CN103409590B - 一种利用中压饱和过热蒸汽的发电系统 - Google Patents

一种利用中压饱和过热蒸汽的发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用中压饱和过热蒸汽的发电系统，包括加热炉以及汽轮机；各炼钢余热锅炉将其转炉蓄热器内的饱和蒸汽输送至加热炉进行加热，加热为过热蒸汽，加热炉将过热蒸汽输送至汽轮机进行发电；汽轮机的出口与凝汽器相连，各炼钢余热锅炉除氧器通过各自内部的水泵将除氧水输送至各炼钢余热锅炉中，形成水循环。本发明将转炉生产的饱和蒸汽经加热炉过热后蒸汽的温度品质能够得到保证，并入汽轮机发电，性能稳定可靠，不会产生蒸汽浪费的现象；其次，经过汽轮机发电后，又经余热电站除盐水箱输送回炼钢余热锅炉，形成水循环，使得炼钢产生的富余蒸汽得以全部回收利用，达到节能减排和资源优化利用的目的。

Description

一种利用中压饱和过热蒸汽的发电系统
技术领域
本发明属于余热发电领域，涉及一种利用蒸汽的发电系统，尤其是一种利用中压饱和过热蒸汽的发电系统。
背景技术
目前，钢铁企业中，炼钢转炉与其配套的余热锅炉可产生1.7MPa、170～180℃的饱和蒸汽60t/h，这些蒸汽冬季全部用于供暖及生产，其余季节除少部分（约10t/h）用于炼钢外，其它全部排空，造成资源大量浪费。另外，烧结余热锅炉配套的汽轮机现在运行工况为平均发电14～15MW，而额定功率为25MW，达不到满负荷发电。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种利用中压饱和过热蒸汽的发电系统，该系统将中压饱和蒸汽通过加热炉进行过热，使蒸汽达到相应的过热度后送入汽轮机做功发电，使汽轮机达到满负荷发电的同时，还达到了节能减排和资源优化利用的目的。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括加热炉以及汽轮机；炼钢余热锅炉的转炉蓄热器的出口通过管道与加热炉的蒸汽入口相连通，加热炉上的蒸汽出口通过管道与汽轮机的进气口相连通；各炼钢余热锅炉将其转炉蓄热器内的饱和蒸汽输送至加热炉加热为过热蒸汽，加热炉将过热蒸汽输送至汽轮机进行发电；汽轮机的出口与凝汽器相连，凝汽器将汽轮机排出的气体凝结成水，并输送到热水井中，热水井的出口安装有变频凝泵，变频凝泵将凝结水输送到余热电站除盐水箱中；余热电站除盐水箱通过变频加压泵将除盐水分别输送至各炼钢余热锅炉除氧器中，各炼钢余热锅炉除氧器通过各自内部的水泵将除氧水输送至各炼钢余热锅炉中，形成水循环。
所述的加热炉包括炉膛，以及设置在炉膛内的过热器和空气预热器；过热器为设置在炉膛内的换热管道，该换热管道的一端通入饱和蒸汽，饱和蒸汽在过热器内加热，变为过热蒸汽，过热蒸汽从换热管道的另一端输出至汽轮机；加热炉的下部开设煤气入口，鼓风机将空气送入空气预热器中进行预热，预热后的空气与煤气混合后从煤气入口进入加热炉内进行燃烧，对过热器进行加热；加热炉的上部安装有用于排出废气的烟筒。
所述加热炉与汽轮机之间设置有发电并汽缸；发电并汽缸的进气口与加热炉的蒸汽出口相连通，过热蒸汽通过发电并汽缸输送到汽轮机内做功发电。
所述的加热炉上还设置有循环风机，循环风机从烟筒抽取低温废气送入加热炉的炉膛内，对炉膛内的温度进行控制。
