基于高效驅動電源電路的焦爐爐頂余熱回收發電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種余熱發電系統，具體地說，是涉及基于高效驅動電源電路的焦爐爐頂余熱回收發電系統。
【背景技術】
[0002]焦爐又稱為煉焦爐，是一種由耐火磚和耐火砌塊砌成的爐子，用于使煤炭化以生產焦炭的主要熱工設備，而現代焦爐是指以生產冶金焦為主要目的、可以回收煉焦化學產品的水平室式焦爐，其主要由爐體和附屬設備構成。
[0003]由于焦爐生產的特點，現有的焦爐表面溫度較高，其爐頂面溫度在90°C左右，約占焦爐總耗熱量的8%以上。目前，國際上和國內的所有焦爐均主要存在以下缺陷:其一，由于國際上和國內對焦爐的表面散熱余熱都沒有合適的回收技術，同時因焦爐爐頂需長期行走設備和操作工，所以無法實施外保溫技術，因此不僅造成了能源的浪費，而且還因為爐體表面的高溫時常造成操作工人的安全事故；其二，由于焦爐頂表面溫度很高，因此容易造成焦爐護爐拉條因高溫而腐蝕。
[0004]為了解決上述問題，目前在工業窯爐領域，設計了一款余熱回收系統，雖然能夠對部分的余熱進行回收再利用，但是依舊浪費了大量的熱量浪費，不能滿足現在國際上對焦爐節能減排的需求。
[0005]綜上所述，目前高爐生產存在極大的能源浪費，如何充分有效的利用高爐生產過程中所浪費掉的余熱，使其能二次再利用便是人們所要攻克的難題。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于克服目前人們無法充分將焦爐生產中爐頂所產生的余熱來進行全面利用的缺陷，提供了一種基于高效驅動電源電路的焦爐爐頂余熱回收發電系統。
[0007]為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案實現:
[0008]基于高效驅動電源電路的焦爐爐頂余熱回收發電系統，主要由焦爐爐頂大坑以及覆蓋在其頂部表面的爐頂缸磚組成，在焦爐爐頂大坑的內部從下至上依次設置的有孔鋼板、隔熱板層及有孔鋼板，在有孔鋼板與隔熱板層之間設置的保溫磚層在焦爐爐頂大坑的內部縫隙處填灌耐熱密封漿料組成，在焦爐爐頂大坑外部設置有形成封閉回路的換熱器與蒸發器，換熱器由水泥制成的基座，以及在該基座內部呈螺旋盤繞或“S”形盤繞的換熱熱管組成，且在該換熱熱管的表面上還設有翅片，該換熱熱管的兩端則分別與蒸發器的上升管和下降管相連通，在蒸發器外側設置有余熱發電系統，且該余熱發電系統由發電機，與發電機相連接的汽輪機，與換熱器相連接并用于推動汽輪機葉輪轉動的射汽增壓器，以及與汽輪機相連接的余熱控制電路組成；該余熱控制電路中設置有依次相連的控制式電源電路、高效驅動電源電路以及控制式輸出電路；高效驅動電源電路由二極管橋式整流器Ul，變壓器T2，運算放大器P1，三極管VT3，一端與二極管橋式整流器Ul的正輸出端相連接、另一端經電容C4與二極管橋式整流器Ul的負輸出端相連接的電阻R5，正極經電阻R6與電容C4的正極相連接、負極經電阻R7與電容C4的負極相連接的電容C5，兩端分別連接在電容C4的負極與電容C5的負極上的電感LI，P極與電容C5的正極相連接、N極順次經電阻R8、二極管D6、電阻R9與三極管VT3的集電極相連接的二極管D5，并聯在二極管D5上的電容C6，串接在三極管VT3的集電極與發射極之間的電阻R10，串接在三極管VT3的基極與發射極之間的電阻R11，一端與三極管VT3的基極相連接、另一端順次經二極管D9、二極管D7后與變壓器T2的副邊線圈的同名端相連接的電阻R12，并聯在二極管D7上且P極與二極管D7的P極相連接、N極與二極管D7的N極相連接的二極管D8，正極與二極管D7的P極相連接、負極與變壓器T2的副邊線圈的非同名端相連接的電容C10，正極與二極管D7的P極相連接、負極與電容ClO的負極相連接的電容C7，一端與電容C7的負極相連接、另一端與運算放大器Pl的負極相連接的電阻R14，一端與運算放大器Pl的負極相連接、另一端經電阻R15與運算放大器Pl的正極相連接的電阻R17，N極與二極管D9的P極相連接、P極與運算放大器Pl的輸出端相連接的二極管D10，負