專(zhuān)利名稱(chēng)：加熱爐余熱回收發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于加熱爐余熱利用領(lǐng)域，特別涉及鋼鐵廠軋鋼加熱爐余熱回收發(fā)電的設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般鋼鐵企業(yè)軋鋼加熱爐作為企業(yè)的能耗大戶直接影響著企業(yè)的生產(chǎn)成本。加熱爐作為一種加熱設(shè)備的熱效率普遍在30%左右，這種情況造成了大量的能源浪費(fèi)。因此回收加熱爐余熱既有很好的經(jīng)濟(jì)效益又有一定的環(huán)境效益。目前，鋼鐵企業(yè)多采用汽化冷卻步進(jìn)梁式加熱爐，排煙方式為自然排煙，排煙溫度在400°C以上。采取余熱回收方式為空氣預(yù)熱、煤氣預(yù)熱以及部分采用余熱鍋爐。這些方式在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中存在一些問(wèn)題(1)為保證空氣預(yù)熱器不被燒壞，采用的材質(zhì)成本比較高，同時(shí)多數(shù)使用了摻冷風(fēng)機(jī)來(lái)控制加熱爐排煙溫度。摻冷風(fēng)機(jī)的運(yùn)行增加了加熱爐電耗及生產(chǎn)維護(hù)投資等成本同時(shí)降低了加熱爐余熱的品質(zhì)。( 煤氣預(yù)熱采用普通管殼式預(yù)熱器存在一定的安全隱患及泄漏浪費(fèi)的情況。( 采用余熱鍋爐回收熱量產(chǎn)生低參數(shù)蒸汽及汽化冷卻步進(jìn)梁產(chǎn)生的蒸汽很難平衡，經(jīng)常進(jìn)行大量的蒸汽放散。這樣不僅沒(méi)有達(dá)到余熱回收的目的反而造成了新的生產(chǎn)成本的增加。(4)加熱爐利用余熱鍋爐及汽化冷卻步進(jìn)梁產(chǎn)生的低參數(shù)蒸汽使得全廠的蒸汽使用調(diào)度變得更加復(fù)雜，調(diào)節(jié)更加不靈活。上述情況導(dǎo)致目前加熱余熱回收系統(tǒng)存在以下幾個(gè)缺陷(1)余熱回收不徹底運(yùn)行方式不靈活。(2)采用低參數(shù)余熱鍋爐產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽無(wú)法完全消耗，造成大量放散反而增加了生產(chǎn)成本。( 煤氣直接用普通管殼式換熱器預(yù)熱存在一定的安全隱患。(4) 摻冷風(fēng)機(jī)的運(yùn)行降低了余熱品質(zhì)同時(shí)增加了生產(chǎn)成本。鑒于上述缺陷，應(yīng)改進(jìn)余熱回收方式。其核心問(wèn)題就是如何使加熱爐的余熱回收與加熱爐生產(chǎn)協(xié)調(diào)起來(lái)，靈活運(yùn)行，減少系統(tǒng)的相關(guān)性。使得余熱回收不制約于新的熱用戶又不影響加熱爐的生產(chǎn)運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在既不影響加熱爐生產(chǎn)節(jié)奏和加熱爐性能又不干擾發(fā)電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，回收加熱爐的煙氣余熱進(jìn)行發(fā)電。達(dá)到提高加熱爐余熱回收效果，穩(wěn)定回收余熱發(fā)電過(guò)程，降低設(shè)備相關(guān)性，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率的目的。本發(fā)明主要由以下幾部分組成加熱爐余熱鍋爐、加熱爐空氣預(yù)熱器、加熱爐煤氣熱管預(yù)熱器、加熱爐爐尾吸風(fēng)機(jī)、蒸汽過(guò)熱鍋爐、補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組、化學(xué)水系統(tǒng)等組成。 本發(fā)明根據(jù)加熱爐規(guī)模配套相應(yīng)規(guī)模的補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。(1)加熱爐的余熱鍋爐只產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽送到蒸汽過(guò)熱鍋爐中進(jìn)行過(guò)熱達(dá)到機(jī)組要求參數(shù)后進(jìn)入補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。加熱爐的余熱鍋爐蒸發(fā)量為汽輪發(fā)電機(jī)組的額定進(jìn)汽量的一部分，蒸汽過(guò)熱鍋爐的蒸發(fā)量為汽輪發(fā)電機(jī)組的額定進(jìn)汽量的其余部分(以汽輪發(fā)電機(jī)組最低穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)汽量為準(zhǔn))。這樣任意的加熱爐待軋或故障停產(chǎn)汽輪發(fā)電機(jī)組都能正常運(yùn)行，并且隨時(shí)加熱爐恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)蒸汽都會(huì)被用來(lái)過(guò)熱后發(fā)電。