CN103591811B - 一种轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置及其利用方法 - Google Patents

一种轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置及其利用方法 Download PDF

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Abstract

一种轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置及其利用方法，属于蒸汽调质处理设备及使用技术领域，用于对湿饱和蒸汽微过热进行处理及利用。其技术方案是：它利用轧钢加热炉分汽包、蒸汽自动脱水装置、减压微过热装置对轧钢加热炉分汽包的湿饱和蒸汽进行脱水和减压微过热处理，再通过低压补气管道输送到补汽凝汽式汽轮机发电。本发明解决了目前加热炉产生的湿饱和蒸汽无法直接应用于补汽凝汽式汽轮机组进行发电的问题，提高了蒸汽利用率，增加了发电量，节省了大量基本建设的投资，开辟了利用轧钢加热炉产生的湿饱和蒸汽发电的新路，具有显著的经济效益和社会效益。本发明占地小、投资少、见效快、运行成本低，在本行业中有很大的推广应用价值。

Description

一种轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置及其利用方法
技术领域
本发明涉及一种轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置及其利用方法，属于蒸汽调质处理设备及使用技术领域。
背景技术
目前，在烧结余热资源利用的技术中出现了一种烧结余热发电技术，这种发电技术采用效率较高的双压余热锅炉发电技术，即通过双压余热锅炉产生两种压力参数的过热蒸汽，送入补汽凝汽式汽轮机内做功，并拖动相应的发电机进行发电。其中补汽凝汽式汽轮发电机组的汽轮机补汽压力一般在0.3～0.4MPa。
在轧钢生产过程中，加热炉通过汽化冷却会产生一部分湿饱和蒸汽，这部分湿蒸汽的压力较低，一般只能达到0.6MPa，而且含水量大。而钢铁企业生产用低压蒸汽管网的压力一般最低在0.8MPa以上，相对生产用低压蒸汽管网来讲，这种加热炉汽化产生的湿蒸汽无法供入低压蒸汽管网进行综合利用。目前，钢铁企业对这种湿饱和蒸汽的利用主要为以下两种方式：
（1）直接热利用，即直接用于生产厂房内的取暖、就近的食堂和澡堂的生活用汽等。这类利用方法具有时间性和季节性，多数情况下还是排放到大气当中，能源利用效率低。
（2）转化成便于传输的电能进行利用，即通过增加建设蒸汽过热炉和常规汽轮发电机组，将蒸汽转化为较高参数的蒸汽进行常规发电，或者建设配套的饱和蒸汽发电机组进行发电。这类利用方法需要独立建设一套蒸汽过热炉和配套的汽轮发电机组，或者独立建设一套饱和蒸汽发电机组，建设占地和设备投资都比较大，而且受轧钢生产及加热炉运行工况的影响，发电机组的运行也受到影响。
为了能够使加热炉产生的湿饱和蒸汽直接应用于现有的补汽凝汽式汽轮机组，需要一种湿饱和蒸汽处理设备及使用方法以解决上述加热炉产生的饱和蒸汽的合理有效的利用问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置及其利用方法，这种处理装置及其利用方法能够使轧钢加热炉产生的湿饱和蒸汽经过处理后转化为微过热蒸汽，直接应用于现有发电系统的补汽凝汽式汽轮机的补汽系统进行合理利用。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置，它包括轧钢加热炉分汽包、蒸汽输送管道、蒸汽自动脱水装置、减压微过热装置、蒸汽混合三通管、低压补汽管道，轧钢加热炉分汽包通过蒸汽输送管道与蒸汽自动脱水装置连接，减压微过热装置连接在蒸汽自动脱水装置出口后部的蒸汽输送管道上，减压微过热装置通过蒸汽输送管道与蒸汽混合三通管相连接，蒸汽混合三通管与低压补汽管道相连接，低压补气管道与补汽凝汽式汽轮机相连接。