極與運算放大器Pl的負極相連接、正極經電阻R13與運算放大器Pl的輸出端相連接的電容C8，P極與運算放大器Pl的正極相連接、N極經電阻R18與電容C7的正極相連接的二極管Dll，串接在二極管Dll的N極與運算放大器Pl的負極之間的電阻R16，以及正極與電容C7的正極相連接、負極與二極管Dll的P極相連接的電容C9組成，其中，電容C4的正極與電容C5的正極還相互連接在一起，變壓器T2的原邊線圈的非同名端與二極管D5的P極相連接，變壓器T2的原邊線圈的同名端經電阻R9與三極管VT3的集電極相連接，電容C5的負極與三極管VT3的發射極相連接，電阻R14與電阻R15并聯設置，電容C9的負極還與三極管VT3的發射極相連接。
[0009]進一步的，上述控制式電源電路由電源開關，三極管VT1，變壓器T1，P極與三極管VTl的集電極相連接、N極順次經過二極管Dl、電阻Rl后與三極管VTl的發射極相連接的二極管D2，與二極管D2相并聯的繼電器K，正極與二極管D2的N極相連接、負極經電阻R2后與三極管VTl的基極相連接的電容C2，以及正極與變壓器Tl的副邊線圈的同名端相連接、而負極與該副邊線圈的非同名端相連接的電容Cl組成；所述二極管Dl的P極與電容Cl的正極相連接，而三極管VTl的發射極則與電容Cl的負極相連接；所述電源開關由按鈕S，以及與該按鈕S相并聯的繼電器K的常閉觸點K-1組成，變壓器Tl的原邊線圈的同名端與按鈕S的一端相連接，而變壓器Tl的原邊線圈的非同名端則與按鈕S的另一端一起形成外部電源的輸入端；電容Cl的負極連接在二極管橋式整流器Ul的一個輸入端上，電容C2的正極連接在二極管橋式整流器Ul的另一個輸入端上。
[0010]再進一步的，上述控制式輸出電路由三極管VT2，一端與三極管VT2的發射極相連、另一端經滑動變阻器RPl后接地的電阻R3，負極與電阻R3和滑動變阻器RPl的連接點相連接、正極與電容C2的正極相連接的電容C3，以及P極與三極管VT2的發射極相連、N極順次經二極管D4、電阻R4連接在三極管VT2的基極上的二極管D3組成，其中，滑動變阻器RPl的滑動觸點與三極管VT2的集電極以及電容C2的負極相連，同時該滑動觸電接地；三極管VT2的發射極與電容C9的正極相連接，電容C3的負極與電容C9的負極相連接。
[0011]本發明較現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
[0012](I)本發明設計非常合理，不僅結構簡單、層次分明、實現方便、自動化程度高，而且還能有效的降低人工調節失誤，能有效的降低人力成本。同時，本發明無須再另行設置冷卻塔，不僅可以有效節約電能，同時也可以降低冷卻水用量，降低運行成本。
[0013](2)本發明通過內嵌在高爐體側壁上的超導環型換熱環和與之相對應的環型管道系統來集中導出換熱后的熱水，因此增大了換熱強度、提高了換熱效率與冷卻效率，并且使傳統的冷卻水溫度從40°C提高到了 250°C，從而使冷卻熱的利用成為了可能。
[0014](3)本發明設置在高爐體冷卻系統爐壁外的管路比傳統的冷卻系統管路減少了近90%，而且爐殼開孔的數量也只有傳統冷卻工藝開孔數量的2?5%，不僅有效的減小了熱損失，而且有利于高爐爐壁的保溫，從而徹底改變了高爐外殼無法進行保溫的現狀，從本質上改善了爐壁散熱。
[0015](4)本發明在超導環型換熱環的外壁設有環行翅片和蠟紙，因此既能降低超導環型換熱環的滲碳現象，又能阻擋75%以上的炭滲透，從而有效的降低了冷卻管道的滲炭脆裂，使得其使用壽命提高了兩倍以上。同時，由于環行翅片的使用，使得本發明的高爐內襯抗沖刷性能比現有系統提高5倍以上。
[0016](6)本發明能充分的利用高爐生產過程中產生的熱量來生產蒸汽，進而在實現節能環保的同時使高爐冷卻余熱得到有效利用。同時，本發明采用的發電系統、配套的余熱制冷機組及相關聯接方法有效的提尚了余熱發電效率，將尚爐水冷余熱利用率提尚到90%左右，算上傳統冷卻塔能耗，本發明的余熱發電效率提高了一倍以上，提高了整個高爐煉鐵行業的余熱利用水平。
[0017](7)本發明在余熱制冷機組內部設有創新的余熱控制處理系統，能確保整個