自排空能夠起作用。優(yōu)選將惰性氣體墊(例如氮?dú)鈮|)疊放在存儲罐中的熔鹽上。由此實(shí)現(xiàn)鹽回路的一方面壓力最優(yōu)化的并且另一方面仍然密封的運(yùn)行。優(yōu)選所述存儲罐至少在其下方區(qū)域中和在其上方區(qū)域中相互連接，從而在所述存儲罐內(nèi)部進(jìn)行自動(dòng)的水平平衡。如果第三存儲罐存在，則優(yōu)選規(guī)定:將熔鹽從第一存儲罐中取出并且輸送給管道系統(tǒng)的第三區(qū)段，所述第三區(qū)段布置在管道系統(tǒng)的第一區(qū)段和第二區(qū)段之間；由此對穿流所述第三區(qū)段的廢氣進(jìn)行冷卻并且所述熔鹽被加熱并且將這種鹽在所述加熱之后輸送給第三存儲罐。由此能夠進(jìn)一步優(yōu)化對包含在熱廢氣中的熱能的利用。該任務(wù)此外通過一種基礎(chǔ)材料工業(yè)設(shè)備解決，其中所述設(shè)備構(gòu)造得使其能夠根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)行方法運(yùn)行。


其他優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)由下列對實(shí)施例的說明結(jié)合附圖給出。以原理圖示出:
圖1示意地示出基礎(chǔ)材料工業(yè)設(shè)備，
圖2示意地示出設(shè)備循環(huán)，
圖3示意地示出圖1的設(shè)備的廢氣系統(tǒng)的區(qū)段以及耦接到所述廢氣系統(tǒng)上的機(jī)組并且 圖4示出所述廢氣系統(tǒng)的替代的設(shè)計(jì)方案。
具體實(shí)施例方式圖1以極其簡化的示圖示出基礎(chǔ)材料工業(yè)設(shè)備。根據(jù)圖1所述設(shè)備具有基本部件
I。所述基本部件I根據(jù)圖2以設(shè)備循環(huán)運(yùn)行。根據(jù)圖2所述設(shè)備循環(huán)具有至少一個(gè)第一階段Pl和一個(gè)第二階段P2。在各個(gè)設(shè)備循環(huán)的第一階段Pl中，由于基礎(chǔ)材料工業(yè)的、在基本部件I中運(yùn)轉(zhuǎn)的技術(shù)流程，會在基本部件I中產(chǎn)生熱廢氣。可能的是，在各個(gè)設(shè)備循環(huán)的第二階段P2中在基本部件I中不產(chǎn)生熱廢氣。替代地也可能的是，雖然產(chǎn)生廢氣，但是相比在第一階段Pl中僅以顯著更小的程度產(chǎn)生。尤其在第二階段P2期間平均產(chǎn)生的熱廢氣量最多為第一階段Pl平均產(chǎn)生的六分之一。所述階段P1、P2按照要求確定。一般來說階段2的持續(xù)時(shí)間占所述設(shè)備循環(huán)的總時(shí)間的最多30%，尤其最多25%。圖2的示圖也同樣簡 化。尤其可能的是，第一階段Pl和第二階段P2在設(shè)備循環(huán)期間的數(shù)量大于一。對此隨后借助典型的基本部件1、也就是借助形式為電氣的電弧爐的基本部件I進(jìn)行詳細(xì)說明。對于電氣的電弧爐而言，通常以下列階段的順序運(yùn)行:
a)出鋼和部分裝料，
b)熔化部分爐料， c )全部裝料并且
d)熔化全部爐料連同精煉。在出鋼和部分裝料以及全部裝料的階段期間，僅以微小的程度產(chǎn)生熱廢氣。在所述兩個(gè)熔化階段期間以顯著的程度產(chǎn)生熱廢氣。典型的持續(xù)時(shí)間例如:
-對整個(gè)設(shè)備循環(huán)而言,一個(gè)小時(shí)或者剛剛小于一個(gè)小時(shí)，