上述轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置，所述蒸汽自动脱水装置包括脱水器、脱水器进口阀门、脱水器出口阀门、脱水器安全阀、水位测量装置、自动排水阀和排水管道，脱水器的进口处和出口处的蒸汽输送管道上分别安装脱水器进口阀门和脱水器出口阀门，脱水器安全阀安装于脱水器顶部，水位测量装置设于脱水器右侧下部与排水管道相连，自动排水阀和排水管道设于脱水器底部。
上述轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置，所述减压微过热装置为可调式减压阀，减压微过热装置后的蒸汽输送管道上安装有防止超压的管道安全阀，在减压微过热装置的前后部连接有蒸汽输送管道旁路。
上述轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置，所述蒸汽输送管道上设有四个蒸汽输送阀门，其中一个蒸汽输送阀门安装于轧钢加热炉分汽包出口处的蒸汽输送管道上，其余三个蒸汽输送阀门分别安装于减压微过热装置的前部、后部及旁路的蒸汽输送管道上，蒸汽输送管道上还设有多个疏水阀，分别安装于蒸汽输送管道的最低处和末端。
上述轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置，所述的轧钢加热炉分汽包上安装有紧急放散阀。
一种轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置的利用方法，包括以下步骤：
a．通过轧钢加热炉分汽包回收轧钢加热炉产生的湿饱和蒸汽；
b．将回收的湿饱和蒸汽通过蒸汽输送管道、蒸汽输送阀门输送至蒸汽自动脱水装置，经过蒸汽自动脱水装置脱水处理后，变为干饱和蒸汽；
c．将脱水处理后形成的干饱和蒸汽输送至安装在蒸汽自动脱水装置后部的减压微过热装置，通过减压微过热装置的作用使干饱和蒸汽变为微过热蒸汽；
d．将微过热蒸汽送入补汽凝汽式汽轮机的低压补汽管道，与低压补汽进行混合，然后送入补汽凝汽式汽轮机进行做功。
上述轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置的利用方法，当补汽凝汽式汽轮机停机时，轧钢加热炉分汽包上的紧急放散阀启动，将轧钢加热炉分汽包的湿饱和蒸汽临时放散；当轧钢加热炉停产时，关闭蒸汽输送阀门将本装置与轧钢加热炉分汽包隔离开。
上述轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置的利用方法，当减压微过热装置前的压力高于脱水器安全阀设定压力时，脱水器安全阀自动开启，进行排汽降压；当减压微过热装置后的压力高于安装在减压微过热装置后蒸汽输送管道上的管道安全阀设定压力时，管道安全阀自动开启，进行排汽降压。
上述轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置的利用方法，蒸汽自动脱水装置内的水位通过水位测量装置进行自动测量，当水位高于设定值时，自动排水阀自动开启，通过排水管道将蒸汽自动脱水装置内的水排出；当水位回零时，自动排水阀自动关闭，自动排水过程结束。
本发明的有益效果是：
本发明通过对轧钢加热炉产生的湿饱和蒸汽进行微过热处理，使加热炉产生的湿饱和蒸汽经过微过热处理后，转化为烧结余热发电机组的补汽凝汽式汽轮机可以直接利用的蒸汽进行发电，提高了蒸汽利用率，增加了发电量，大大节省了建设蒸汽过热炉及其配套的汽轮发电机组或者建设饱和蒸汽发电机组的设备占地和资金投入。本发明开辟了利用轧钢加热炉产生的湿饱和蒸汽发电的新路，节省了大量基本建设的投资，具有显著的经济效益和社会效益。本发明还具有占地小、投资少、见效快、改造实施方便、运行成本低、日常操作管理方便等优点，在本行业中有很大的推广应用价值。
附图说明
    图1是本发明的结构示意图。