所述的加热炉上还设置有在突然故障时快速关闭燃料阀门的MFT保护系统。
所述的加热炉上还安装有用于观察加热炉运行参数以调整其运行工况仪表系统以及自控控制系统。
所述炼钢余热锅炉的转炉蓄热器的出口与加热炉的蒸汽入口之间还设置有炼钢余热锅炉并汽缸以及汽水分离器；炼钢余热锅炉并汽缸的进气口与各炼钢余热锅炉转炉蓄热器的出口相连通，炼钢余热锅炉并汽缸的出口与汽水分离器的入口相连通；汽水分离器的液体出口与疏水箱相连，气体出口与加热炉的蒸汽入口相连通。
所述炼钢余热锅炉并汽缸的出口分为两路，一路与汽水分离器的入口相连通，另一路将饱和蒸汽作为炼钢用汽与炼钢锅炉的进气口相连。
所述热水井出口处的变频凝泵将凝结水分别送入锅炉除氧器和余热电站除盐水箱中。
所述余热电站除氧水箱中的除盐水通过变频加压泵先输送至个炼钢余热锅炉的除盐水箱中，再由各炼钢余热锅炉内部的水泵将除盐水箱送入各炼钢余热锅炉除氧器中。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明将转炉生产的饱和蒸汽经加热炉过热后蒸汽的温度品质能够得到保证，并入汽轮机发电，性能稳定可靠，不会产生蒸汽浪费的现象；其次，经过汽轮机发电后，又经余热电站除盐水箱输送回炼钢余热锅炉，形成水循环，使得炼钢产生的富余蒸汽得以全部回收利用，达到节能减排和资源优化利用的目的；最后，过热蒸汽送入到汽轮机中，使余热发电机组达到满负荷发电，使发电机组能够对能源进行充分的利用。
附图说明
图1为本发明的水循环流程图；
图2为本发明的系统结构示意图。
其中：1为加热炉；2为汽轮机；3为炼钢余热锅炉并汽缸；4为汽水分离器；5为发电并汽缸；6为热水井；7为变频凝泵；8为余热电站除盐水箱；9为变频加压泵；10为过热器；11为煤气入口；12为空气预热器；13为烟筒；14为循环风机；15为鼓风机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1和图2，本发明包括加热炉1以及汽轮机2；炼钢余热锅炉的转炉蓄热器的出口通过管道与加热炉1的蒸汽入口相连通，炼钢余热锅炉的转炉蓄热器的出口与加热炉1的蒸汽入口之间还设置有炼钢余热锅炉并汽缸3以及汽水分离器4；炼钢余热锅炉并汽缸3的进气口与各炼钢余热锅炉转炉蓄热器的出口相连通，炼钢余热锅炉并汽缸3的出口分为两路，一路与汽水分离器4的入口相连通，另一路将饱和蒸汽作为炼钢用汽与炼钢锅炉的进气口相连；汽水分离器4的液体出口与疏水箱相连，气体出口与加热炉1的蒸汽入口相连通；加热炉1上的蒸汽出口通过管道与汽轮机2的进气口相连通，加热炉1的蒸汽出口与汽轮机2进气口之间设置有发电并汽缸5；发电并汽缸5的进气口与加热炉的蒸汽出口相连通，过热蒸汽发电并汽缸5输送到汽轮机2内做功发电；各炼钢余热锅炉将其转炉蓄热器内的饱和蒸汽输送至加热炉1加热为过热蒸汽，加热炉1将过热蒸汽输送至汽轮机进行发电；汽轮机2的出口与凝汽器相连，凝汽器将汽轮机2排出的气体凝结成水，并输送到热水井6中，热水井6的出口安装有变频凝泵7，热水井6出口处的变频凝泵7将凝结水分别送入锅炉除氧器和余热电站除盐水箱8中，余热电站除氧水箱8中的除盐水通过变频加压泵9先输送至个炼钢余热锅炉的除盐水箱中，再由各炼钢余热锅炉内部的水泵将除盐水箱送入各炼钢余热锅炉除氧器中；各炼钢余热锅炉除氧器通过各自内部的水泵将除氧水输送至各炼钢余热锅炉中，形成水循环。