-對出鋼和部分裝料而言，大約10分鐘，
-對熔化部分爐料而言，大約15分鐘，
-對全部爐料而言，幾分鐘(最多5分鐘)并且 -對熔化全部爐料連同精煉而言,大約30分鐘。所述時(shí)間對于不同的基本部件I并且也對于不同的設(shè)備循環(huán)當(dāng)然會以一定的程度波動(dòng)。而在以直接還原的鐵或者以生鐵運(yùn)行時(shí)，在各個(gè)設(shè)備循環(huán)期間僅發(fā)生所述階段P1、P2中的各一個(gè)階段。根據(jù)圖1熱廢氣通過管道系統(tǒng)2從基本部件I中導(dǎo)出并且排放到外部空氣中。在每個(gè)時(shí)刻以相應(yīng)地產(chǎn)生熱廢氣的程度進(jìn)行熱廢氣的導(dǎo)出，也就是說在第一階段Pl中以大的程度導(dǎo)出，在第二階段P2中以微小的程度或者根本不導(dǎo)出。在將熱廢氣排放到外部空氣中之前，必須對其進(jìn)行過濾。這種過濾在過濾器3中進(jìn)行。在過濾的時(shí)刻熱廢氣的溫度最高可以達(dá)到最高大約130°C。因此需要對所述熱廢氣進(jìn)行冷卻。所述冷卻部分地在混合器4中進(jìn)行，在所述混合器中所述熱廢氣與送入空氣和/或冷的廢氣(溫度最高50°C，一般來說明顯低于此)混合。在此之前先在管道系統(tǒng)2中對所述熱廢氣進(jìn)行冷卻?；A(chǔ)材料工業(yè)設(shè)備的這部分以根據(jù)本發(fā)明的方式設(shè)計(jì)。隨后結(jié)合圖3對其進(jìn)行詳細(xì)說明。根據(jù)圖3所述管道系統(tǒng)2具有第一區(qū)段5。所述管道系統(tǒng)2的第一區(qū)段5是管道系統(tǒng)2的這樣一個(gè)區(qū)段:即熱廢氣在離開基本部件I之后首先穿流的區(qū)段。其在很多情況下構(gòu)造為彎管(所謂的固定肘管)?？梢灾苯釉谒龅谝粎^(qū)段5之后布置所謂的沉降室5’。在所述沉降室5’中將較大的固體殘?jiān)w粒分離。利用熔鹽6對管道系統(tǒng)2的第一區(qū)段5進(jìn)行冷卻。為此目的將熔鹽6從第一存儲罐7中取出，輸送給管道系統(tǒng)2的第一區(qū)段5并且在那用于將其冷卻。然后將所述熔鹽6輸送給第二存儲罐8。以這種方式對管道系統(tǒng)2的第一區(qū)段5進(jìn)行冷卻。這種為此目的所使用的熔鹽6當(dāng)然由此會被加熱。 因此所述熔鹽6是在加熱了的狀態(tài)下輸送給第二存儲罐8的。熔鹽6在第二存儲罐8中的溫度通常高于500°C，例如為550°C或者高于此溫度。但是只有當(dāng)管道系統(tǒng)2的第一區(qū)段5由充分耐溫的材料(例如蒙乃爾合金(MONEL)或者因科鎳合金(INC0NEL))構(gòu)成時(shí)，才可超過580°C的溫度(對第二存儲罐8而言)。熔鹽6優(yōu)選由共晶鹽混合物構(gòu)成，因?yàn)檫@種鹽混合物具有相對較低的熔點(diǎn)。優(yōu)選熔點(diǎn)為大約150°C或者低于此溫度。適合的鹽對于專業(yè)人員而言是普遍已知的。管道系統(tǒng)2此外具有第二區(qū)段9。管道系統(tǒng)2的第二區(qū)段9是管道系統(tǒng)2的這樣的區(qū)段，即熱廢氣在輸送到混合器4之前最后穿流的區(qū)段。所述第二區(qū)段9關(guān)于熱廢氣穿過管道系統(tǒng)2的路徑布置在第一區(qū)段5之后。所述第二區(qū)段9在該情況中構(gòu)造為第一蒸發(fā)裝置10連同布置在其后的第一預(yù)熱裝置11。所述概念“布置在其后”在此基于廢氣穿過管道系統(tǒng)2的路徑。