本發(fā)明有關(guān)于一種利用煉鋼余熱加熱凝結(jié)水的裝置，尤其有關(guān)于一種高爐冶煉領(lǐng)域中的凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置。
背景技術(shù)：
一些鋼鐵企業(yè)會(huì)自建發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)的節(jié)能降耗是提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。通常汽輪機(jī)由多級(jí)加熱器來加熱凝結(jié)水，需要耗費(fèi)大量的汽輪機(jī)中的蒸汽，從而降低了汽輪機(jī)的發(fā)電量。
同時(shí)，在鋼鐵企業(yè)中，由于轉(zhuǎn)爐煉鋼汽化冷卻工藝的特殊性，導(dǎo)致煉鋼過程中產(chǎn)生的蒸汽具有間斷性和波動(dòng)性，該蒸汽的壓強(qiáng)、溫度以及產(chǎn)量均不穩(wěn)定，由此造成了轉(zhuǎn)爐煉鋼汽化冷卻過程中產(chǎn)生的蒸汽余熱回收困難，不得已將蒸汽放散到空氣中，造成能源浪費(fèi)。
因此，有必要提供一種能有效利用煉鋼余熱蒸汽加熱凝結(jié)水的裝置，來代替汽輪機(jī)抽汽加熱凝結(jié)水的裝置，以解決上述問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置，其能將煉鋼汽化冷卻過程中產(chǎn)生的蒸汽通過蒸汽蓄熱器進(jìn)行儲(chǔ)存，進(jìn)而對(duì)汽輪機(jī)產(chǎn)生的凝結(jié)水進(jìn)行加熱，使余熱蒸汽得到了回收利用，減少了對(duì)汽輪機(jī)的抽汽量，提高了鋼鐵廠的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的目的是提供一種凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置，包括：
汽輪機(jī)，其具有乏汽出口和蒸汽入口；
轉(zhuǎn)爐，其具有余熱輸出口；
凝汽器，其具有乏汽入口和凝結(jié)水出口，所述乏汽入口與所述乏汽出口通過蒸汽管道相連；
蒸汽蓄熱器，其具有蓄熱入口和蓄熱出口，所述蓄熱入口通過第一蓄熱管道與所述轉(zhuǎn)爐的余熱輸出口連接；
凝結(jié)水加熱器，其具有凝結(jié)水通道和蒸汽通道，所述凝結(jié)水通道的一端通過凝結(jié)水管道與所述凝汽器的凝結(jié)水出口連接，所述凝結(jié)水通道的另一端通過除氧管道與除氧器連接；所述蒸汽通道的一端通過第二蓄熱管道與所述蓄熱出口連接，所述蒸汽通道的另一端通過水箱管道與煉鋼車間水箱連接；
鍋爐，其通過入水管道與所述除氧器連接，所述鍋爐通過出汽管道與所述汽輪機(jī)的蒸汽入口連接。
如上所述的凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置，其中，所述凝結(jié)水加熱器和所述煉鋼車間水箱之間設(shè)有水泵，所述水泵連接在所述水箱管道上。
如上所述的凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置，其中，所述凝汽器為水冷凝汽器。
如上所述的凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置，其中，所述蒸汽蓄熱器為變壓式蒸汽蓄熱器。
如上所述的凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置，其中，所述除氧器為低壓除氧器。
如上所述的凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置，其中，所述凝結(jié)水加熱器為低壓凝結(jié)水加熱器。
如上所述的凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置，其中，所述轉(zhuǎn)爐為堿性氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐。
如上所述的凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置，其中，所述入水管道上設(shè)有水泵。
本發(fā)明的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是：
