一種轉爐余熱蒸汽綜合利用系統及余熱利用方法
【專利摘要】一種轉爐余熱蒸汽綜合利用系統，在進入汽輪機前的蒸汽管道一旁增設汽水分離器，從廠區蒸汽母管引入一路過熱蒸汽并接入到汽水分離器之前位置的蒸汽管道中，將引入的過熱蒸汽與蓄熱器產生的飽和蒸汽在進入汽水分離器前進行混合，保證蒸汽有5度以上的過熱度并向后輸送；在過熱蒸汽引入之前的蒸汽管道中增設蓄熱器。同時公布了一種轉爐余熱蒸汽綜合利用的方法。本系統正常運行時無需經過汽水分離器，可減小阻力，減小蒸汽經過汽水分離器是的晗降，提高了汽輪發電機的整體效率，還大大降低汽輪機末級葉片水蝕，保證了汽輪機的安全高效運行，同時，解決了5度過熱度的過熱蒸汽對汽輪機運行安全性的影響，提高了蒸汽參數。
【專利說明】一種轉爐余熱蒸汽綜合利用系統及余熱利用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金行業，主要涉及冶金行業中轉爐余熱的綜合利用，同時涉及低參數汽輪發電機組機組的應用。
【背景技術】
[0002]我國90%以上的煉鋼生產采用轉爐煉鋼工藝，在轉爐煉鋼過程中產生大量的高溫煙氣，溫度高達1600°C左右。為了保護轉爐煙罩，一般度在煙罩內做盤管，通入軟化水帶走熱量，因此在每個轉爐冶煉周期內，都有大量蒸汽產生，而由于轉爐冶煉的周期性，這種蒸汽也帶有明顯的周期性。具體表現在，一般一個轉爐液量周期只有三分之一的時間是產生蒸汽的，且這種蒸汽是可以直接利用的，剩余的三分之二的時間產生的是非飽和的蒸汽甚至是汽水混合物，蒸汽壓力和產量也波動非常大，這就造成這部分蒸汽非常難以回收利用，絕大多數鋼鐵企業都對其進行放散，造成大量能源和軟水資源的浪費，不符合循環經濟的發展要求。
[0003]中國在專利CN 101059085 A中提出了一種將轉爐間斷蒸汽轉換成相對連續，壓力相對穩定的蒸汽的方案，也就是增設蓄熱器，并在蓄熱器前增設汽水分離器，并引入了帶中間再熱的低壓飽和蒸汽輪機，使轉爐蒸汽可以用來發電。但是方案中存在一系列問題:1、蓄能器前無需設置汽水分離器，因為轉爐產汽周期產生的蒸汽是過熱蒸汽，無需除水，且蒸汽在經過蓄熱器后產出的也是飽和蒸汽，增加汽水分離器沒有任何意義，相反還會增大蒸汽壓損；2、蓄熱器中閃蒸出的蒸汽是飽和蒸汽，在進入汽輪機前由于散熱、管道阻力等原因蒸汽中已經帶水，對汽輪機安全運行構成威脅；3、由于蒸汽帶水比較嚴重，采用帶中間再熱的低壓飽和蒸汽輪機并不能很好的解決汽輪機末級葉片水蝕問題，且會增加系統的復雜性。
【發明內容】
[0004]為解決上述問題，本發明提供一種轉爐余熱蒸汽綜合利用系統，通過管道及相關設備的改進，達到優化蒸汽余熱利用效果的目的，并提供一種利用該系統進行余熱利用的方法。
[0005]本發明解決其技術問題所采取的技術方案是:
[0006]一種轉爐余熱蒸汽綜合利用系統，包括轉爐蒸汽產生裝置、蓄熱器、汽水分離器、汽輪機及發電機，其特征在于，
[0007]所述轉爐蒸汽產生裝置產生飽和蒸汽的管口通過蒸汽管道連接到汽輪機的蒸汽進口，且
[0008]在進入汽輪機前的蒸汽管道一旁增設汽水分離器，且在汽水分離器及與汽水分離器并列的蒸汽管道上分別設置電動閥門，通過三個電動閥門的切換決定是否需要開啟汽水分離器；
