CN104132552A - 一种转炉余热蒸汽综合利用系统及余热利用方法 - Google Patents

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Abstract

一种转炉余热蒸汽综合利用系统，在进入汽轮机前的蒸汽管道一旁增设汽水分离器，从厂区蒸汽母管引入一路过热蒸汽并接入到汽水分离器之前位置的蒸汽管道中，将引入的过热蒸汽与蓄热器产生的饱和蒸汽在进入汽水分离器前进行混合，保证蒸汽有5度以上的过热度并向后输送；在过热蒸汽引入之前的蒸汽管道中增设蓄热器。同时公布了一种转炉余热蒸汽综合利用的方法。本系统正常运行时无需经过汽水分离器，可减小阻力，减小蒸汽经过汽水分离器是的晗降，提高了汽轮发电机的整体效率，还大大降低汽轮机末级叶片水蚀，保证了汽轮机的安全高效运行，同时，解决了5度过热度的过热蒸汽对汽轮机运行安全性的影响，提高了蒸汽参数。

Description

一种转炉余热蒸汽综合利用系统及余热利用方法
技术领域
本发明属于冶金行业，主要涉及冶金行业中转炉余热的综合利用，同时涉及低参数汽轮发电机组机组的应用。
背景技术
我国90％以上的炼钢生产采用转炉炼钢工艺，在转炉炼钢过程中产生大量的高温烟气，温度高达1600℃左右。为了保护转炉烟罩，一般度在烟罩内做盘管，通入软化水带走热量，因此在每个转炉冶炼周期内，都有大量蒸汽产生，而由于转炉冶炼的周期性，这种蒸汽也带有明显的周期性。具体表现在，一般一个转炉液量周期只有三分之一的时间是产生蒸汽的，且这种蒸汽是可以直接利用的，剩余的三分之二的时间产生的是非饱和的蒸汽甚至是汽水混合物，蒸汽压力和产量也波动非常大，这就造成这部分蒸汽非常难以回收利用，绝大多数钢铁企业都对其进行放散，造成大量能源和软水资源的浪费，不符合循环经济的发展要求。
中国在专利CN 101059085 A中提出了一种将转炉间断蒸汽转换成相对连续，压力相对稳定的蒸汽的方案，也就是增设蓄热器，并在蓄热器前增设汽水分离器，并引入了带中间再热的低压饱和蒸汽轮机，使转炉蒸汽可以用来发电。但是方案中存在一系列问题：1、蓄能器前无需设置汽水分离器，因为转炉产汽周期产生的蒸汽是过热蒸汽，无需除水，且蒸汽在经过蓄热器后产出的也是饱和蒸汽，增加汽水分离器没有任何意义，相反还会增大蒸汽压损；2、蓄热器中闪蒸出的蒸汽是饱和蒸汽，在进入汽轮机前由于散热、管道阻力等原因蒸汽中已经带水，对汽轮机安全运行构成威胁；3、由于蒸汽带水比较严重，采用带中间再热的低压饱和蒸汽轮机并不能很好的解决汽轮机末级叶片水蚀问题，且会增加系统的复杂性。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种转炉余热蒸汽综合利用系统，通过管道及相关设备的改进，达到优化蒸汽余热利用效果的目的，并提供一种利用该系统进行余热利用的方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种转炉余热蒸汽综合利用系统，包括转炉蒸汽产生装置、蓄热器、汽水分离器、汽轮机及发电机，其特征在于，
所述转炉蒸汽产生装置产生饱和蒸汽的管口通过蒸汽管道连接到汽轮机的蒸汽进口，且
在进入汽轮机前的蒸汽管道一旁增设汽水分离器，且在汽水分离器及与汽水分离器并列的蒸汽管道上分别设置电动阀门，通过三个电动阀门的切换决定是否需要开启汽水分离器；
从厂区蒸汽母管通过一支管引入一路过热蒸汽并接入到汽水分离器之前位置的蒸汽管道中，并在支管中安装阀门组件，将引入的过热蒸汽与蓄热器产生的饱和蒸汽在进入汽水分离器前进行混合，保证蒸汽有5度以上的过热度并向后输送；
在过热蒸汽引入之前的蒸汽管道中增设至少一组蓄热器；
并在蒸汽管道中设置阀门、流量计及疏水管路和放水管路。
在所述汽水分离器之后的蒸汽管道上引出一支管连接至均压箱。
所述阀门组件包括电动阀、闸阀和截止阀。
一种利用上述转炉余热蒸汽综合利用系统进行余热利用的方法，其特征在于，
在蒸汽管道进入汽轮机前增设一汽水分离器，在转炉蒸汽产生装置产生蒸汽后的蒸汽管道上增设至少一组蓄热器，同时从厂区蒸汽母管引入一路过热蒸汽并接入蓄热器和汽水分离器之间的蒸汽管道中，将过热蒸汽与蓄热器产生的饱和蒸汽在进入汽水分离器前进行充分混合，保证混合后的混合蒸汽有5度以上的过热度，同时在汽水分离器一侧的蒸汽管道上设置阀门形成旁通管路，且当有过热蒸汽引入时，开启旁通管路，关闭汽水分离器，这样可以有效减小蒸汽通过汽水分离器时阻力较大所产生的晗降，当由于某些原因短时间内无过热蒸汽引入时，可关闭旁通管路，饱和蒸汽通过汽水分离器将多余水分分离处理，保证进入汽轮机蒸汽不带水，保证汽轮机正常运行。
本发明的有益效果是：
本系统正常运行时无需经过汽水分离器，可减小阻力，减小蒸汽经过汽水分离器是的晗降，提高了汽轮发电机的整体效率，还大大降低汽轮机末级叶片水蚀，保证了汽轮机的安全高效运行；而短时间内无过热蒸汽引入时，经过汽水分离器处理进行处理，可除去蒸汽带水，保证汽轮发电机组正常运行，保证机组不至停机。解决了转炉蒸汽波动大，参数低，不易利用的难题，解决了普通转炉蒸汽利用系统中转炉蒸汽过热度小，造成的汽轮机末级叶片水蚀问题，同时，解决了5度过热度的过热蒸汽对汽轮机运行安全性的影响，提高了蒸汽参数，提高汽轮发电机组的发电效率和机组运行的安全性。
附图说明
图1为综合利用系统的前半部分。
图2为综合利用系统的后半部分。
图3为过热蒸汽不经过汽水分离器的示意图。
图4为饱和蒸汽经过汽水分离器的示意图。
图中：1转炉蒸汽产生装置，2在蒸汽管道，2’旁通管路，3汽水分离器，4蓄热器，5汽轮机，6发电机。
具体实施方式
如图1和图2所示，
转炉蒸汽产生装置1是转炉炼钢过程中产生可利用蒸汽的装置。
在蒸汽管道2进入汽轮机前增设一汽水分离器3，在转炉蒸汽产生装置1产生蒸汽后的蒸汽管道上增设至少一组蓄热器4，同时从厂区蒸汽母管引入一路过热蒸汽并接入蓄热器和汽水分离器之间的蒸汽管道2中，并在支管中设置电动阀、闸阀和截止阀，用于控制过热蒸汽的输入量。将过热蒸汽与蓄热器产生的饱和蒸汽在进入汽水分离器前进行充分混合，保证混合后的混合蒸汽有5度以上的过热度，同时在汽水分离器3一侧的蒸汽管道上设置阀门形成旁通管路2’，其实质为蒸汽管道的一部分，起到的是旁路的作用，该旁通管路与汽水分离器是一个二选一的关系。
当有过热蒸汽引入时，开启旁通管路，关闭汽水分离器，如图3所示，这样可以有效减小蒸汽通过汽水分离器时阻力较大所产生的晗降。
当由于某些原因短时间内无过热蒸汽引入时，可关闭旁通管路2’，如图4所示，饱和蒸汽通过汽水分离器3将多余水分分离处理，保证进入汽轮机5蒸汽不带水，保证汽轮机正常运行。汽轮机的转动带动与之连接的发电机6的作用，进行发电。
为配合稳定而有效的向汽轮机输送蒸汽，在蒸汽管道中设置阀门、流量计及疏水管路和放水管路，用于监控、反馈和调整蒸汽管道中蒸汽的状态。并在所述汽水分离器之后的蒸汽管道上引出一支管至均压箱，用于平衡蒸汽管道中的蒸汽压力，提高安全性能。
本系统正常运行时无需经过汽水分离器，可减小阻力，减小蒸汽经过汽水分离器是的晗降，提高了汽轮发电机的整体效率，还大大降低汽轮机末级叶片水蚀，保证了汽轮机的安全高效运行；而短时间内无过热蒸汽引入时，经过汽水分离器处理，可除去蒸汽带水，保证汽轮发电机组正常运行，保证机组不至停机。
关于汽轮机产生的乏汽的处理路径及方法为现有技术，不在赘述。