本發(fā)明的凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置，通過設(shè)置蒸汽蓄熱器，可以回收和儲(chǔ)存煉鋼過程中的余熱蒸汽，不需要從汽輪機(jī)中抽取蒸汽，避免了煉鋼余熱蒸汽的浪費(fèi)，提高了汽輪機(jī)的發(fā)電量，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明的凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)號(hào)說明：1、汽輪機(jī)；101、乏汽出口；102、蒸汽入口；12、蒸汽管道；2、凝汽器；21、乏汽入口；22、凝結(jié)水出口；25、凝結(jié)水管道；3、轉(zhuǎn)爐；31、余熱輸出口；34、第一蓄熱管道；4、蒸汽蓄熱器；41、蓄熱入口；42、蓄熱出口；45、第二蓄熱管道；5、凝結(jié)水加熱器；51、凝結(jié)水通道；52、蒸汽通道；56、水箱管道；58、除氧管道；6、水泵；7、煉鋼車間水箱；8、除氧器；89、入水管道；9、鍋爐；91、出汽管道；10、水泵。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
如圖1所示，本發(fā)明提供一種凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置，包括：汽輪機(jī)1，其具有乏汽出口101和蒸汽入口102；轉(zhuǎn)爐3，其具有余熱輸出口31；凝汽器2，其具有乏汽入口21和凝結(jié)水出口22，所述乏汽入口21與所述乏汽出口101通過蒸汽管道12相連；蒸汽蓄熱器4，其具有蓄熱入口41和蓄熱出口42，所述蓄熱入口41通過第一蓄熱管道34與所述轉(zhuǎn)爐3的余熱輸出口31連接；凝結(jié)水加熱器5，其具有凝結(jié)水通道51和蒸汽通道52，所述凝結(jié)水通道51的一端通過凝結(jié)水管道25與所述凝汽器2的凝結(jié)水出口22連接，所述凝結(jié)水通道51的另一端通過除氧管道58與除氧器8連接；所述蒸汽通道52的一端通過第二蓄熱管道45與所述蓄熱出口42連接，所述蒸汽通道52的另一端通過水箱管道56與煉鋼車間水箱7連接；鍋爐9，其通過入水管道89與所述除氧器8連接，所述鍋爐9通過出汽管道91與所述汽輪機(jī)1的蒸汽入口102連接。本發(fā)明的凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置，通過設(shè)置蒸汽蓄熱器4，可以回收和儲(chǔ)存煉鋼過程中余熱蒸汽，不需要從汽輪機(jī)1中抽取蒸汽，避免了煉鋼余熱蒸汽的浪費(fèi)，提高了汽輪機(jī)1的發(fā)電量，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
汽輪機(jī)1是一個(gè)熱能動(dòng)力機(jī)械，它的作用是將鍋爐傳來的蒸汽熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，汽輪機(jī)由轉(zhuǎn)子和汽缸組成，轉(zhuǎn)子上裝有許多葉片，汽缸上也有相應(yīng)的葉片，叫隔板，轉(zhuǎn)子葉片與汽缸隔板構(gòu)成對(duì)應(yīng)的一個(gè)級(jí)，有多少級(jí)葉片就有多少隔板，一一對(duì)應(yīng)，這樣就形成了汽輪機(jī)的能量轉(zhuǎn)換核心，高溫蒸汽的熱能就是通過這種內(nèi)部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，源源不斷地高溫蒸汽，通過汽輪機(jī)，就連續(xù)的進(jìn)行做功，推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，再用聯(lián)軸器把相應(yīng)的機(jī)械連接起來，就能對(duì)外做功。在本實(shí)施方式中，如圖1所示，汽輪機(jī)1具有一個(gè)乏汽出口101和一個(gè)蒸汽入口102，高溫蒸汽做功后釋放出熱勢能的蒸汽從汽輪機(jī)的乏汽出口101排出。
轉(zhuǎn)爐3是以鐵水、廢鋼、鐵合金為主要原料，不借助外加能源，靠鐵液本身的物理熱和鐵液組分間化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱量而在轉(zhuǎn)爐中完成煉鋼過程。轉(zhuǎn)爐主要用于生產(chǎn)碳鋼、合金鋼及銅和鎳的冶煉。轉(zhuǎn)爐3在煉鋼過程中會(huì)間斷的產(chǎn)生高溫蒸汽，在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)爐3具有余熱輸出口31，轉(zhuǎn)爐3為堿性氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，其具有生產(chǎn)速度快、產(chǎn)量大，單爐產(chǎn)量高、成本低、投資少等優(yōu)點(diǎn)，為目前使用最普遍的煉鋼設(shè)備。