第二區(qū)段9由于第一蒸發(fā)裝置10和第一預(yù)熱裝置11的存在而被水冷。也就是說對其尤其不同于利用熔鹽6進(jìn)行冷卻。第一蒸發(fā)裝置10優(yōu)選由間隔壁構(gòu)成，在所述間隔壁中水由下向上流動(dòng)(或者說在上方作為蒸汽排出)。熱廢氣的穿流方向優(yōu)選沿逆流方向，也就是說由上向下。第一預(yù)熱裝置11同樣也優(yōu)選由間隔壁構(gòu)成。第一預(yù)熱裝置11的間隔壁由水優(yōu)選水平地穿流。熱廢氣的流動(dòng)方向沿逆流方向。根據(jù)本發(fā)明的基礎(chǔ)材料工業(yè)設(shè)備此外具有水-蒸汽-回路。所述水-蒸汽-回路通過熱廢氣加熱。隨后將首先對這種水-蒸汽-回路說明。然后對水-蒸汽-回路與管道系統(tǒng)2的共同作用進(jìn)行說明。所述水-蒸汽-回路具有預(yù)熱器12。在所述預(yù)熱器12中對冷凝了的水進(jìn)行預(yù)熱，也就是說到沸騰溫度或者剛剛低于該溫度。在預(yù)熱器12之后水的溫度應(yīng)該達(dá)到至少90°C、更好為95°C、最佳為98°C到105°C。將所述預(yù)熱了的水輸送給蒸發(fā)器13，在所述蒸發(fā)器中使水蒸發(fā)。所產(chǎn)生的蒸汽是所謂的飽和蒸汽。所述飽和蒸汽具有大約240°C到280°C的溫度。將所述飽和蒸汽輸送給過熱器14，在所述過熱器中將所述飽和蒸汽加熱到顯著更高的溫度。所述蒸汽的溫度在過熱之后應(yīng)該超過飽和蒸汽溫度至少50K，優(yōu)選至少100K。所述蒸汽的溫度在過熱器14之后尤其能夠達(dá)到大約450°C。將所述過熱蒸汽輸送給負(fù)載裝置15，在所述負(fù)載裝置中將所述過熱蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。所述負(fù)載裝置15—般來說構(gòu)造為渦輪機(jī)。如果需要，可以在過熱器14和負(fù)載裝置15之間布置附加的加熱元件，借助于其能夠通過外部供熱附加地加熱所述蒸汽。由此負(fù)載裝置15能夠總是以過熱蒸汽運(yùn)行。在穿流負(fù)載裝置15以后，將從這時(shí)開始膨脹的蒸汽在冷凝器16中冷凝成水并且然后再次輸送給預(yù)熱器12。此外還可以有脫氣器17，在所述脫氣器中使包含在水中的、未冷凝的氣體，尤其空氣和包含在空氣中的氧氣分離。所述負(fù)載裝置15雖然理論上能夠隨時(shí)停止和重新開始運(yùn)轉(zhuǎn)。但是實(shí)際上這只能麻煩地并且非常耗時(shí)地實(shí)現(xiàn)。借助于負(fù)載裝置15驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)18的可能的同步也都需要時(shí)間。因此實(shí)際上需要負(fù)載裝置15連續(xù)地運(yùn)行。也就是說將過熱蒸汽輸送到負(fù)載裝置15必須連續(xù)地進(jìn)行。但是也可能是，負(fù)載裝置15賴以運(yùn)行的負(fù)載，也就是由負(fù)載裝置15輸出的機(jī)械功率，在設(shè)備循環(huán)的第二階段P2期間低于負(fù)載裝置15在設(shè)備循環(huán)的第一階段Pl期間賴以運(yùn)行的負(fù)載。但是在 設(shè)備循環(huán)的第二階段P2期間負(fù)載裝置15的負(fù)載也應(yīng)該為在設(shè)備循環(huán)的第一階段Pl期間的負(fù)載的至少30%。