Claims (4)

1.一种转炉余热蒸汽综合利用系统，包括转炉蒸汽产生装置、蓄热器、汽水分离器、汽轮机及发电机，其特征在于，
所述转炉蒸汽产生装置产生饱和蒸汽的管口通过蒸汽管道连接到汽轮机的蒸汽进口，且
在进入汽轮机前的蒸汽管道一旁增设汽水分离器，且在汽水分离器及与汽水分离器并列的蒸汽管道上分别设置电动阀门，通过电动阀门的切换决定是否需要开启汽水分离器；
厂区蒸汽母管通过一支管引入一路过热蒸汽并接入到汽水分离器之前位置的蒸汽管道中，并在支管中安装阀门组件，将引入的过热蒸汽与蓄热器产生的饱和蒸汽在进入汽水分离器前进行混合，保证蒸汽有5度以上的过热度并向后输送；
在过热蒸汽引入之前的蒸汽管道中增设至少一组蓄热器；
并在蒸汽管道中设置阀门、流量计、疏水管路和放水管路。
2.根据权利要求1所述的一种转炉余热蒸汽综合利用系统，其特征是，在所述汽水分离器之后的蒸汽管道上引出一支管并连接到均压箱。
3.根据权利要求1所述的一种转炉余热蒸汽综合利用系统，其特征是，所述阀门组件包括电动阀、闸阀和截止阀。
4.一种利用权利要求1至3中任一项所述的转炉余热蒸汽综合利用系统进行余热利用的方法，其特征在于，
在蒸汽管道进入汽轮机前增设一汽水分离器，在转炉蒸汽产生装置产生蒸汽后的蒸汽管道上增设至少一组蓄热器，同时从厂区蒸汽母管引入一路过热蒸汽并接入蓄热器和汽水分离器之间的蒸汽管道中，将过热蒸汽与蓄热器产生的饱和蒸汽在进入汽水分离器前进行充分混合，使得混合后的混合蒸汽有5度以上的过热度，同时在汽水分离器一侧的蒸汽管道上设置阀门形成旁通管路；且当有过热蒸汽引入时，开启旁通管路，关闭汽水分离器，减小蒸汽通过汽水分离器时阻力较大所产生的晗降；当短时间内无过热蒸汽引入时，关闭旁通管路，饱和蒸汽通过汽水分离器将多余水分分离处理，保证进入汽轮机蒸汽不带水，保证汽轮机正常运行。
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