CN101737097A - 全干式高炉炉顶余压发电装置及其方法 - Google Patents

全干式高炉炉顶余压发电装置及其方法 Download PDF

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韩渝京
张福明
曹勇杰
马亮
肖慧敏
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Abstract

一种全干式高炉炉顶余压发电装置及其方法，属于钢铁厂高炉煤气余压回收技术领域。该装置包括入口煤气蝶阀(1)、入口煤气眼镜阀(2)、流量计量器(4)、紧急切断阀(5)、调速阀(3)、煤气透平机及发电机(6)、出口煤气眼镜阀(8)、出口煤气蝶阀(9)、煤气旁通阀组(7)组成；入口煤气蝶阀(1)、出口煤气蝶阀(9)和入口煤气眼镜阀(2)、出口煤气眼镜阀(8)安装在高炉煤气出、入口总管上。优点在于，可将高炉煤气中的余热余压全流量回收为电能，并且，回收能量效率高，降低环境噪音，具有很好的节能，降耗作用。

Description

全干式高炉炉顶余压发电装置及其方法
技术领域
本发明属于钢铁厂高炉煤气余压、余热回收技术领域，特别是提供了一种全干式高炉炉顶余压发电装置及其方法，适用于高炉煤气干式除尘工艺的高炉顶压回收领域。
背景技术
钢铁厂的能耗在国民经济能耗中占有很大的比例，节能降耗在钢铁厂生产中显得尤为重要。高炉煤气余压发电装置是钢铁厂炼铁工序关键的节能技术，是国家明确要求推广高炉煤气余压发电技术。近年来，此项技术发展很快，但在工艺选择上还存在着不足，主要包括：
1.目前钢铁厂大部分高炉煤气净化工艺采用湿法、干湿两用，配套的高炉煤气余压发电技术也只停留在湿法或干湿两用工艺，不能实现全干式工艺。
2.高炉煤气余压发电工艺无法全流量回收高炉煤气的余压、余热，大约还有10％的流量不能全部进入高炉煤气余压回收装置，浪费了能源。
3.目前，在工厂布置方面，高炉炉顶余压发电装置安装在封闭的建筑屋内，存在通风不良，具有不安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全干式高炉炉顶余压发电装置及其方法，实现高炉炉顶余压余热的全流量能量回收。
本发明的装置包括入口煤气蝶阀、入口煤气眼镜阀、流量计量器、紧急切断阀、调速阀、煤气透平机及无刷励磁发电机、出口煤气眼镜阀、出口煤气蝶阀、煤气旁通阀组。按照煤气气流方向，入口煤气蝶阀、入口煤气眼镜阀、流量计量器、紧急切断阀依次安装在煤气透平机的入口管道上，调速阀与入口煤气蝶阀并联安装；出口煤气眼镜阀、出口煤气蝶阀依次安装在煤气透平机的出口管道上。入口煤气蝶阀、出口煤气蝶阀和入口煤气眼镜阀、出口煤气眼镜阀作为本装置的可靠切断装置，安装在本装置的高炉煤气出、入口总管上，当装置检修时，起到完全关闭煤气的作用；紧急切断阀是在装置出现重大故障，需要紧急退出运行时，在预定的时间内，快速切断煤气；入口调速阀是透平机的静叶调节不稳定区间内投入使用，这样可以增加静叶调节范围，保证高炉煤气量全部进入到透平机中；煤气透平机是利用高炉煤气在透平机中膨胀推动透平机动叶旋转并推动联轴器上的刷励磁发电机转动发电；旁通阀是当本装置出现重大故障时，入口管道上的紧急切断阀关闭后，高炉煤气通过旁通阀流出装置，保证高炉的炉顶压力。本工艺将上述设备组成一体，露天布置。当需要检修维护时，采用汽车起重工具完成吊装工作。
本装置中流通的介质为高温、高压的高炉煤气，回收的热能比湿法除尘增加25％～30％。
本发明的工艺是高炉煤气炉顶压力全流量回收工艺，将高炉煤气袋式除尘装置送出的高炉煤气经管道输配到本装置的煤气入口，而后依次经过煤气入口蝶阀、煤气入口眼镜阀、紧急切断阀进入高炉煤气透平机内，在透平机内经过膨胀做功，推动无刷励磁发电机转动，将高炉煤气中的内能转化成电能，实现能量回收。能量回收后的高炉煤气由透平机排出，再依次经过煤气出口眼镜阀、煤气出口蝶阀送到钢铁厂煤气管网，供高炉煤气用户使用。高炉煤气通过本装置过程中都是在密闭严实的管道设备中，无煤气外泄，系统可靠、安全。
本发明的装置设置在高炉煤气袋式除尘装置附近，露天设置。本工艺可将高炉煤气中的余热余压全流量回收为电能，具有回收能量效率高，降低环境噪音的优点，可有效缓解当地用户用电高峰期时用电紧张局面，且具有很好的节能，降耗作用，产生很好的社会及经济效益。
附图说明
图1为本装置的结构及其工艺流程图。其中，煤气入口蝶阀1、煤气入口眼镜阀2、启动调速阀3、流量计量器4、紧急切断阀5、煤气透平机及发电机6、煤气旁通阀组7、煤气出口眼镜阀8、煤气出口蝶阀9。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明
由附图看出，经干法除尘净化后的高炉煤气依次经过煤气入口蝶阀1、煤气入口眼镜阀2、紧急切断阀5后进入高炉煤气透平机6内，在透平机内经过膨胀做功，推动无刷励磁发电机转动，将高炉煤气中的内能转化成电能，实现能量回收。能量回收后的高炉煤气由透平机排出，再依次经过煤气出口眼镜阀8、煤气出口蝶阀9送到钢铁厂煤气管网，供高炉煤气用户使用。

Claims (5)

1.一种全干式高炉炉顶余压发电装置，其特征在于，该装置包括入口煤气蝶阀(1)、入口煤气眼镜阀(2)、流量计量器(4)、紧急切断阀(5)、调速阀(3)、煤气透平机及发电机(6)、出口煤气眼镜阀(8)、出口煤气蝶阀(9)、煤气旁通阀组(7)；按照煤气气流方向，入口煤气蝶阀(1)、入口煤气眼镜阀(2)、流量计量器(4)、紧急切断阀(5)依次安装在煤气透平机的入口管道上，调速阀(3)与入口煤气蝶阀(1)并联安装；出口煤气眼镜阀(8)、出口煤气蝶阀(9)依次安装在煤气透平机的出口管道上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，装置入口设置一台调速阀，满足透平机静叶流量线形调节范围。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，装置露天布置。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，发电机为无刷励磁发电机。
5.一种采用权利要求1所述的装置的全干式高炉炉顶余压发电方法，其特征在于，将高炉煤气袋式除尘装置送出的高炉煤气经管道输配到本装置的煤气入口，而后依次经过煤气入口蝶阀、煤气入口眼镜阀、紧急切断阀进入高炉煤气透平机内，在透平机内经过膨胀做功，推动无刷励磁发电机转动，将高炉煤气中的内能转化成电能，实现能量回收；能量回收后的高炉煤气由透平机排出，再依次经过煤气出口眼镜阀、煤气出口蝶阀送到钢铁厂煤气管网，供高炉煤气用户使用。
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