加热炉1包括炉膛，以及设置在炉膛内的过热器10和空气预热器12；过热器10为设置在炉膛内的换热管道，该换热管道的一端通入饱和蒸汽，饱和蒸汽在过热器10内加热，变为过热蒸汽，过热蒸汽从换热管道的另一端输出至汽轮机2；加热炉1的下部开设煤气入口11，鼓风机15将空气送入空气预热器12中进行预热，预热后的空气与煤气混合后从煤气入口11进入加热炉1内进行燃烧，对过热器1进行加热；加热炉1的上部安装有用于排出废气的烟筒13；加热炉1上还设置有循环风机14，循环风机14从烟筒13抽取低温废气送入加热炉1的炉膛内，对炉膛内的温度进行控制；加热炉1上还设置有在突然故障时快速关闭燃料阀门的MFT保护系统；加热炉1上还安装有用于观察加热炉1运行参数以调整其运行工况仪表系统以及自控控制系统。
本发明的原理：
（1）设置加热炉
设计燃烧高炉煤气的加热炉，当高炉煤气进入加热炉后，过热器吸收高炉煤气燃烧放出的热量将炼钢输送过来的饱和蒸汽加热至1.7MPa、360℃的过热蒸汽输送至汽轮机做功发电。另外当转炉停止运行时，可关闭加热炉。
（2）设计锅炉燃烧所需的鼓风机、再循环风机系统；锅炉燃烧需要燃料和空气，这就要设计送风机输送空气，使燃料和空气在炉膛中进行充分燃烧，燃烧后会产生废气再通过烟筒排出。如果在燃烧过程中炉膛温度难以控制时（比较高，会使过热器烧坏）用再循环风机从烟筒上部抽取部分低温废气对炉膛进行温度控制以防止过热器烧坏（在锅炉低负荷时，蒸汽量较少时）。炉膛火焰检测系统；仪表、自控控制系统；汽水系统；MFT保护系统
（3）炉膛火焰检测系统用以连续观察炉膛火焰燃烧情况，以及时调整燃料和空气（如果燃料和空气调整不及时会造成加热炉不充分燃烧而浪费燃料）。此外在炉膛火焰突然灭火时使锅炉MFT保护系统动作，防止突然来气锅炉爆炸。
（4）仪表、自控控制系统用以观察各种运行参数，以及调整运行工况。
（5）设计MFT保护系统在突然故障时快速关闭燃料阀门，防止发生事故。
（6）汽水系统
将炼钢来汽通过管道输送至锅炉过热蒸汽管道进行加热，达到额定工况后输送至汽轮机做功发电，做完功后的乏汽通过凝汽器凝结成水通过变频加压泵输送至炼钢余热锅炉。
本发明的工作过程：
（1）炼钢6台余热锅炉产生的饱和蒸汽经过管道汇集及至并汽缸（集汽箱）
（2）并汽缸饱和蒸汽经过出口阀门、蒸汽管道输送至加热炉阀门前，经阀门进入加热炉过热蒸汽管道中，经过加热炉过热达到1.7MPa、360℃的过热蒸汽发电厂过热蒸汽并汽缸（集汽箱）和来自400#、265#余热锅炉的过热蒸汽相混合，经管道输送至汽轮机发电，做完工的乏汽通过凝汽器凝结成凝结水汇集在热水井中，通过变频凝结水泵分别输送至400#、265#余热锅炉除氧器及化学除氧水箱。
（3）化学除氧水箱中的凝结水通过变频管道加压泵输送至炼钢除氧器，经除氧后输送至炼钢余热锅炉。
（4）因为炼钢距发电厂距离较远，需要设计为变频管道加压泵才能将凝结水输送至炼钢除氧器。

Claims (8)

