轉爐雙蓄熱器疊能穩壓蓄熱及蒸汽過熱系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及轉爐煤氣余熱發電蓄熱系統，尤其是一種轉爐雙蓄熱器疊能穩壓蓄熱及蒸汽過熱系統，屬于轉爐煤氣顯熱余熱發電領域。
【背景技術】
[0002]目前，轉爐煤氣顯熱回收基本上均采用轉爐余熱發電方案。轉爐煉鋼是一個不連續的生產過程，轉爐煤氣的產生也是間斷性的。為了使汽輪機進氣保持連續性，轉爐余熱鍋爐與汽輪機之間需要設置蒸汽連續化裝置，以便將轉爐余熱鍋爐間斷產生的水蒸汽轉化為連續輸出的水蒸汽，一般由蓄熱器來完成的。
[0003]公知的轉爐煤氣余熱發電系統采用的是單蓄熱器變壓蓄熱技術即轉爐吹煉時，轉爐余熱鍋爐產生額定壓力的飽和蒸汽，該飽和蒸汽由余熱鍋爐汽包引出后一路直接進入汽輪機進行熱功轉換，另一路進入蓄熱器進行蓄熱。轉爐停吹時，轉爐余熱鍋爐無蒸汽產生，此時，蓄熱器降壓閃蒸出的蒸汽進入汽輪機做功，由于蓄熱器需要在轉爐停吹期間連續產生蒸汽以維持汽輪機連續工作狀態，所以蓄熱器閃蒸過程是在壓力不斷降低的情況下工作的。
[0004]由以上的工作原理可知，目前的轉爐煤氣余熱發電蓄熱系統存在有以下問題:蓄熱器變壓運行，停吹后期蒸汽壓力過低，導致汽輪機利用效率低；停燒前期蒸汽需節流以保持汽輪機進氣壓力恒定，影響發電效率；蓄熱器進口是飽和蒸汽，有可能帶水，危及汽輪機安全，乏汽干度低，飽和汽輪機能量損失較大。
[0005]因此，對公知轉爐煤氣余熱發電蓄熱系統進行技術革新是非常必要的。
【發明內容】
[0006]本發明旨在解決現有轉爐煤氣余熱發電蓄熱系統存在的上述問題，而提供一種利用壓力不同的兩個蓄熱器，其中高壓蓄熱器為低壓蓄熱器提供穩壓熱及為低壓蒸汽提供過熱熱的轉爐雙蓄熱器疊能穩壓蓄熱及蒸汽過熱系統。
[0007]本發明解決其技術問題，采用的技術方案是:
一種轉爐雙蓄熱器疊能穩壓蓄熱及蒸汽過熱系統，包括轉爐余熱鍋爐、低壓飽和蒸汽過熱器，轉爐余熱鍋爐配置有使其產生壓力不同的兩種飽和蒸汽的強制循環水栗，并對應設置低壓汽包和高壓汽包，同時設置有基能蓄熱器和疊能蓄熱器；由低壓汽包引出的低壓通道分為兩路，一路通過低溫飽和蒸汽過熱器直接進入汽輪機，另一路通過基能蓄熱器再進入疊能蓄熱器；由高壓汽包引出的高壓通道分為兩路，一路進入疊能蓄熱器，另一路進入低壓飽和蒸汽過熱器。
[0008]采用上述技術方案的本發明，與現有技術相比，其有益效果是:
轉爐吹煉期間，通過強制循環水栗產生的高壓飽和蒸汽進入高壓通道，由高壓汽包引出后進入疊能蓄熱器進行蓄熱；低壓蒸汽由低壓汽包引出后進入低壓通道，分為兩路，一路直接進入低溫飽和蒸汽過熱器中對汽輪機做功，另一路進入基能蓄熱器進行蓄熱。
[0009]轉爐停吹期間，轉爐余熱鍋爐不再產生蒸汽，基能蓄熱器閃蒸產生溫度較低的低溫飽和蒸汽，進入低溫飽和蒸汽過熱器中對汽輪機做功；疊能蓄熱器閃蒸出溫度較高的高壓飽和蒸汽進入基能蓄熱器的水空間中釋放汽化潛熱，為基能蓄熱器的低壓水提供蒸發熱，以避免停吹期純粹靠降壓產生蒸汽從而使基能蓄熱器降壓幅度過大的問題。
