CN103696817B - 一种利用熔融钢渣热能发电装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种利用熔融钢渣热能发电装置和方法，通过给闷渣排蒸汽管路上，加设三通和阀门，对蒸汽进行回收。回收后的蒸汽通过加压后水化放热给有机低温介质提供热量，使其汽化进入汽轮机做功，实现低温余热发电效果。对钢渣的热能进行回收和利用，既可以为钢铁企业的节能减排做出贡献，也会为企业创造大量效益。与现有的技术相比，本发明的有益效果是：通过对闷渣蒸汽余热的回收和利用实现有机朗肯循环系统低温发电，充分利用钢渣的热能转化为电能，既使钢渣中的热能得到有效利用，符合节能减排的国家政策，同时也会给企业带来可观的经济效益。该系统运行成本低，设备维护简单，可以在现有的闷渣生产线进行改造实现，有很好的推广前景。

Description

一种利用熔融钢渣热能发电装置和方法

技术领域

本发明涉及一种冶金行业的能源利用方法，尤其是一种利用熔融钢渣热能进行发电的装置和方法。

背景技术

钢渣热闷法是利用钢渣余热，在有盖的渣坑或容器内喷入冷却水后形成蒸汽，使钢渣膨胀冷缩达到钢渣粉化和渣铁分离的效果。不仅方便回收钢渣中的金属铁，还能使处理后的钢渣安定性得到很大提高，变废为宝，可作为钢渣水泥、钢渣砖等原料。

世界上最先进、有效、经济的利用工业低温热能技术是基于有机朗肯循环热力发电系统。有机朗肯循环（简称ORC）低温余热发电技术特点是：不用水作为工作介质，而是使用低沸点的有机物为介质来吸收废气余热汽化，进入汽轮机膨胀做功，如果气态热源温度超过130℃，或者液态热源温度超过50℃，ORC系统就能利用这个低温热源发出有利用价值的电能。

炼钢产生的熔融态钢渣在1600℃左右，含有大量热能，目前的闷渣工艺，这部分热能基本被完全浪费，而且还消耗了大量的生产用水。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用熔融钢渣热能发电装置和方法，将钢渣热闷与有机朗肯循环系统结合，在新建的闷渣生产线或在现有闷渣生产线进行改造，通过给闷渣排蒸汽管路上，加设三通和阀门，对蒸汽进行回收。回收后的蒸汽通过加压后水化放热给有机低温介质提供热量，使其汽化进入汽轮机做功，实现低温余热发电效果。对钢渣的热能进行回收和利用，既可以为钢铁企业的节能减排做出巨大贡献，同时也会为企业创造大量效益。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种利用熔融钢渣热能发电装置，包括闷渣装置、蒸汽收集管道、引风机、烟筒、蒸汽加压风机、中水补充管路、工质冷却池、工质冷凝器、冷凝器回水管、平流沉淀池、吸水池、供水泵房、蒸发器回水管、工质蒸发器、蒸汽水化池、蒸汽水化排管、工质加压泵、透平发电机组，其特征在于，所述的蒸汽收集管道出口通过三通左侧与引风机连接，右侧与蒸汽加压风机连接，引风机与烟筒连接；蒸汽加压风机通过管路与蒸汽水化池连接，蒸 汽水化排管设置在蒸汽水化池下部，蒸汽水化池出水口与工质蒸发器连接，工质蒸发器通过蒸发器回水管道与闷渣供水泵站连接，中水补充管路通过管线与蒸汽水化池进水口连接，中水补充管路与工质冷却池连接，工质蒸发器与透平发电机组连接，工质冷凝器与透平发电机组连接。

熔融钢渣热能发电的方法，钢渣热闷与有机朗肯循环系统结合，对钢渣的热能进行回收和利用，具体操作步骤如下：

1）闷渣装置产生的蒸汽通过蒸汽收集管道收集，在蒸汽收集管道上加装三通和阀门，形成两路蒸汽通道，一路经阀门导入引风机经烟筒排入大气，另一路经阀门送入蒸汽加压风机；

2）加压后排入蒸汽水化池的蒸汽水化排管，经过蒸汽水化池的水通过管路送入工质蒸发器，工质蒸发器将水通过蒸发器回水管道连接到闷渣供水泵站；

3）工质冷却池入水口连接中水补充管路，工质冷却池出水口经冷凝器回水管连接闷渣供水泵站；

4)有机工质在工质冷凝器中冷凝经过工质加压泵回到工质蒸发器中，回收后的蒸汽通过加压后水化放热给有机低温介质提供热量，利用钢渣的热能转化为电能，有机工质在蒸发器中蒸发连接透平发电机组进行发电。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

通过对闷渣蒸汽余热的回收和利用实现ORC低温发电，充分利用钢渣的热能转化为电能，既使钢渣中的热能得到有效利用，符合节能减排的国家政策，同时也会给企业带来可观的经济效益。该系统运行成本低，设备维护简单，可以在现有的闷渣生产线进行改造实现，有很好的推广前景。