[0009]從廠區蒸汽母管通過一支管引入一路過熱蒸汽并接入到汽水分離器之前位置的蒸汽管道中，并在支管中安裝閥門組件，將引入的過熱蒸汽與蓄熱器產生的飽和蒸汽在進入汽水分離器前進行混合，保證蒸汽有5度以上的過熱度并向后輸送；
[0010]在過熱蒸汽引入之前的蒸汽管道中增設至少一組蓄熱器；
[0011]并在蒸汽管道中設置閥門、流量計及疏水管路和放水管路。
[0012]在所述汽水分離器之后的蒸汽管道上弓I出一支管連接至均壓箱。
[0013]所述閥門組件包括電動閥、閘閥和截止閥。
[0014]一種利用上述轉爐余熱蒸汽綜合利用系統進行余熱利用的方法，其特征在于，
[0015]在蒸汽管道進入汽輪機前增設一汽水分離器，在轉爐蒸汽產生裝置產生蒸汽后的蒸汽管道上增設至少一組蓄熱器，同時從廠區蒸汽母管引入一路過熱蒸汽并接入蓄熱器和汽水分離器之間的蒸汽管道中，將過熱蒸汽與蓄熱器產生的飽和蒸汽在進入汽水分離器前進行充分混合，保證混合后的混合蒸汽有5度以上的過熱度，同時在汽水分離器一側的蒸汽管道上設置閥門形成旁通管路，且當有過熱蒸汽引入時，開啟旁通管路，關閉汽水分離器，這樣可以有效減小蒸汽通過汽水分離器時阻力較大所產生的晗降，當由于某些原因短時間內無過熱蒸汽引入時，可關閉旁通管路，飽和蒸汽通過汽水分離器將多余水分分離處理，保證進入汽輪機蒸汽不帶水，保證汽輪機正常運行。
[0016]本發明的有益效果是:
[0017]本系統正常運行時無需經過汽水分離器，可減小阻力，減小蒸汽經過汽水分離器是的晗降，提高了汽輪發電機的整體效率，還大大降低汽輪機末級葉片水蝕，保證了汽輪機的安全高效運行；而短時間內無過熱蒸汽引入時，經過汽水分離器處理進行處理，可除去蒸汽帶水，保證汽輪發電機組正常運行，保證機組不至停機。解決了轉爐蒸汽波動大，參數低，不易利用的難題，解決了普通轉爐蒸汽利用系統中轉爐蒸汽過熱度小，造成的汽輪機末級葉片水蝕問題，同時，解決了 5度過熱度的過熱蒸汽對汽輪機運行安全性的影響，提高了蒸汽參數，提高汽輪發電機組的發電效率和機組運行的安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為綜合利用系統的前半部分。
[0019]圖2為綜合利用系統的后半部分。
[0020]圖3為過熱蒸汽不經過汽水分離器的示意圖。
[0021]圖4為飽和蒸汽經過汽水分離器的示意圖。
[0022]圖中:I轉爐蒸汽產生裝置，2在蒸汽管道，2’旁通管路，3汽水分離器，4蓄熱器，5汽輪機，6發電機。
【具體實施方式】
[0023]如圖1和圖2所示，
[0024]轉爐蒸汽產生裝置I是轉爐煉鋼過程中產生可利用蒸汽的裝置。
[0025]在蒸汽管道2進入汽輪機前增設一汽水分離器3，在轉爐蒸汽產生裝置I產生蒸汽后的蒸汽管道上增設至少一組蓄熱器4，同時從廠區蒸汽母管引入一路過熱蒸汽并接入蓄熱器和汽水分離器之間的蒸汽管道2中，并在支管中設置電動閥、閘閥和截止閥，用于控制過熱蒸汽的輸入量。將過熱蒸汽與蓄熱器產生的飽和蒸汽在進入汽水分離器前進行充分混合，保證混合后的混合蒸汽有5度以上的過熱度，同時在汽水分離器3 —側的蒸汽管道上設置閥門形成旁通管路2’，其實質為蒸汽管道的一部分，起到的是旁路的作用，該旁通管路與汽水分離器是一個二選一的關系。