特別是發(fā)電機(jī)18以及隨其負(fù)載裝置15 (—般來說為渦輪機(jī)15)應(yīng)該在整個(gè)設(shè)備循環(huán)期間以恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。對于冷凝器16和脫氣器17 (如果存在的話)的運(yùn)行而言不必在設(shè)備循環(huán)的第一階段Pl中和設(shè)備循環(huán)的第二階段P2中的運(yùn)行之間有所區(qū)分。對冷凝器16 —直以相對冷的水(典型溫度:15°C到30°C)進(jìn)行冷卻。同樣適用于脫氣器17，如果它存在的話。對于過熱器14而言也不必在所述設(shè)備循環(huán)的兩個(gè)階段P1、P2之間有所區(qū)分。在所述兩個(gè)階段P1、P2中將熔鹽6輸送給過熱器14，所述熔鹽從第二存儲罐8中取出。利用所述熔鹽6使飽和蒸汽在過熱器14中過熱。熔鹽6在穿流過熱器14之后具有比之前低大約100到200K的溫度。在穿流過熱器14之后，將熔鹽6輸送給第一存儲罐7或者(替代地)輸送給第三存儲罐19。當(dāng)存在第三存儲罐19時(shí)，位于第三存儲罐19中的熔鹽優(yōu)選具有400°C到450°C之間的溫度水平。對于蒸發(fā)器13而言則必須在設(shè)備循環(huán)的第一階段Pl和設(shè)備循環(huán)的第二階段P2之間有所區(qū)分。在設(shè)備循環(huán)的第一階段Pi中，也就是當(dāng)熱廢氣以大的程度產(chǎn)生時(shí)，管道系統(tǒng)2的第二區(qū)段9能夠用于蒸發(fā)水。穿流管道系統(tǒng)2的第二區(qū)段9的熱廢氣雖然已經(jīng)在管道系統(tǒng)2的第一區(qū)段5中借助于熔鹽6預(yù)冷過。但是所述熱廢氣仍然一直足夠得熱以運(yùn)行第一蒸發(fā)裝置10，也就是說使預(yù)熱了的水蒸發(fā)。相反在設(shè)備循環(huán)的第二階段P2中，必須通過熔鹽6提供用于蒸發(fā)水所需要的能量。因此蒸發(fā)器13 —方面具有位于管道系統(tǒng)2的第二區(qū)段9中的第一蒸發(fā)裝置10。此外所述蒸發(fā)器13還具有第二蒸發(fā)裝置20。第二蒸發(fā)裝置20關(guān)于水-蒸汽-回路平行于第一蒸發(fā)裝置10布置。此外與在所述第一階段Pl中相t匕，蒸發(fā)器13能夠在所述第二階段P2中以更低的蒸汽壓力運(yùn)行。第二蒸發(fā)裝置20利用熔鹽6加熱。熔鹽6從第二存儲罐8或者(如果存在的話)從第三存儲罐19中取出并且輸送給第二蒸發(fā)裝置20。在穿流第二蒸發(fā)裝置20之后將其輸送給第一存儲罐7。除了第一預(yù)熱裝置11，預(yù)熱器12還具有第二預(yù)熱裝置21。在水蒸汽-回路中第一預(yù)熱裝置11布置在脫氣器17之后。第二預(yù)熱裝置21布置在脫氣器17之前。在設(shè)備循環(huán)的第一階段Pl期間，熱廢氣的剩余能量在第一蒸發(fā)裝置10之后足夠用于對水進(jìn)行預(yù)熱。由于該原因第一預(yù)熱裝置11關(guān)于廢氣流布置在第一蒸發(fā)裝置10之后。
如果在設(shè)備循環(huán)的第二階段P2中也產(chǎn)生熱廢氣(即使僅以減小的程度產(chǎn)生)，這種熱廢氣的程度能夠使得即使在設(shè)備循環(huán)的第二階段P2中也足夠?qū)淠说乃M(jìn)行預(yù)熱。替代地也可能是，在第二階段P2期間利用熔鹽6加熱第一預(yù)熱裝置11。第二預(yù)熱裝置21根據(jù)圖3 (至少在第一階段Pl中)利用取自第一預(yù)熱裝置11和蒸發(fā)器13之間的水進(jìn)行加熱。替代地也可能是，在設(shè)備循環(huán)的第二階段P2中不運(yùn)行第一和/或第二預(yù)熱裝置