附图说明

图1是本发明的结构图。

1-闷渣装置 2-蒸汽收集管道 3-引风机 4-烟筒 5-蒸汽加压风机 6-中水补充管路 7-工质冷却池 8-工质冷凝器 9-冷凝器回水管 10-平流沉淀池 11-吸水池 12-供水泵房 13-蒸发器回水管 14-工质蒸发器 15-蒸汽水化池 16-蒸汽水化排管 17-工质加压泵 18-透平发电机组 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：

如图1所示，一种利用熔融钢渣热能发电装置，由闷渣装置1、蒸汽收集管道2、引风机3、烟筒4、蒸汽加压风机5、中水补充管路6、工质冷却池7、工质冷凝器8、冷凝器回水管9、平流沉淀池10、吸水池11、供水泵房12、蒸发器回水管13、工质蒸发器14、蒸汽水化池15、蒸汽水化排管16、工质加压泵17和透平发电机组18组成，所述的蒸汽收集管道2出口通过三通左侧与引风机3连接，右侧与蒸汽加压风机5连接，引风机3与烟筒4连接；蒸汽加压风机5通过管路与蒸汽水化池15连接，蒸汽水化排管16设置在蒸汽水化池15下部，蒸汽水化池15出水口与工质蒸发器14连接，工质蒸发器14通过蒸发器回水管道13与闷渣供水泵站12连接，中水补充管路6通过管线与蒸汽水化池15进水口连接，中水补充管路6与工质冷却池7连接，工质蒸发器14与透平发电机组连接，工质冷凝器与透平发电机组连接。

利用熔融钢渣热能发电的方法，是钢渣热闷与有机朗肯循环系统结合，对钢渣的热能进行回收和利用，具体操作步骤如下：

1）闷渣装置产生的蒸汽通过蒸汽收集管道2收集，在蒸汽收集管道2上加装三通和阀门，形成两路蒸汽通道，一路经阀门导入引风机3经烟筒4排入大气，另一路经阀门送入蒸汽加压风机5，加压后排入蒸汽水化池15的蒸汽水化排管16；

2）经过蒸汽水化池15的水通过管路送入工质蒸发器14，工质蒸发器14将水通过蒸发器回水管道13连接到闷渣供水泵站12；

3）工质冷却池7入水口连接中水补充管路6，工质冷却池7出水口经冷凝器回水管9连接闷渣供水泵站；

4)有机工质在工质冷凝器8中冷凝经过工质加压泵17回到工质蒸发器14中，回收后的蒸汽通过加压后水化放热给有机低温介质提供热量，利用钢渣的热能转化为电能，有机工质在蒸发器14中蒸发并通过透平发电机组18进行发电。

在闷渣排蒸汽管道上加设三通和阀门回收闷渣蒸汽，闷渣过程产生的蒸汽通过加压给有机朗肯循环系统有机工质提供热能，使之蒸发用于发电，蒸法器回水和冷凝器回水接入闷渣供水，不增加生产用水量，既可以配套新建闷渣生产线，也可在原有闷渣生产线改造实现，不影响生产。

Claims (2)

1.一种利用熔融钢渣热能发电装置，包括闷渣装置、蒸汽收集管道、引风机、烟筒、蒸汽加压风机、中水补充管路、工质冷却池、工质冷凝器、冷凝器回水管、平流沉淀池、吸水池、供水泵房、蒸发器回水管、工质蒸发器、蒸汽水化池、蒸汽水化排管、工质加压泵、透平发电机组，其特征在于，所述的蒸汽收集管道出口通过三通一侧与引风机连接，另一侧与蒸汽加压风机连接，引风机与烟筒连接；蒸汽加压风机通过管路与蒸汽水化池连接，蒸汽水化排管设置在蒸汽水化池下部，蒸汽水化池出水口与工质蒸发器连接，工质蒸发器通过蒸发器回水管道与闷渣供水泵站连接，中水补充管路通过管线与蒸汽水化池进水口连接，中水补充管路与工质冷却池连接，工质蒸发器与透平发电机组连接，工质冷凝器与透平发电机组连接。

2.采用权利要求1所述利用熔融钢渣热能发电装置进行熔融钢渣热能发电的方法，其特征在于，钢渣热闷与有机朗肯循环系统结合，对钢渣的热能进行回收和利用，具体操作步骤如下：

1)闷渣装置产生的蒸汽通过蒸汽收集管道收集，在蒸汽收集管道上加装三通和阀门，形成两路蒸汽通道，一路经阀门导入引风机经烟筒排入大气，另一路经阀门送入蒸汽加压风机，加压后排入蒸汽水化池的蒸汽水化排管；

2)经过蒸汽水化池的水通过管路送入工质蒸发器，工质蒸发器将水通过蒸发器回水管道连接到闷渣供水泵站；

3)工质冷却池通过中水补充管路补充水，工质冷却池出水口经冷凝器回水管连接闷渣供水泵站；

4)有机工质在工质冷凝器中冷凝经过工质加压泵回到工质蒸发器中，回收后的蒸汽通过加压后水化放热给有机低温介质提供热量，利用钢渣的热能转化为电能，有机工质在蒸发器中蒸发连接透平发电机组进行发电。