CN108018395B - 转炉煤气放散塔系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种转炉煤气放散塔系统，包括：转炉煤气放散塔；多相换热集热系统，包括外部集热层、内部集热层、定日镜和换热翅片，定日镜设置在临近转炉煤气放散塔的厂房屋顶，定日镜能将太阳光折射至外部集热层，内部集热层设置在转炉煤气放散塔外壁上部，内部集热层能够吸收转炉煤气放散塔的燃烧热能，外部集热层间隔套设在内部集热层外，外部集热层能够吸收太阳能热，换热翅片设置在外部集热层和内部集热层之间，换热翅片能够与外部集热层以及内部集热层换热；换热管路，与换热翅片连接，换热管路中的换热介质能与换热翅片换热后汽化；蒸汽发电组件，与换热管路的蒸汽出口连接并能够发电。本发明能提高转炉煤气能量利用率。

Description

转炉煤气放散塔系统
技术领域
本发明涉及转炉煤气处理装置，具体是一种转炉煤气放散塔系统。
背景技术
转炉煤气放散塔包括放散塔钢结构，放散塔煤气管道，点火放散头。转炉煤气放散塔是钢铁厂处理无法回收的转炉煤气最常用设备。目前的转炉煤气放散塔对未达标转炉煤气采用高空明火放散方式。大型钢铁厂转炉煤气的回收率41.6％左右，可以发现大量的转炉煤气被烧掉，造成转炉煤气的浪费。
发明内容
本发明提供了一种转炉煤气放散塔系统，能够达到合理利用转炉煤气资源的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种转炉煤气放散塔系统，包括：转炉煤气放散塔；多相换热集热系统，包括外部集热层、内部集热层、定日镜和换热翅片，定日镜设置在临近转炉煤气放散塔的厂房屋顶，定日镜能够将太阳光折射至外部集热层，内部集热层设置在转炉煤气放散塔外壁上部，内部集热层能够吸收转炉煤气放散塔的燃烧热能，外部集热层间隔套设在内部集热层外，外部集热层能够吸收太阳能热，换热翅片设置在外部集热层和内部集热层之间，换热翅片能够与外部集热层以及内部集热层换热；换热管路，与换热翅片连接，换热管路中的换热介质能够与换热翅片换热后汽化；蒸汽发电组件，与换热管路的蒸汽出口连接并能够发电。
进一步地，换热管路包括给水管路和蒸汽管路，给水管路的入口端与给水组件连接，给水管路的出口端与换热翅片的入口连接，蒸汽管路的入口端与换热翅片的出口连接，蒸汽管路的出口端与蒸汽发电组件连接。
进一步地，蒸汽发电组件包括汽轮机和发电机，汽轮机与蒸汽管路的出口端连接，汽轮机能够在蒸汽的推动下转动，发电机的输入轴与汽轮机的输出轴连接。
进一步地，发电机与输电网连接，在发电机与输电网之间设置有变电箱。
进一步地，给水组件包括给水箱和给水泵，给水管路的入口端与给水箱连接，给水泵设置在给水管路上，且给水泵位于换热翅片与给水箱之间。
进一步地，给水管路上设置有第一换热器。
进一步地，汽轮机具有蒸汽出口，转炉煤气放散塔系统还包括蒸汽回汽管路，蒸汽回汽管路的入口与蒸汽出口连接，蒸汽回汽管路的出口与给水箱连接。
进一步地，蒸汽回汽管路上设置有第二换热器。
进一步地，蒸汽回汽管路上设置有回液泵。
进一步地，定日镜为多块，间隔设置在厂房屋顶上。
本发明的有益效果是，通过设置多相换热集热系统，可以通过外部集热层吸收太阳能热能，通过内部集热层吸收燃烧热能，并通过换热翅片对换热管路中的换热介质进行加热，以使换热介质汽化并用于驱动汽轮机转动发电，从而达到合理利用转炉煤气燃烧热能的目的。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中多相换热集热系统的剖视结构示意图；
图3为图2的横截面示意图。
