CN115560603A - 烧结系统能源回收用发节电机组系统及其变频控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了烧结系统能源回收用发节电机组系统及其变频控制方法，属于烧结系统能源回收技术领域。烧结系统能源回收用发节电机组系统及其变频控制方法，包括余热锅炉、汽轮机和发电机，所述余热锅炉的内部设置有锅炉加热腔，所述余热锅炉一端的回流端口与汽轮机连接，余热锅炉一端的烟气端口与烧结烟气管道连接。为解决蒸汽在回收补充的过程中无法保证均衡的压力数值，进而导致蒸汽在推进汽轮机时会出现断续的情况，无法形成平稳高效的供电回路的问题，当高压蒸汽罐和中压蒸汽罐在进行水量的补充后，可以通过排入回收蒸汽使内部的水温迅速升高，从而达到排放标准温度，进而达到连续高效的功能条件，避免因换水导致的蒸汽压力不足。

Description

烧结系统能源回收用发节电机组系统及其变频控制方法
技术领域
本发明涉及烧结系统能源回收技术领域，具体为烧结系统能源回收用发节电机组系统及其变频控制方法。
背景技术
钢铁行业烧结余热发电，钢铁行业烧结设备产生的废烟气，通过高效低温余热锅炉产生蒸汽，带动汽轮发电机发电的工艺，将烧结环冷机低温烟气循环利用，充分吸收烟气中的热量，最大限度地利用200～400℃的低温余热，最终使其转化为高品质的电能；申请号为202010280244.5公开了一种用于烧结系统的FCERS能源回收系统，变频器在电动机工作频率状态下运行，当余热系统产汽量大于额定功率时，汽轮机转速超出额定功率运行，电动机同步超出工艺需求的转速，变频器的设置使电动机和汽轮机之间形成扭力，从而产生阻力并通过变频器反向送电，实现烧结余热的充分利用。
上述专利中，蒸汽在回收补充的过程中无法保证均衡的压力数值，进而导致蒸汽在推进汽轮机时会出现断续的情况，无法形成平稳高效的供电回路；因此，不满足现有的需求，对此提出了烧结系统能源回收用发节电机组系统及其变频控制方法。
发明内容
本发明的目的在于提供烧结系统能源回收用发节电机组系统及其变频控制方法，当高压蒸汽罐和中压蒸汽罐在进行水量的补充后，可以通过排入回收蒸汽使内部的水温迅速升高，从而达到排放标准温度，进而达到连续高效的功能条件，避免因换水导致的蒸汽压力不足，可以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：烧结系统能源回收用发节电机组系统，包括余热锅炉、汽轮机和发电机，所述余热锅炉的内部设置有锅炉加热腔，所述余热锅炉一端的回流端口与汽轮机连接，余热锅炉一端的烟气端口与烧结烟气管道连接，所述汽轮机与发电机通过传动轴连接，汽轮机与凝汽器通过法兰连接；
所述余热锅炉的上方设置有中压蒸汽罐，所述中压蒸汽罐的一侧设置有低压蒸汽罐，低压蒸汽罐设置在回流端口一侧，所述中压蒸汽罐的一侧设置有高压蒸汽罐，高压蒸汽罐设置在烟气端口一侧。
优选的，所述低压蒸汽罐、中压蒸汽罐和高压蒸汽罐的底部均设置有加热环管，加热环管延伸至锅炉加热腔的内部，所述凝汽器的一侧设置有冷凝水泵，冷凝水泵通过初始供水管与低压蒸汽罐连接。
优选的，所述低压蒸汽罐通过出水管与分流水泵连接，分流水泵设置有两个，所述分流水泵通过分流水管分别与中压蒸汽罐和高压蒸汽罐连接。
优选的，所述低压蒸汽罐的顶部设置有低压供气管，中压蒸汽罐顶部设置有中压供气管，高压蒸汽罐的顶部设置有高压供气管，所述中压供气管和高压供气管与汽轮机的一端连接，低压供气管与汽轮机的另一端连接。
优选的，所述低压蒸汽罐、中压蒸汽罐和高压蒸汽罐的内部均设置有液位监测模块、压力监测模块和温度监测模块；
其中，液位监测模块用于检测罐体内部的水位高度情况，并与冷凝水泵和分流水泵的控制端连接，压力监测模块用于检测罐体内部的蒸汽压力，温度监测模块用于检测罐体内部的蒸汽温度和水温；其中，
温度监测模块(2304)包括如下温度监测步骤：
预先在检测罐体内配置多个检测执行点；其中，
每个检测执行点固定有一个温度传感器，检测执行点基于检测罐体的空间面积平均划分，且不低于四个检测执行点；