11、21。在這種情況下在脫氣器17中的水位例如會暫時(shí)上升并且在第二蒸發(fā)裝置20中的水位相應(yīng)地下降。然后在隨后的第一階段Pl中相應(yīng)的水位再返回到其初始值。如果第三 存儲罐19存在，則處于第三存儲罐19中的熔鹽6優(yōu)選用于將所需要的熱量供給第二蒸發(fā)裝置20?？赡艿氖牵瑑H通過利用其對過熱器14進(jìn)行加熱的熔鹽6的回流供給第三存儲罐19。但是存在管道系統(tǒng)2的第三區(qū)段22，所述第三區(qū)段布置在所述管道系統(tǒng)的第一和第二區(qū)段5、9之間。管道系統(tǒng)2的第三區(qū)段22 (正如管道系統(tǒng)2的第一區(qū)段5那樣)利用熔鹽6進(jìn)行冷卻。為此目的從第一存儲罐7中取出熔鹽6并且將其輸送給管道系統(tǒng)2的第三區(qū)段22。由此當(dāng)熱廢氣穿流管道系統(tǒng)2的第三區(qū)段22時(shí)，也對其進(jìn)行冷卻。相應(yīng)地為此所使用的熔鹽6被加熱。然后將所述熔鹽6輸送給第三存儲罐19。替代地也可以輸送給第二存儲罐8。在設(shè)備循環(huán)的第二階段P2期間，熔鹽6在第二存儲罐8中以及必要時(shí)也在第三存儲罐19中的溫度下降。在設(shè)備循環(huán)的第一階段Pl期間所述溫度再次上升。熔鹽6在各個(gè)存儲罐8、19中的溫度的最大波動(dòng)應(yīng)該優(yōu)選為最大100K。熱廢氣在第三區(qū)段22中的冷卻以及與此相關(guān)聯(lián)的熔鹽6的加熱在熱交換器中進(jìn)行，所述熱交換器優(yōu)選構(gòu)造為多通道的熱交換器。優(yōu)選使用根據(jù)圖3的示圖同心的、柱形的冷卻面，其中所述冷卻面的兩側(cè)由熱廢氣經(jīng)過。因此所述熱交換器構(gòu)造為所謂的三通道熱氣冷卻器，因?yàn)闊釓U氣在所述熱交換器中首先向上、然后向下并且最后又向上流動(dòng)。如在圖3中所示，存儲罐7、8以及必要時(shí)19能夠布置在同一容器中。在這種情況下存儲罐7、8以及必要時(shí)19通過間隔23相互分隔。替代地存儲罐7、8以及必要時(shí)19可以布置在獨(dú)立的容器中。與存儲罐7、8以及必要時(shí)19布置在同一容器中還是在獨(dú)立的容器中無關(guān)，存儲罐7、8以及必要時(shí)19都要布置得比管道系統(tǒng)2的第一區(qū)段5、管道系統(tǒng)2的第三區(qū)段22以及過熱器14更低。由此實(shí)現(xiàn)，用于導(dǎo)引熔鹽6的管路能夠以簡單的方式排空，如果這應(yīng)該被需要的話。存儲罐7、8以及必要時(shí)19可以尤其構(gòu)造為地下存儲罐。此外存儲罐7、8以及必要時(shí)19優(yōu)選至少在其下方區(qū)域中和在其上方區(qū)域中相互連接，從而使得在存儲罐7、8以及必要時(shí)19之內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)的水平平衡。最后優(yōu)選將惰性氣體墊24 (優(yōu)選氮?dú)鈮|)疊放在存儲罐7、8以及必要時(shí)19中的熔鹽6上。以上結(jié)合圖3對根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)行方法的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了說明，其中在此直接利用熱廢氣加熱熔鹽6。