[0010]本發明蓄熱系統采用了兩種不同參數的蓄熱器，疊能蓄熱器采用較高的壓力參數、基能蓄熱器采用較低的壓力參數，二者的作用不同，基能蓄熱器的作用是為汽輪機提供做功工質，疊能蓄熱器的主要作用是將自己的能量疊加在基能蓄熱器之上，為低壓做功工質提供形成一定過熱度所需要的較高品位過熱熱，以及在停吹期間為基能蓄熱器壓力穩定提供穩壓熱源。由此，本發明可以大幅度減小停吹期汽輪機進氣壓力的波動幅度，使循環質量得以顯著改善。從而解決停吹后期蒸汽壓力過低，汽輪機利用效率低；停燒前期蒸汽需節流以保持汽輪機進氣壓力恒定，乏汽干度低，飽和汽輪機能量損失較大等問題。
[0011]作為優選，本發明更進一步的技術方案是:
轉爐余熱鍋爐的移動段水冷煙罩部分為強制循環段，產生壓力較高的飽和蒸汽；轉爐余熱鍋爐的水冷煙罩后段為自然循環段，產生壓力較低的飽和蒸汽。
[0012]低壓通道和高壓通道上分別設置有蒸汽調節閥。
[0013]低壓飽和蒸汽過熱器為間壁式換熱器。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明實施例的工藝流程圖。
[0015]圖中:1-高壓汽包；2_轉爐余熱鍋爐；3_低壓汽包；4_蒸汽調節閥；5_基能蓄熱器；6_疊能蓄熱器；7_低壓飽和蒸汽過熱器；8_強制循環水栗。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖及實施例詳述本發明，目的僅在于更加清楚的理解本發明的技術方案，所舉之例并非限制本發明的保護范圍。
[0017]參見圖1，一種轉爐雙蓄熱器疊能穩壓蓄熱及蒸汽過熱系統，在轉爐余熱鍋爐2的移動段水冷煙罩部分設置強制循環水栗8，使該強制循環段產生壓力較高的飽和蒸汽，而轉爐余熱鍋爐2的水冷煙罩后段為自然循環段，產生壓力較低的飽和蒸汽；對應這兩種壓力不同的飽和蒸汽，系統設置有低壓汽包3和高壓汽包1，同時設置有基能蓄熱器5和疊能蓄熱器6 ;由低壓汽包3引出的低壓通道分為兩路，一路通過低溫飽和蒸汽過熱器7直接進入汽輪機，另一路通過基能蓄熱器5再進入疊能蓄熱器6 ;由高壓汽包I引出的高壓通道分為兩路，一路進入疊能蓄熱器6，另一路進入低壓飽和蒸汽過熱器7 ;低壓通道和高壓通道上分別設置有蒸汽調節閥4 ;低壓飽和蒸汽過熱器7為間壁式換熱器。
[0018]轉爐雙蓄熱器疊能穩壓蓄熱及蒸汽過熱系統的工作過程簡述如下:
轉爐余熱鍋爐2工作期間，由高壓汽包I引出的一路高壓飽和蒸汽進入疊能蓄熱器6向其中的液態水放出汽化潛熱，即進行蓄熱過程；另一路進入低壓飽和蒸汽過熱器7，為來自基能蓄熱器5的低壓飽和蒸汽提供過熱熱后凝結為疊能凝結水，使低溫飽和蒸汽形成20 °C左右的低過熱度，低過熱度既可以避免汽輪機進汽由于管道溫損而帶水，又可以提高汽輪機乏汽干度；疊能凝結水在疊能蓄熱器6與基能蓄熱器5間壓差作用下進入基能蓄熱器5的水空間。
[0019]由低壓汽包3引出低壓飽和蒸汽分為兩路，一路進入基能蓄熱器5向其中的液態水放出汽化潛熱，即進行蓄熱過程。另一路進入低壓飽和蒸汽過熱器7，吸收高壓飽和蒸汽的汽化潛熱形成具有一定過熱度的過熱蒸汽，然后進入汽輪機做功。
[0020]轉爐停吹期間，高壓汽包I不再產生蒸汽，此時由疊能蓄熱器6閃蒸產生高壓蒸汽，疊能蓄熱器6閃蒸產生的高壓蒸汽分為兩路，一路進入低壓飽和蒸汽過熱器7為來自基能蓄熱器5的低壓飽和蒸汽提供過熱熱后凝結為疊能凝結水，使低溫飽和蒸汽形成20°C左右的低過熱度，低過熱度既可以避免汽輪機進汽由于管道溫損而帶水，又可以提高汽輪機乏汽干度。疊能凝結水在疊能蓄熱器6與基能蓄熱器5間壓差作用下進入基能蓄熱器5的水空間。另一路進入基能蓄熱器5的水空間放出汽化潛熱，補償基能蓄熱器5的壓降，使基能蓄熱器5中的飽和水蒸發成低壓飽和蒸汽，維持汽輪機做功需要的蒸汽量。