图中标记如下：脱水器出口阀门1、脱水器2、脱水器安全阀3、蒸汽输送管道4、蒸汽输送阀门5、紧急放散阀6、轧钢加热炉分汽包7、脱水器进口阀门8、排水管道9、自动排水阀10、水位测量装置11、疏水阀12、减压微过热装置13、低压补汽管道14、蒸汽混合三通管15、发电机16、补汽凝汽式汽轮机17、管道安全阀18、蒸汽自动脱水装置19、主蒸汽20、低压补气21。
具体实施方式
 本发明的轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置包括轧钢加热炉分汽包7、蒸汽输送管道4、蒸汽自动脱水装置19、减压微过热装置13、蒸汽混合三通管15、低压补汽管道14。
图中显示，轧钢加热炉分汽包7通过蒸汽输送管道4与蒸汽自动脱水装置19连接，将轧钢加热炉分汽包7回收的轧钢加热炉产生的湿饱和蒸汽送到蒸汽自动脱水装置19中，轧钢加热炉分汽包7上安装有紧急放散阀。
图中显示，蒸汽自动脱水装置19包括脱水器2、脱水器进口阀门8、脱水器出口阀门1、脱水器安全阀3、水位测量装置11、自动排水阀10和排水管道9。脱水器2的进口处和出口处的蒸汽输送管道4上分别安装脱水器进口阀门8和脱水器出口阀门1，脱水器安全阀3安装于脱水器2顶部，水位测量装置11设于脱水器2右侧下部与排水管道9相连，自动排水阀10和排水管道9设于脱水器2底部。
图中显示，减压微过热装置13为可调式减压阀，用于调整减压后的蒸汽压力。减压微过热装置13连接在蒸汽自动脱水装置19出口后部的蒸汽输送管道4上，减压微过热装置13通过蒸汽输送管道4与蒸汽混合三通管15相连接，蒸汽混合三通管15与低压补汽管道14相连接，低压补气管道14与补汽凝汽式汽轮机17相连接。减压微过热装置13后的蒸汽输送管道4上安装有防止超压的管道安全阀18，在减压微过热装置13的前后部连接有蒸汽输送管道旁路。
图中显示，蒸汽输送管道4上设有四个蒸汽输送阀门5，其中一个蒸汽输送阀门5安装于轧钢加热炉分汽包7出口处的蒸汽输送管道4上，其余三个蒸汽输送阀门5分别安装于减压微过热装置13的前部、后部及旁路的蒸汽输送管道4上。
图中显示，蒸汽输送管道4上还设有多个疏水阀12，其中一个安装于减压微过热装置13的前部的蒸汽输送管道4的末端，也是该管段的最低处，另一个安装于减压微过热装置13的后部的蒸汽输送管道4的最低处，用于本装置投运前系统的疏水和暖管。
本发明的轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置的利用方法，包括以下步骤：
a．通过轧钢加热炉分汽包7回收轧钢加热炉产生的湿饱和蒸汽；
b．将回收的湿饱和蒸汽通过蒸汽输送管道4、蒸汽输送阀门5输送至蒸汽自动脱水装置19，经过蒸汽自动脱水装置19脱水处理后，变为干饱和蒸汽；
c．将脱水处理后形成的干饱和蒸汽输送至安装在蒸汽自动脱水装置19后部的减压微过热装置13，通过减压微过热装置13的作用使干饱和蒸汽变为微过热蒸汽；
d．将微过热蒸汽送入补汽凝汽式汽轮机17的低压补汽管道14，与低压补汽进行混合，然后送入补汽凝汽式汽轮机17进行做功。
当补汽凝汽式汽轮机17停机时，轧钢加热炉分汽包7上的紧急放散阀6启动，将轧钢加热炉的湿饱和蒸汽临时放散，避免影响轧钢加热炉的运行。
当轧钢加热炉停产时，关闭蒸汽输送阀门5将本装置与轧钢加热炉分汽包7隔离开，避免影响补汽凝汽式汽轮机17运行。
当减压微过热装置13前的压力高于脱水器安全阀3设定压力时，脱水器安全阀3自动开启，进行排汽降压，防止脱水器2超压，保证脱水器2的安全。
当减压微过热装置13后的压力高于安装在减压微过热装置13后蒸汽输送管道4上的管道安全阀18设定压力时，管道安全阀18自动开启，进行排汽降压，保证补汽凝汽式汽轮机17的安全。
蒸汽自动脱水装置19内的水位通过水位测量装置11进行自动测量，当水位高于设定值时，自动排水阀10自动开启，通过排水管道9将蒸汽自动脱水装置内19的水排出；当水位回零时，自动排水阀10自动关闭，自动排水过程结束。
本装置投运前，通过开启相应的疏水阀12，进行疏水和暖管。