(2)加熱爐原有的空氣預(yù)熱器及煤氣預(yù)熱器需要重新布置，增設(shè)爐尾吸風(fēng)機(jī)，停用原有的摻冷風(fēng)機(jī)。(3)加熱爐汽化冷卻水梁所產(chǎn)生的飽和蒸汽直接引入補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。本發(fā)明的主要特征是(1)提高加熱爐的余熱鍋爐的參數(shù)，達(dá)到汽輪發(fā)電機(jī)組所需蒸汽的飽和參數(shù)。(2)余熱鍋爐所產(chǎn)飽和蒸汽與蒸汽過(guò)熱鍋爐所產(chǎn)飽和蒸汽并列運(yùn)行，并在蒸汽過(guò)熱鍋爐的飽和蒸汽聯(lián)箱內(nèi)混合后共同過(guò)熱達(dá)到汽輪發(fā)電機(jī)組所需蒸汽參數(shù)。提高了余熱回收的能源轉(zhuǎn)換效率。( 加熱爐使用煤氣采用熱管換熱器進(jìn)行預(yù)熱。(4)加熱爐排煙溫度降低至150°C左右。( 加熱爐汽化冷卻水梁所產(chǎn)生的飽和蒸汽直接引入補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。同時(shí)平衡了廠區(qū)供汽與加熱爐汽化冷卻水梁產(chǎn)汽之間的矛盾。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)主要有(1)降低加熱爐余熱回收與加熱爐運(yùn)行之間的相關(guān)性。 將加熱爐余熱鍋爐所產(chǎn)飽和蒸汽與蒸汽過(guò)熱鍋爐所產(chǎn)飽和蒸汽混合后進(jìn)入過(guò)熱蒸汽入口聯(lián)箱，加熱爐余熱鍋的運(yùn)行工況不影響汽輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行方式，達(dá)到降低汽輪發(fā)電機(jī)組與加熱爐余熱鍋爐的相關(guān)性的目的。(2)平衡加熱爐產(chǎn)汽與廠內(nèi)用汽，汽輪發(fā)電機(jī)組采用補(bǔ)汽式機(jī)組。廠區(qū)內(nèi)用汽由汽輪發(fā)電機(jī)組抽汽供應(yīng)，加熱爐汽化冷卻步進(jìn)梁產(chǎn)汽不再直接供汽，達(dá)到靈活平衡廠區(qū)內(nèi)用汽的目的。( 提高了加熱爐余熱鍋爐參數(shù)，從而提高了余熱回收過(guò)程中的能源轉(zhuǎn)化效率。(4)加熱爐余熱鍋爐與加熱爐空氣預(yù)熱器分別采用兩級(jí)交錯(cuò)布置，保證加熱爐原有空氣預(yù)熱溫度。
四

圖⑴為本發(fā)明加熱爐余熱回收發(fā)電系統(tǒng)示意圖。圖中⑴加熱爐、⑵加熱爐余熱鍋爐、(3)加熱爐空氣預(yù)熱器、⑷加熱爐煤氣預(yù)熱器、(5)加熱爐吸風(fēng)機(jī)、(6)加熱爐鼓風(fēng)機(jī)、(7)汽輪發(fā)電機(jī)組、(8)凝結(jié)水泵、(9)低壓加熱器、(10)高壓除氧器、(11)給水泵、(12)高壓加熱器、(13)蒸汽過(guò)熱鍋爐、(14)低位疏水箱、(15)疏水泵、(16)加熱爐水梁給水泵、(17)汽化冷卻汽包、(18)水梁冷卻循環(huán)泵、(19) 摻冷風(fēng)機(jī)、(20)加熱爐煙囪。
五具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。參見(jiàn)附圖1，本發(fā)明的加熱爐余熱回收發(fā)電設(shè)備系統(tǒng)示意圖。加熱爐煙氣余熱回收流程加熱爐(1)預(yù)熱段排煙溫度約1000°c -850°C (視進(jìn)料溫度情況有所差別)，經(jīng)過(guò)加熱爐余熱鍋爐O)回收熱量產(chǎn)生飽和蒸汽后，排煙溫度約為650°C-55(TC。煙氣經(jīng)過(guò)加熱爐空氣預(yù)熱器(3)預(yù)熱空氣后，排煙溫度約為300°C _250°C。煙氣經(jīng)過(guò)加熱爐煤氣預(yù)熱器 (4)預(yù)熱煤氣后，排煙溫度降為150°C左右。排煙最后經(jīng)過(guò)加熱爐吸風(fēng)機(jī)( 排入加熱爐煙囪(20)，最終排入大氣。在本發(fā)明中，原有的摻冷風(fēng)機(jī)(19)不必運(yùn)行。汽輪發(fā)電機(jī)組的汽水循環(huán)流程加熱爐余熱鍋爐( 產(chǎn)生的飽和蒸汽送入蒸汽過(guò)熱鍋爐(1 的過(guò)熱器入口聯(lián)箱，飽和蒸汽經(jīng)過(guò)過(guò)熱達(dá)到汽輪發(fā)電機(jī)組額定參數(shù)后送入補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組(7)進(jìn)行發(fā)電。補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組(7)產(chǎn)生的凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)水泵⑶送入低壓加熱器(9)，被加熱的凝結(jié)水進(jìn)入高壓除氧器(10)除氧后，由給水泵(11)送入高壓加熱器(1 。