分别在每个检测执行点上生成温度监测曲线，生成基于三维分布的三维热力图和监测执行点的并列温度曲线图；
利用三维热力图，确定不同检测执行点对应区域的均衡温度和检测罐体的总均衡温度，并确定不同检测执行点对应区域的均衡偏差值；
利用温度检测曲线，按照时间序列计算每个时间点的平均温度值，生成平均温度曲线；
根据均衡偏差值和平均温度曲线，确定检测罐体内的温度数据；其中，温度数据包括温度区间、温度分布和每一时刻每个检测执行点的温度值。
优选的，所述中压蒸汽罐和高压蒸汽罐内部的压力监测模块与分流水泵连接，低压蒸汽罐内部的压力监测模块与冷凝水泵连接。
优选的，所述中压蒸汽罐和高压蒸汽罐内部的温度监测模块与温度补偿模块连接，温度补偿模块包括阈值温度和标准温度；
其中，标准温度为中压蒸汽罐和高压蒸汽罐内部的最低温度限制，阈值温度为中压蒸汽罐和高压蒸汽罐内部的最大温度限制。
优选的，所述温度补偿模块与安装在回流端口内部的四通转换阀连接，四通转换阀通过管道与低压蒸汽罐、中压蒸汽罐和高压蒸汽罐连接；
温度补偿模块用于收集中压蒸汽罐和高压蒸汽罐内部的蒸汽温度，并根据蒸汽温度进行计算。
优选的，所述温度补偿模块的内部设置有差值计算单元、信号输出单元和信号输入单元；其中，
信号输入单元用于接收温度数据，并搭建温度分布模型，如下式所示：
Figure BDA0003902978150000031
其中，F表示温度分布模型；wmax表示检测罐体的温度区间的最大温度值；wmin表示检测罐体的温度区间的最小温度值；di表示检测罐体的第i个检测执行点的位置；Ti表示检测罐体的第i个检测执行点的温度；Y表示检测罐体的气压类型的类型参数；mi表示检测罐体的第i个检测执行点的检测体积参数；
差值计算单元用于根据温度分布模型，确定检测罐体内的温度差值，如下式所示：
Figure BDA0003902978150000041
其中,表示标准温度；C表示温度差值；
信号输出单元用于根据温度差值，确定并输出补偿温度。
烧结系统能源回收用发节电机组系统的变频控制方法，包括如下步骤：
步骤一：烧结产生的高温烟气从烟气端口处进入到余热锅炉的内部，锅炉内部的高温烟气会依次与高压蒸汽罐、中压蒸汽罐以及低压蒸汽罐底部的加热环管接触，并对管内的循环水进行加热；
步骤二：高温烟气与高压蒸汽罐和中压蒸汽罐完成换热反应后，温度会下降，低压蒸汽罐内部的蒸汽温度以及产生蒸汽的速率会低于高压蒸汽罐和中压蒸汽罐；
步骤三：满足蒸汽排放条件的蒸汽罐会通过供气管将蒸汽送入到汽轮机中，推动汽轮机内部的叶轮进行旋转，进而带动发电机进行发电；
步骤四：当蒸汽罐内部的水位下降至补充水位时，中压蒸汽罐和高压蒸汽罐中的水量是由低压蒸汽罐提供，低压蒸汽罐内部的水量是由凝汽器提供；
步骤五：水量补充后，高压蒸汽罐和中压蒸汽罐内部的水温下降，蒸汽压力也随之下降，在检测到高压蒸汽罐和中压蒸汽罐内部的蒸汽压力以及温度数值后，系统依据差值温度来控制开启四通转换阀，将汽轮机内部多余的高温气体排入到对应的蒸汽罐中用以弥补温差。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明，在余热锅炉的上方设置有三组蒸汽罐，分别为低压蒸汽罐、中压蒸汽罐和高压蒸汽罐，其中，高压蒸汽罐安装在锅炉烟气入口处一端，低压蒸汽罐安装在锅炉与汽轮机连接处一端，中压蒸汽罐则位于低压蒸汽罐与高压蒸汽罐之间，由高压蒸汽罐和中压蒸汽罐来提供蒸汽推送至汽轮机内部，低压蒸汽罐内部的蒸汽在满足排放标准后，同样会输送至汽轮机中，这样可以避免罐内蒸汽压力过大；
2、本发明，进入到汽轮机中的蒸汽在推动叶轮旋转的过程中会有所消耗，其中一部分进入到凝汽器中重新冷凝成水，而另一部蒸汽则留存与汽轮机内部，当高压蒸汽罐和中压蒸汽罐在进行水量的补充后，可以通过排入回收蒸汽使内部的水温迅速升高，从而达到排放标准温度，进而达到连续高效的功能条件，避免因换水导致的蒸汽压力不足；