图中附图标记：10、转炉煤气放散塔；21、外部集热层；22、定日镜；23、换热翅片；24、内部集热层；30、蒸汽发电组件；31、汽轮机；32、发电机；33、输电网；34、变电箱；41、给水管路；42、蒸汽管路；43、给水箱；44、给水泵；45、蒸汽回汽管路；46、回液泵；51、第一换热器；52、第二换热器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种转炉煤气放散塔系统，包括：转炉煤气放散塔10、多相换热集热系统、换热管路和蒸汽发电组件30。多相换热集热系统，包括外部集热层21、内部集热层24、定日镜22和换热翅片23，定日镜22设置在临近转炉煤气放散塔10的厂房屋顶，定日镜22能够将太阳光折射至外部集热层21，内部集热层24设置在转炉煤气放散塔10外壁上部，内部集热层24能够吸收转炉煤气放散塔10的燃烧热能，外部集热层21间隔套设在内部集热层24外，外部集热层21能够吸收太阳能热，换热翅片23设置在外部集热层21和内部集热层24之间，换热翅片23能够与外部集热层21以及内部集热层24换热；换热管路，与换热翅片23连接，换热管路中的换热介质能够与换热翅片23换热后汽化。蒸汽发电组件30，与换热管路的蒸汽出口连接并能够发电。
通过设置多相换热集热系统，可以通过外部集热层21吸收太阳能热能，通过内部集热层24吸收燃烧热能，并通过换热翅片23对换热管路中的换热介质进行加热，以使换热介质汽化并用于驱动汽轮机转动发电，从而达到合理利用转炉煤气燃烧热能的目的。
同时多相换热集热系统中定日镜22设置在邻近厂房的屋顶，能够合理利用空置场地，有效节省土地资源。上述定日镜22朝向外部集热层21设置，能够将太阳光折射至外部集热层21，使外部集热层21接收到更多的太阳光，提高外部集热层21的集热效率。本发明实施例中定日镜22为多块，间隔设置在厂房屋顶上。定日镜22的排布方式可以为图1所示，也可以采用其他形式，凡是能增加外部集热层21接受太阳光效率的排布方式均应在本申请的保护范围内。
优选地，上述定日镜22可以根据所在地的天气状况并通过编程控制角度，以使定日镜22能够聚光到外部集热层21。
上述换热介质为水，本发明实施例中换热翅片23为中空管路，换热翅片23具有入口和出口。换热管路包括给水管路41和蒸汽管路42，给水管路41的入口端与给水组件连接，给水管路41的出口端与换热翅片23的入口连接，蒸汽管路42的入口端与换热翅片23的出口连接，蒸汽管路42的出口端与蒸汽发电组件30连接。
通过给水管路41将水输送至换热翅片23中进行换热，由于换热翅片23内外两侧分别与内部集热层24和外部集热层21抵接换热，因此换热翅片23内的温度远高于水的沸点，水进入到换热翅片23中后吸热汽化形成蒸汽。蒸汽由换热翅片23的出口排出并通过蒸汽管路42输送至蒸汽发电组件30进行发电。
蒸汽发电组件30包括汽轮机31和发电机32，汽轮机31与蒸汽管路42的出口端连接，汽轮机31能够在蒸汽的推动下转动，发电机32的输入轴与汽轮机31的输出轴连接。
汽轮机31具有蒸汽入口、蒸汽出口和输出轴，蒸汽入口与蒸汽管路42的出口端连接，蒸汽进入到汽轮机中进行做功，使汽轮转动并带动输出轴转动。输出轴与发电机32的输入轴连接，当输出轴转动时，发电机32能够转动发电。在一种未图示的实施例中，上述汽轮机还可以鼓风机连接，用于带动鼓风机转动。
进一步地，发电机32与输电网33连接，在发电机32与输电网33之间设置有变电箱34。发电机32产生的电量通过变电箱34变压后输送至输电网33中用于工厂再生电源使用或者储存至蓄电池中。
如图1所示，给水组件包括给水箱43和给水泵44，给水管路41的入口端与给水箱43连接，给水泵44设置在给水管路41上，且给水泵44位于换热翅片23与给水箱43之间。给水管路41上设置有第一换热器51。优选地，给水泵44和第一换热器51均为多个，且两个相邻第一换热器51之间设置有一个给水泵44。给水箱43中的水通过给水泵44输送至第一换热器51中进行预热，预热后的中温水输送至换热翅片23中进行换热后生成蒸汽。
转炉煤气放散塔系统还包括蒸汽回汽管路45，蒸汽回汽管路45的入口与蒸汽出口连接，蒸汽回汽管路45的出口与给水箱43连接。蒸汽回汽管路45上设置有第二换热器52。
做功后的热蒸汽通过第二换热器52进行换热后凝结成液体，通过蒸汽回汽管路输送回给水箱43中，形成完整的循环。
优选地，上述第二换热器52可以与第一换热器51连接，利用蒸汽的热量对给水管路41中的水进行预热，能够有效提高能源利用效率。上述第二换热器52还可以作为各个车间的冬季供暖热源实用，具体使用情况根据不同需要进行选取。
进一步地，蒸汽回汽管路45上设置有回液泵46。上述回液泵46设置在第二换热器52与给水箱43之间，用于将第二换热器52中的凝结液体泵回至给水箱43.