凝汽器2是將汽輪機(jī)1的排汽冷凝成水的一種換熱器，又稱復(fù)水器，其具有乏汽入口21和凝結(jié)水出口22，可以將乏汽轉(zhuǎn)化為凝結(jié)水。凝汽器2主要用于汽輪機(jī)動(dòng)力裝置中，分為水冷凝汽器和空冷凝汽器兩種。在本實(shí)施例中，選用水冷凝汽器，其由外殼和管束組成單流程，管子為銅合金管，用淡水冷卻。凝汽器2除將汽輪機(jī)1產(chǎn)生的乏汽冷凝成水重新使用外，還能在汽輪機(jī)1排汽處建立真空和維持真空，從而利于抽取乏汽。
蒸汽蓄熱器4，其具有蓄熱入口41和蓄熱出口42，所述蓄熱入口41通過第一蓄熱管道34與所述轉(zhuǎn)爐3的余熱輸出口31連接。具體地，通常情況下，在工業(yè)鍋爐供汽系統(tǒng)中如果用汽量經(jīng)常發(fā)生大幅度的波動(dòng)，不僅會(huì)引起鍋爐汽壓、水位上下波動(dòng)，使鍋爐運(yùn)行操作困難，還會(huì)導(dǎo)致鍋爐燃燒效率降低。在本發(fā)明的這種情況下應(yīng)用蒸汽蓄熱器4能有效地穩(wěn)定轉(zhuǎn)爐3負(fù)荷，改善轉(zhuǎn)爐3運(yùn)行條件，不使轉(zhuǎn)爐3效率降低。蒸汽蓄熱器4有變壓式和定壓式兩類，變壓式蓄熱器的工作壓力隨所儲(chǔ)熱量的增減而變化，其中最典型的是變壓式蒸汽蓄熱器；定壓式蓄熱器的工作壓力恒定，其中以給水蓄熱器最為常用。蒸汽蓄熱器4是以水為介質(zhì)的儲(chǔ)汽蓄熱蒸汽壓力容器，它是提高蒸汽使用可靠性和經(jīng)濟(jì)性的一種高效節(jié)能減排設(shè)備，蒸汽蓄熱器4適于汽負(fù)荷波動(dòng)較大的供熱系統(tǒng)，瞬時(shí)耗汽量有較大需求的供熱系統(tǒng)，汽源間歇產(chǎn)生或流量波動(dòng)大的供熱系統(tǒng)，需要儲(chǔ)存蒸汽，以備隨時(shí)需要的供熱系統(tǒng)或設(shè)備保溫的供熱系統(tǒng)等用汽，都可增設(shè)蒸汽蓄熱器。在本實(shí)施例中，即選用變壓式蒸汽蓄熱器。
因水中溶解的氧，會(huì)給鍋爐給水管道、省煤器和其它附屬設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕。除氧器8，不僅能除去鍋爐給水中的溶解氧，而且能除去水中游離的二氧化碳CO2、氮化氫NH3、硫化氫H2S等腐蝕性氣體。除氧后的水中不會(huì)增加含鹽量與其它雜質(zhì)，水溫一般在室溫條件下，出水的含氧量仍能符合規(guī)定要求。
鍋爐9是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的設(shè)備，其通過入水管道89與除氧器8連接，通過出汽管道91與汽輪機(jī)1的蒸汽入口102連接，經(jīng)過除氧器8處理過的除氧水在鍋爐9中被加熱汽化，高溫蒸汽通過出汽管道91進(jìn)入汽輪機(jī)1。
進(jìn)一步地，凝結(jié)水加熱器5和煉鋼車間水箱7之間設(shè)有水泵6，水泵6可以快速抽取凝結(jié)水加熱器5的蒸汽通道52中的凝結(jié)的水，提高凝結(jié)水加熱器5的工作效率。
更進(jìn)一步地，入水管道89上還設(shè)有水泵10，以提高鍋爐9進(jìn)水的效率。
本發(fā)明的凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置的工作原理為：本發(fā)明的凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置內(nèi)部分為余熱蒸汽通路和凝結(jié)水通路：一方面，轉(zhuǎn)爐3在工作過程中產(chǎn)生間斷的余熱蒸汽，余熱蒸汽從轉(zhuǎn)爐3的余熱輸出口31排出，進(jìn)入蒸汽蓄熱器4，蒸汽蓄熱器4儲(chǔ)蓄余熱蒸汽，再將余熱蒸汽輸送到凝結(jié)水加熱器5中的蒸汽通道52，余熱蒸汽在蒸汽通路52中凝結(jié)成液態(tài)水，最后流入煉鋼車間水箱，此為余熱蒸汽通路；另一方面，汽輪機(jī)1中的乏汽從乏汽出口101通過蒸汽管道12進(jìn)入凝汽器2，在凝汽器2中產(chǎn)生凝結(jié)水，凝結(jié)水進(jìn)入凝結(jié)水加熱器5的凝結(jié)水通道51中，凝結(jié)水被蒸汽通道52中的余熱蒸汽加熱，被加熱的凝結(jié)水通入除氧器8變成除氧水，除氧水再進(jìn)入鍋爐9，鍋爐9把除氧水加熱成高溫蒸汽，高溫蒸汽再通入汽輪機(jī)1，實(shí)現(xiàn)循環(huán)，此為凝結(jié)水通路。其中，余熱蒸汽通路和凝結(jié)水通路在凝結(jié)水加熱器5中實(shí)現(xiàn)熱交換。
本發(fā)明的凝結(jié)水循環(huán)加熱裝置，通過設(shè)置蒸汽蓄熱器4，可以回收和儲(chǔ)存煉鋼過程中余熱蒸汽，不需要從汽輪機(jī)1中抽取蒸汽來加熱凝結(jié)水，避免了煉鋼余熱蒸汽的浪費(fèi)，提高了汽輪機(jī)1的發(fā)電量，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。