[0026]當有過熱蒸汽引入時，開啟旁通管路，關閉汽水分離器，如圖3所示，這樣可以有效減小蒸汽通過汽水分離器時阻力較大所產生的晗降。
[0027]當由于某些原因短時間內無過熱蒸汽引入時，可關閉旁通管路2’，如圖4所示，飽和蒸汽通過汽水分離器3將多余水分分離處理，保證進入汽輪機5蒸汽不帶水，保證汽輪機正常運行。汽輪機的轉動帶動與之連接的發電機6的作用，進行發電。
[0028]為配合穩定而有效的向汽輪機輸送蒸汽，在蒸汽管道中設置閥門、流量計及疏水管路和放水管路，用于監控、反饋和調整蒸汽管道中蒸汽的狀態。并在所述汽水分離器之后的蒸汽管道上引出一支管至均壓箱，用于平衡蒸汽管道中的蒸汽壓力，提高安全性能。
[0029]本系統正常運行時無需經過汽水分離器，可減小阻力，減小蒸汽經過汽水分離器是的晗降，提高了汽輪發電機的整體效率，還大大降低汽輪機末級葉片水蝕，保證了汽輪機的安全高效運行；而短時間內無過熱蒸汽引入時，經過汽水分離器處理，可除去蒸汽帶水，保證汽輪發電機組正常運行，保證機組不至停機。
[0030]關于汽輪機產生的乏汽的處理路徑及方法為現有技術，不在贅述。
【權利要求】
1.一種轉爐余熱蒸汽綜合利用系統，包括轉爐蒸汽產生裝置、蓄熱器、汽水分離器、汽輪機及發電機，其特征在于， 所述轉爐蒸汽產生裝置產生飽和蒸汽的管口通過蒸汽管道連接到汽輪機的蒸汽進口，且 在進入汽輪機前的蒸汽管道一旁增設汽水分離器，且在汽水分離器及與汽水分離器并列的蒸汽管道上分別設置電動閥門，通過電動閥門的切換決定是否需要開啟汽水分離器； 廠區蒸汽母管通過一支管引入一路過熱蒸汽并接入到汽水分離器之前位置的蒸汽管道中，并在支管中安裝閥門組件，將引入的過熱蒸汽與蓄熱器產生的飽和蒸汽在進入汽水分離器前進行混合，保證蒸汽有5度以上的過熱度并向后輸送； 在過熱蒸汽引入之前的蒸汽管道中增設至少一組蓄熱器； 并在蒸汽管道中設置閥門、流量計、疏水管路和放水管路。
2.根據權利要求1所述的一種轉爐余熱蒸汽綜合利用系統，其特征是，在所述汽水分離器之后的蒸汽管道上引出一支管并連接到均壓箱。
3.根據權利要求1所述的一種轉爐余熱蒸汽綜合利用系統，其特征是，所述閥門組件包括電動閥、閘閥和截止閥。
4.一種利用權利要求1至3中任一項所述的轉爐余熱蒸汽綜合利用系統進行余熱利用的方法，其特征在于， 在蒸汽管道進入汽輪機前增設一汽水分離器，在轉爐蒸汽產生裝置產生蒸汽后的蒸汽管道上增設至少一組蓄熱器，同時從廠區蒸汽母管引入一路過熱蒸汽并接入蓄熱器和汽水分離器之間的蒸汽管道中，將過熱蒸汽與蓄熱器產生的飽和蒸汽在進入汽水分離器前進行充分混合，使得混合后的混合蒸汽有5度以上的過熱度，同時在汽水分離器一側的蒸汽管道上設置閥門形成旁通管路；且當有過熱蒸汽引入時，開啟旁通管路，關閉汽水分離器，減小蒸汽通過汽水分離器時阻力較大所產生的晗降；當短時間內無過熱蒸汽引入時，關閉旁通管路，飽和蒸汽通過汽水分離器將多余水分分離處理，保證進入汽輪機蒸汽不帶水，保證汽輪機正常運行。
【文檔編號】F01D15/10GK104132552SQ201410373887
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】郎咸廣, 劉方武 申請人:山東省環能設計院有限公司