替代地也可能是，間接地通過蒸汽加熱所述熔鹽6。這在下面將簡略地結(jié)合圖4概述，其中僅對相對于圖3的簡圖主要的區(qū)別進(jìn)行說明。根據(jù)圖4管道系統(tǒng)2此外包括第一、第二和第三管道區(qū)段5、9、22 (在圖4中僅示意地示出)。所述第二管道區(qū)段9也如在圖3中一樣包括蒸發(fā)器13和預(yù)熱器12。所述第一管道區(qū)段5包括以來自蒸汽存儲器的蒸汽運(yùn)行的第一熱交換器25。所述第一熱交換器25在設(shè)備循環(huán)的第一階段Pl中借助于熱廢氣加熱，從而產(chǎn)生過熱蒸汽。
所述第一熱交換器25與第二熱交換器26共同作用。在設(shè)備循環(huán)的第一階段Pl中通過所述第二熱交換器26加熱熔鹽6。熔鹽6在所述運(yùn)行狀態(tài)下從第一存儲罐7流到第
二存儲罐8中。由于熔鹽6的加熱顯然會冷卻過熱蒸汽。盡管如此所述蒸汽在穿流第二熱交換器26之后仍然過熱，從而能夠?qū)⑵鋸哪禽斔偷綔u輪機(jī)15。在設(shè)備循環(huán)的第二階段P2中借助于旁通管27繞過第一熱交換器25。因此蒸汽不再通過第一熱交換器25，而是直接由蒸發(fā)器13 (或者相應(yīng)的、由蒸發(fā)器13供給的存儲容器)輸送給第二熱交換器26。在第二熱交換器26中使蒸汽過熱。為此目的，熔鹽6的流動(dòng)方向反向。也就是說熔鹽6在 第二階段P2中從第二存儲罐8流到第一存儲罐7(或者替代地到第三存儲罐19)中。本發(fā)明具有很多優(yōu)點(diǎn)。尤其相對簡單地構(gòu)造了基礎(chǔ)材料工業(yè)設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案是容易實(shí)現(xiàn)的、可靠的并且有效的。本發(fā)明尤其不僅能夠同小的渦輪機(jī)15和相應(yīng)的小的發(fā)電機(jī)18 —起使用(功率最大2.5MW)。更確切地說，本發(fā)明還能夠在更大的基本部件I的情況下使用，其中時(shí)間上平均大約30MW的熱功率(或者甚至更大)以供使用。在這種情況下渦輪機(jī)15以及隨其發(fā)電機(jī)18必須設(shè)計(jì)用于大約IOMW或者更大的機(jī)械功率。根據(jù)本發(fā)明的方案具有高的效率。要進(jìn)行的投資在相對短的、為期四到六年時(shí)間間隔內(nèi)回收成本。在負(fù)載裝置15停止運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下此外能夠?qū)a(chǎn)生的蒸汽通過旁通管直接輸送給冷凝器16。本發(fā)明以上以構(gòu)造為電弧爐的基本部件I進(jìn)行說明。但是所述基本部件也可以替代地構(gòu)造為其他，尤其構(gòu)造為轉(zhuǎn)爐。上述說明僅用于說明本發(fā)明。而本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)僅通過附帶的權(quán)利要求確定。附圖標(biāo)記列表
權(quán)利要求