高壓給水分別送入蒸汽過(guò)熱鍋爐(1 和加熱爐余熱鍋爐( 進(jìn)行汽水循環(huán)。低壓加熱器(9)的疏水自流入低位水箱(14)后，由疏水泵(1 送至高壓除氧器(10)。高壓除氧器(10)的除氧水通過(guò)加熱爐水梁給水泵(16)送入加熱爐水梁汽化冷卻循環(huán)系統(tǒng)。加熱爐水梁汽化冷卻汽包(17)所產(chǎn)飽和蒸汽進(jìn)入補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組(7)發(fā)電，廠區(qū)管網(wǎng)供汽改由補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組(7)抽汽供應(yīng)。 本發(fā)明可以靈活適應(yīng)加熱爐的各種運(yùn)行工況，并且不影響加熱爐的原有生產(chǎn)工況。提高了加熱爐余熱鍋爐的運(yùn)行參數(shù)，從而提高了余熱回收過(guò)程中的能源轉(zhuǎn)換效率。對(duì)廠區(qū)所需蒸汽供應(yīng)的調(diào)節(jié)手段更加靈活可靠，有著很強(qiáng)的適應(yīng)性。綜上所述，本發(fā)明有著很好的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.加熱爐余熱回收發(fā)電的設(shè)備主要有以下設(shè)備組成加熱爐余熱鍋爐、加熱爐空氣預(yù)熱器、加熱爐煤氣熱管預(yù)熱器、加熱爐爐尾吸風(fēng)機(jī)、蒸汽過(guò)熱鍋爐、補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組、化學(xué)水系統(tǒng)等組成。其特點(diǎn)是將加熱爐余熱鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽與蒸汽過(guò)熱鍋爐產(chǎn)生飽和蒸汽并列運(yùn)行，從而達(dá)到即穩(wěn)定汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行又不影響加熱爐運(yùn)行的目的，提高了余熱鍋爐的運(yùn)行參數(shù)從而提高了余熱回收過(guò)程中的能源轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)為廠區(qū)供汽提供了靈活可靠的調(diào)整運(yùn)行方式，最大限度的減少了加熱爐水梁汽化冷卻的蒸汽放散。
2.根據(jù)權(quán)利要求1加熱爐余熱回收發(fā)電的設(shè)備主要特征是，加熱爐余熱鍋爐與蒸汽過(guò)熱鍋爐的飽和蒸汽采用并列運(yùn)行方式。飽和蒸汽混合后共同過(guò)熱，達(dá)到汽輪發(fā)電機(jī)組所需蒸汽參數(shù)。進(jìn)而達(dá)到解決加熱爐隨時(shí)待軋時(shí)，汽輪發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題。
3.根據(jù)群里要求1加熱爐余熱回收發(fā)電的設(shè)備主要特征是，提高加熱爐余熱鍋爐的運(yùn)行參數(shù)，從而提高汽輪發(fā)電機(jī)組蒸汽參數(shù)，達(dá)到了提高能源轉(zhuǎn)換效率的目的。
4.據(jù)權(quán)利要求1加熱爐余熱回收發(fā)電的設(shè)備主要特征是，加熱爐煤氣采用熱管預(yù)熱器，保證了煤氣預(yù)熱的安全性和余熱回收極限。
全文摘要
本發(fā)明屬于加熱爐余熱利用領(lǐng)域，特別涉及鋼鐵廠軋鋼加熱爐余熱回收發(fā)電的設(shè)備。系統(tǒng)主要由加熱爐余熱鍋爐、加熱爐空氣預(yù)熱器、加熱爐煤氣熱管預(yù)熱器、加熱爐爐尾吸風(fēng)機(jī)、蒸汽過(guò)熱鍋爐、補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組、化學(xué)水系統(tǒng)等組成。其特點(diǎn)在于采用全封閉系統(tǒng)，對(duì)加熱爐余熱進(jìn)行回收，同時(shí)本系統(tǒng)不受加熱爐生產(chǎn)節(jié)奏的影響，不受發(fā)電蒸汽系統(tǒng)影響，亦不影響原有加熱爐的運(yùn)行工況，最大可能的提高余熱回收的能源轉(zhuǎn)換效率。同現(xiàn)有加熱爐余熱回收設(shè)備相比本發(fā)明能最大限度的回收加熱爐煙氣余熱，在不影響加熱爐原有運(yùn)行工況的情況下提高了用于發(fā)電的蒸汽溫度，增加了余熱發(fā)電量，并能很好的保證機(jī)組運(yùn)行參數(shù)和靈活的全廠低壓蒸汽系統(tǒng)運(yùn)行方式。有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F22B33/18GK102345982SQ20111000330
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者仝永娟, 姚彤輝, 張衛(wèi)軍, 張效鵬, 楊強(qiáng)大, 王敏 申請(qǐng)人:東北大學(xué), 沈陽(yáng)東大工業(yè)爐有限公司