Claims (9)

1.一种轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置，其特征在于：它包括轧钢加热炉分汽包（7）、蒸汽输送管道（4）、蒸汽自动脱水装置（19）、减压微过热装置（13）、蒸汽混合三通管（15）、低压补汽管道（14），轧钢加热炉分汽包（7）通过蒸汽输送管道（4）与蒸汽自动脱水装置（19）连接，减压微过热装置（13）连接在蒸汽自动脱水装置（19）出口后部的蒸汽输送管道（4）上，减压微过热装置（13）通过蒸汽输送管道（4）与蒸汽混合三通管（15）相连接，蒸汽混合三通管（15）与低压补汽管道（14）相连接，低压补气管道（14）与补汽凝汽式汽轮机（17）相连接。
2.根据权利要求1所述的轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置，其特征在于：所述蒸汽自动脱水装置（19）包括脱水器（2）、脱水器进口阀门（8）、脱水器出口阀门（1）、脱水器安全阀（3）、水位测量装置（11）、自动排水阀（10）和排水管道（9），脱水器（2）的进口处和出口处的蒸汽输送管道（4）上分别安装脱水器进口阀门（8）和脱水器出口阀门（1），脱水器安全阀（3）安装于脱水器（2）顶部，水位测量装置（11）设于脱水器（2）右侧下部与排水管道（9）相连，自动排水阀（10）和排水管道（9）设于脱水器（2）底部。
3.根据权利要求2所述的轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置，其特征在于：所述减压微过热装置（13）为可调式减压阀，减压微过热装置（13）后的蒸汽输送管道（4）上安装有防止超压的管道安全阀（18），在减压微过热装置（13）的前后部连接有蒸汽输送管道旁路。
4.根据权利要求3所述的轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置，其特征在于：所述蒸汽输送管道（4）上设有四个蒸汽输送阀门（5），其中一个蒸汽输送阀门（5）安装于轧钢加热炉分汽包（7）出口处的蒸汽输送管道（4）上，其余三个蒸汽输送阀门（5）分别安装于减压微过热装置（13）的前部、后部及旁路的蒸汽输送管道（4）上，蒸汽输送管道（4）上还设有多个疏水阀（12），分别安装于蒸汽输送管道（4）的最低处和末端。
5.根据权利要求4所述的轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置，其特征在于：所述的轧钢加热炉分汽包（7）上安装有紧急放散阀（6）。
6.一种上述轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置的利用方法，其特征在于：它包括以下步骤：
a．通过轧钢加热炉分汽包（7）回收轧钢加热炉产生的湿饱和蒸汽；
b．将回收的湿饱和蒸汽通过蒸汽输送管道（4）、蒸汽输送阀门（5）输送至蒸汽自动脱水装置（19），经过蒸汽自动脱水装置（19）脱水处理后，变为干饱和蒸汽；
c．将脱水处理后形成的干饱和蒸汽输送至安装在蒸汽自动脱水装置（19）后部的减压微过热装置（13），通过减压微过热装置（13）的作用使干饱和蒸汽变为微过热蒸汽；
d．将微过热蒸汽送入补汽凝汽式汽轮机（17）的低压补汽管道（14），与低压补汽进行混合，然后送入补汽凝汽式汽轮机（17）进行做功。
7.根据权利要求6所述的轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置的利用方法，其特征在于：当补汽凝汽式汽轮机（17）停机时，轧钢加热炉分汽包（7）上的紧急放散阀（6）启动，将轧钢加热炉分汽包（7）的湿饱和蒸汽临时放散；当轧钢加热炉停产时，关闭蒸汽输送阀门（5）将本装置与轧钢加热炉分汽包（7）隔离开。
8.根据权利要求7所述的轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置的利用方法，其特征在于：当减压微过热装置（13）前的压力高于脱水器进口安全阀（8）设定压力时，脱水器进口安全阀（8）自动开启，进行排汽降压；当减压微过热装置（13）后的压力高于安装在减压微过热装置（13）后蒸汽输送管道（4）上的管道安全阀（18）设定压力时，管道安全阀（18）自动开启，进行排汽降压。
9.根据权利要求8所述的轧钢加热炉湿饱和蒸汽微过热处理装置的利用方法，其特征在于：蒸汽自动脱水装置（19）内的水位通过水位测量装置（11）进行自动测量，当水位高于设定值时，自动排水阀（10）自动开启，通过排水管道（9）将蒸汽自动脱水装置（19）内的水排出；当水位回零时，自动排水阀（10）自动关闭，自动排水过程结束。
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Granted publication date: 20150415

Termination date: 20151125