1.一种利用中压饱和过热蒸汽的发电系统，其特征在于：包括加热炉（1）以及汽轮机（2）；炼钢余热锅炉的转炉蓄热器的出口通过管道与加热炉（1）的蒸汽入口相连通，加热炉（1）上的蒸汽出口通过管道与汽轮机（2）的进气口相连通；各炼钢余热锅炉将其转炉蓄热器内的饱和蒸汽输送至加热炉（1）加热为过热蒸汽，加热炉（1）将过热蒸汽输送至汽轮机进行发电；汽轮机（2）的出口与凝汽器相连，凝汽器将汽轮机（2）排出的气体凝结成水，并输送到热水井（6）中，热水井（6）的出口安装有变频凝泵（7），变频凝泵（7）将凝结水输送到余热电站除盐水箱（8）中；余热电站除盐水箱（8）通过变频加压泵（9）将除盐水分别输送至各炼钢余热锅炉除氧器中，各炼钢余热锅炉除氧器通过各自内部的水泵将除氧水输送至各炼钢余热锅炉中，形成水循环；
所述的加热炉（1）包括炉膛，以及设置在炉膛内的过热器（10）和空气预热器（12）；过热器（10）为设置在炉膛内的换热管道，该换热管道的一端通入饱和蒸汽，饱和蒸汽在过热器（10）内加热，变为过热蒸汽，过热蒸汽从换热管道的另一端输出至汽轮机（2）；加热炉（1）的下部开设煤气入口（11），鼓风机（15）将空气送入空气预热器（12）中进行预热，预热后的空气与煤气混合后从煤气入口（11）进入加热炉（1）内进行燃烧，对过热器（10）进行加热；加热炉（1）的上部安装有用于排出废气的烟筒（13）；
所述的加热炉（1）上还设置有循环风机（14），循环风机（14）从烟筒（13）抽取低温废气送入加热炉（1）的炉膛内，对炉膛内的温度进行控制。
2.根据权利要求1所述的利用中压饱和过热蒸汽的发电系统，其特征在于：所述加热炉（1）与汽轮机（2）之间设置有发电并汽缸（5）；发电并汽缸（5）的进气口与加热炉的蒸汽出口相连通，过热蒸汽通过发电并汽缸（5）输送到汽轮机（2）内做功发电。
3.根据权利要求2所述的利用中压饱和过热蒸汽的发电系统，其特征在于：所述的加热炉（1）上还设置有在突然故障时快速关闭燃料阀门的MFT保护系统。
4.根据权利要求2所述的利用中压饱和过热蒸汽的发电系统，其特征在于：所述的加热炉（1）上还安装有用于观察加热炉（1）运行参数以调整其运行工况仪表系统以及自控控制系统。
5.根据权利要求1所述的利用中压饱和过热蒸汽的发电系统，其特征在于：所述炼钢余热锅炉的转炉蓄热器的出口与加热炉（1）的蒸汽入口之间还设置有炼钢余热锅炉并汽缸（3）以及汽水分离器（4）；炼钢余热锅炉并汽缸（3）的进气口与各炼钢余热锅炉转炉蓄热器的出口相连通，炼钢余热锅炉并汽缸（3）的出口与汽水分离器（4）的入口相连通；汽水分离器（4）的液体出口与疏水箱相连，气体出口与加热炉（1）的蒸汽入口相连通。
6.根据权利要求5所述的利用中压饱和过热蒸汽的发电系统，其特征在于：所述炼钢余热锅炉并汽缸（3）的出口分为两路，一路与汽水分离器（4）的入口相连通，另一路将饱和蒸汽作为炼钢用汽与炼钢锅炉的进气口相连。
7.根据权利要求1所述的利用中压饱和过热蒸汽的发电系统，其特征在于：所述热水井（6）出口处的变频凝泵（7）将凝结水分别送入锅炉除氧器和余热电站除盐水箱（8）中。
8.根据权利要求1所述的利用中压饱和过热蒸汽的发电系统，其特征在于：所述余热电站除氧水箱（8）中的除盐水通过变频加压泵（9）先输送至个炼钢余热锅炉的除盐水箱中，再由各炼钢余热锅炉内部的水泵将除盐水箱送入各炼钢余热锅炉除氧器中。
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