[0021]同時，低壓汽包3不再產生蒸汽，此時由基能蓄熱器5產生低壓蒸汽，基能蓄熱器5產生低壓蒸汽的熱源來自疊能蓄熱器6閃蒸產生的高壓蒸汽凝結放出的汽化潛熱以及基能蓄熱器5自身小幅閃蒸提供的汽化潛熱。基能蓄熱器5產生低壓蒸汽進入低壓飽和蒸汽過熱器7，吸收高壓飽和蒸汽的汽化潛熱形成具有一定過熱度的過熱蒸汽，然后進入汽輪機做功。
[0022]由以上實施方式可知，在工作過程中高壓通道有力的補償了低壓通道停吹后期蒸汽壓力過低的問題，能夠有效解決汽輪機利用效率低的這一弊端；疊能蓄熱器6對基能蓄熱器5的壓力補償一定程度上解決了蓄熱器變壓運行的問題；解決了蓄熱器進口是飽和蒸汽，有可能帶水，危及汽輪機安全及乏汽干度低，飽和汽輪機能量損失較大的問題。
【主權項】
1.一種轉爐雙蓄熱器疊能穩壓蓄熱及蒸汽過熱系統，包括轉爐余熱鍋爐、低壓飽和蒸汽過熱器，其特征在于:轉爐余熱鍋爐配置有使其產生壓力不同的兩種飽和蒸汽的強制循環水栗，并對應設置低壓汽包和高壓汽包，同時設置有基能蓄熱器和疊能蓄熱器；由低壓汽包引出的低壓通道分為兩路，一路通過低溫飽和蒸汽過熱器直接進入汽輪機，另一路通過基能蓄熱器再進入疊能蓄熱器；由高壓汽包引出的高壓通道分為兩路，一路進入疊能蓄熱器，另一路進入低壓飽和蒸汽過熱器。2.根據權利要求1所述的轉爐雙蓄熱器疊能穩壓蓄熱及蒸汽過熱系統，其特征在于:轉爐余熱鍋爐的移動段水冷煙罩部分為強制循環段，產生壓力較高的飽和蒸汽；轉爐余熱鍋爐的水冷煙罩后段為自然循環段，產生壓力較低的飽和蒸汽。3.根據權利要求1所述的轉爐雙蓄熱器疊能穩壓蓄熱及蒸汽過熱系統，其特征在于:低壓通道和高壓通道上分別設置有蒸汽調節閥。4.根據權利要求1所述的轉爐雙蓄熱器疊能穩壓蓄熱及蒸汽過熱系統，其特征在于:低壓飽和蒸汽過熱器為間壁式換熱器。
【專利摘要】本發明涉及一種轉爐雙蓄熱器疊能穩壓蓄熱及蒸汽過熱系統，包括轉爐余熱鍋爐、低壓飽和蒸汽過熱器，轉爐余熱鍋爐配置有使其產生壓力不同的兩種飽和蒸汽的強制循環水泵，并對應設置低壓汽包和高壓汽包，同時設置有基能蓄熱器和疊能蓄熱器；由低壓汽包引出的低壓通道分為兩路，一路通過低溫飽和蒸汽過熱器直接進入汽輪機，另一路通過基能蓄熱器再進入疊能蓄熱器；由高壓汽包引出的高壓通道分為兩路，一路進入疊能蓄熱器，另一路進入低壓飽和蒸汽過熱器。本發明利用壓力不同的兩個蓄熱器，其中高壓蓄熱器為低壓蓄熱器提供穩壓熱及為低壓蒸汽提供過熱，有效解決了停吹后蒸汽壓力過低，汽輪機利用效率低，乏汽干度低，飽和汽輪機能量損失較大等問題。
【IPC分類】F01K27/02, F22B1/18, F01K11/02
【公開號】CN105201571
【申請號】CN201510659651
【發明人】張玉柱, 王子兵, 胡長慶, 邢紅偉, 王乙竹, 田欣, 王蘭玉, 趙申, 王超, 楊瀟瀟, 常建, 黃博, 秦萬擴, 萬勇, 齊立軍
【申請人】華北理工大學
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月14日