1.用于基礎(chǔ)材料工業(yè)設(shè)備的運(yùn)行方法， -其中所述設(shè)備的基本部件(I)根據(jù)設(shè)備循環(huán)運(yùn)行， -其中在所述設(shè)備循環(huán)期間，在各個(gè)設(shè)備循環(huán)的第一階段(PI)中產(chǎn)生熱廢氣，并且在所述各個(gè)設(shè)備循環(huán)的第二階段(P2)中不產(chǎn)生熱廢氣或者相對于所述第一階段(Pl)僅以顯著減小的程度產(chǎn)生熱廢氣， -其中將所述熱廢氣以其相應(yīng)產(chǎn)生的程度通過管道系統(tǒng)(2)從所述設(shè)備的基本部件Cl)中導(dǎo)出并且排放到外部空氣中， -其中至少在所述第一階段(Pl)中，將熔鹽(6)從第一存儲罐(7)中取出，然后用于對所述管道系統(tǒng)(2)的第一區(qū)段(5)進(jìn)行直接或者間接的冷卻，所述熔鹽(6)由此被加熱并且將所述在加熱了的狀態(tài)中的熔鹽(6 )輸送給第二存儲罐(8 )， -其中所述管道系統(tǒng)(2)在第二區(qū)段(9)中并不利用熔鹽(6)進(jìn)行冷卻， -其中所述管道系統(tǒng)(2)的第一區(qū)段(5)布置在所述設(shè)備的基本部件(I)和所述管道系統(tǒng)(2)的第二區(qū)段(9)之間， -其中在蒸發(fā)器(13)中使預(yù)熱了的水蒸發(fā)，在過熱器(14)中使所述蒸汽過熱并且將所述過熱蒸汽輸送給負(fù)載裝置(15)，所述蒸汽在穿流所述負(fù)載裝置(15)之后在冷凝器(16)中冷凝成水并且在預(yù)熱器(12)中對所述冷凝了的水進(jìn)行預(yù)熱， -其中至少連續(xù)地實(shí)現(xiàn)將所述過熱蒸汽輸送給所述負(fù)載裝置(15)， -其中為了使所述蒸汽過熱，至少在所述設(shè)備循環(huán)的第二階段(P2)中將所述熔鹽(6)從所述第二存儲罐(8)中取出，輸送給所述過熱器(14)并且然后輸送給所述第一存儲罐(7)或者第三存儲罐(19)， -其中為了使水蒸發(fā)，在所述設(shè)備循環(huán)的第二階段(P2)中將所述熔鹽(6)從所述第二存儲罐(8 )或者所述第三存儲罐(19 )中取出，輸送給所述蒸發(fā)器(13)并且然后輸送給所述第一存儲罐(7)， 其特征在于， 在所述設(shè)備循環(huán)的第一階段(Pl)中，借助于穿流所述管道系統(tǒng)(2)的第二區(qū)段(9)的、已經(jīng)借助于所述熔鹽(6)直接或者間接地預(yù)冷了的廢氣使所述預(yù)熱了的水進(jìn)行蒸發(fā)。
2.按權(quán)利要求1所述的運(yùn)行方法， 其特征在于， 與在所述設(shè)備循環(huán)的第一階段(Pl)期間相比，所述負(fù)載裝置(15)在所述設(shè)備循環(huán)的第二階段(P2)期間的負(fù)載更低。
3.按權(quán)利要求2所述的運(yùn)行方法， 其特征在于， 所述負(fù)載裝置(15)在所述設(shè)備循環(huán)的第二階段(P2)期間的負(fù)載是在所述設(shè)備循環(huán)的第一階段(Pl)期間的負(fù)載的至少30%。
4.按權(quán)利要求1、2或者3所述的運(yùn)行方法， 其特征在于， 所述負(fù)載裝置(15)構(gòu)造為渦輪機(jī)并且所述渦輪機(jī)在整個(gè)設(shè)備循環(huán)期間以恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。
5.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征在于， 所述存儲罐(7、8、19)布置得比 所述管道系統(tǒng)(2)的第一區(qū)段(5)、所述蒸發(fā)器(13)和所述過熱器(14)更低。
6.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法， 其特征在于， 將惰性氣體墊(24 )疊放在所述存儲罐(7、8、19 )中的熔鹽(6 )上。