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
通过设置多相换热集热系统，可以通过外部集热层21吸收太阳能热能，通过内部集热层24吸收燃烧热能，并通过换热翅片23对换热管路中的换热介质进行加热，以使换热介质汽化并用于驱动汽轮机转动发电，从而达到合理利用转炉煤气燃烧热能的目的。
同时多相换热集热系统中定日镜22设置在邻近厂房的屋顶，能够合理利用空置场地，有效节省土地资源。本发明主要用于在实现进一步改善转炉煤气生命周期内利用率。改善转炉煤气放散塔投资回报模式，并且免去专门建立高塔降低了塔式光热集热系统的投资费用。使得投资回报率大幅提高。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (9)

1.一种转炉煤气放散塔系统，其特征在于，包括：
转炉煤气放散塔(10)；
多相换热集热系统，包括外部集热层(21)、内部集热层(24)、定日镜(22)和换热翅片(23)，定日镜(22)设置在临近转炉煤气放散塔(10)的厂房屋顶，定日镜(22)能够将太阳光折射至外部集热层(21)，内部集热层(24)设置在转炉煤气放散塔(10)外壁上部，内部集热层(24)能够吸收转炉煤气放散塔(10)的燃烧热能，外部集热层(21)间隔套设在内部集热层(24)外，外部集热层(21)能够吸收太阳能热，换热翅片(23)设置在外部集热层(21)和内部集热层(24)之间，换热翅片(23)能够与外部集热层(21)以及内部集热层(24)换热；
换热管路，与换热翅片(23)连接，所述换热管路中的换热介质能够与换热翅片(23)换热后汽化，所述换热管路包括给水管路(41)和蒸汽管路(42)，给水管路(41)的入口端与给水组件连接，给水管路(41)的出口端与换热翅片(23)的入口连接，蒸汽管路(42)的入口端与换热翅片(23)的出口连接，蒸汽管路(42)的出口端与蒸汽发电组件(30)连接；
蒸汽发电组件(30)，与所述换热管路的蒸汽出口连接并能够发电。
2.根据权利要求1所述的转炉煤气放散塔系统，其特征在于，蒸汽发电组件(30)包括汽轮机(31)和发电机(32)，汽轮机(31)与蒸汽管路(42)的出口端连接，汽轮机(31)能够在蒸汽的推动下转动，发电机(32)的输入轴与汽轮机(31)的输出轴连接。
3.根据权利要求2所述的转炉煤气放散塔系统，其特征在于，发电机(32)与输电网(33)连接，在发电机(32)与输电网(33)之间设置有变电箱(34)。
4.根据权利要求2所述的转炉煤气放散塔系统，其特征在于，给水组件包括给水箱(43)和给水泵(44)，给水管路(41)的入口端与给水箱(43)连接，给水泵(44)设置在给水管路(41)上，且给水泵(44)位于换热翅片(23)与给水箱(43)之间。
5.根据权利要求4所述的转炉煤气放散塔系统，其特征在于，给水管路(41)上设置有第一换热器(51)。
6.根据权利要求2所述的转炉煤气放散塔系统，其特征在于，汽轮机(31)具有蒸汽出口，所述转炉煤气放散塔系统还包括蒸汽回汽管路(45)，蒸汽回汽管路(45)的入口与所述蒸汽出口连接，蒸汽回汽管路(45)的出口与给水箱(43)连接。
7.根据权利要求6所述的转炉煤气放散塔系统，其特征在于，蒸汽回汽管路(45)上设置有第二换热器(52)。
8.根据权利要求6所述的转炉煤气放散塔系统，其特征在于，蒸汽回汽管路(45)上设置有回液泵(46)。
9.根据权利要求1所述的转炉煤气放散塔系统，其特征在于，定日镜(22)为多块，间隔设置在所述厂房屋顶上。
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