7.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法， 其特征在于， 所述存儲罐(7、8、19)至少在其下方區(qū)域中和在其上方區(qū)域中相互連接，從而在所述存儲罐(7、8、19)之內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)的水平平衡。
8.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法， 其特征在于， 所述設(shè)備的基本部件(I)構(gòu)造為電氣的電弧爐或者轉(zhuǎn)爐。
9.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法， 其特征在于， 存在所述第三存儲罐(19);將熔鹽(6)從所述第一存儲罐(7)中取出并且輸送給所述管道系統(tǒng)(2)的第三區(qū)段(22)，所述第三區(qū)段布置在所述管道系統(tǒng)(2)的第一區(qū)段和第二區(qū)段(5、9)之間；由此對穿流所述第三區(qū)段(22)的廢氣進(jìn)行冷卻并且所述熔鹽(6)被加熱并且將這種鹽(6 )在所述加熱之后輸送給所述第三存儲罐(19 )。
10.一種基礎(chǔ)材料工業(yè)設(shè)備， 其特征在于， 所述設(shè)備構(gòu)造得使其能夠根據(jù)按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法運(yùn)行。
全文摘要
在基礎(chǔ)材料工業(yè)設(shè)備的基本部件(1)中，在設(shè)備循環(huán)的第一階段(P1)期間產(chǎn)生熱廢氣。在設(shè)備循環(huán)的第二階段(P2)中不產(chǎn)生或者僅以顯著減小的程度產(chǎn)生熱廢氣。熱廢氣通過管道系統(tǒng)(2)從設(shè)備的基本部件(1)中導(dǎo)出并且排放到外部空氣中。至少在第一階段(P1)中，將熔鹽(6)從第一存儲罐(7)中取出，并且用于對管道系統(tǒng)(2)的第一區(qū)段(5)進(jìn)行直接或者間接的冷卻。將加熱了的熔鹽(6)輸送給第二存儲罐(8)。在管道系統(tǒng)(2)的、布置在第一區(qū)段(5)之后的第二區(qū)段(9)中，管道系統(tǒng)(2)利用水冷卻。在蒸發(fā)器(13)中使水蒸發(fā)，在過熱器(14)中使蒸汽過熱并且然后將蒸汽輸送給負(fù)載裝置(15)。然后將蒸汽冷凝成水并且再次預(yù)熱。至少連續(xù)地實(shí)現(xiàn)將蒸汽輸送給負(fù)載裝置(15)。為了使蒸汽過熱，至少在第二階段(P2)中將熔鹽(6)從第二存儲罐(8)中取出，輸送給過熱器(14)并且然后輸送給第一或者第三存儲罐(7、19)。為了使水蒸發(fā)，在第二階段(P2)中將熔鹽(6)從第二或者第三存儲罐(8、19)中取出，輸送給蒸發(fā)器(13)并且然后輸送給第一存儲罐(7)。在第一階段(P1)中，借助于穿流第二區(qū)段(9)的、已經(jīng)直接或者間接地預(yù)冷了的廢氣實(shí)現(xiàn)水的蒸發(fā)。
文檔編號C21C5/52GK103108962SQ201180045853
公開日2013年5月15日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月24日
發(fā)明者G.埃尼克爾, A.哈姆佩爾, M.海德 申請人:西門子 Vai 金屬科技有限責(zé)任公司