3、本发明，中压蒸汽罐和高压蒸汽罐中的水量是由低压蒸汽罐提供，低压蒸汽罐内部的水量是由凝汽器提供，水量补充后，高压蒸汽罐和中压蒸汽罐内部的水温下降，蒸汽压力也随之下降，在检测到高压蒸汽罐和中压蒸汽罐内部的蒸汽压力以及温度数值后，系统依据差值温度来控制开启四通转换阀，将汽轮机内部多余的高温气体排入到对应的蒸汽罐中用以弥补温差。
附图说明
图1为本发明的整体主视图；
图2为本发明的蒸汽罐框架示意图；
图3为本发明的压力监测模块框架示意图；
图4为本发明的温度监测模块框架示意图；
图5为本发明的温度补偿模块框架结构示意图；
图6为本发明的温差补偿流程图。
图中：1、余热锅炉；2、汽轮机；3、发电机；4、烧结烟气管道；5、凝汽器；6、低压蒸汽罐；7、中压蒸汽罐；8、高压蒸汽罐；9、冷凝水泵；10、分流水泵；101、烟气端口；102、回流端口；103、锅炉加热腔；601、低压供气管；701、中压供气管；801、高压供气管；901、初始供水管；1001、分流水管；1002、出水管；2301、加热环管；2302、液位监测模块；2303、压力监测模块；2304、温度监测模块；2305、温度补偿模块；2306、四通转换阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供的一种实施例：烧结系统能源回收用发节电机组系统，包括余热锅炉1、汽轮机2和发电机3，余热锅炉1的内部设置有锅炉加热腔103，余热锅炉1一端的回流端口102与汽轮机2连接，余热锅炉1一端的烟气端口101与烧结烟气管道4连接，汽轮机2与发电机3通过传动轴连接，汽轮机2与凝汽器5通过法兰连接，余热锅炉1的上方设置有中压蒸汽罐7，中压蒸汽罐7的一侧设置有低压蒸汽罐6，低压蒸汽罐6设置在回流端口102一侧，中压蒸汽罐7的一侧设置有高压蒸汽罐8，高压蒸汽罐8设置在烟气端口101一侧，低压蒸汽罐6、中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8的底部均设置有加热环管2301，加热环管2301延伸至锅炉加热腔103的内部，凝汽器5的一侧设置有冷凝水泵9，冷凝水泵9通过初始供水管901与低压蒸汽罐6连接，低压蒸汽罐6通过出水管1002与分流水泵10连接，分流水泵10设置有两个，分流水泵10通过分流水管1001分别与中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8连接，低压蒸汽罐6的顶部设置有低压供气管601，中压蒸汽罐7顶部设置有中压供气管701，高压蒸汽罐8的顶部设置有高压供气管801，中压供气管701和高压供气管801与汽轮机2的一端连接，低压供气管601与汽轮机2的另一端连接；
在余热锅炉1的上方设置有三组蒸汽罐，分别为低压蒸汽罐6、中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8，其中，高压蒸汽罐8安装在锅炉烟气入口处一端，低压蒸汽罐6安装在锅炉与汽轮机2连接处一端，中压蒸汽罐7则位于低压蒸汽罐6与高压蒸汽罐8之间，三组蒸汽罐的底部都延伸有加热环管2301，加热环管2301延伸至锅炉的内部，蒸汽罐内部的水可以通过加热环管2301来实现循环流动，烧结产生的高温烟气从烟气端口101处进入到余热锅炉1的内部，锅炉内部的高温烟气会依次与高压蒸汽罐8、中压蒸汽罐7以及低压蒸汽罐6底部的加热环管2301接触，并对管内的循环水进行加热，受安装位置的影响，高温烟气与高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7完成换热反应后，温度会下降，低压蒸汽罐6内部的蒸汽温度以及产生蒸汽的速率会低于高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7，由高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7来提供蒸汽推送至汽轮机2内部，低压蒸汽罐6内部的蒸汽在满足排放标准后，同样会输送至汽轮机2中，这样可以避免罐内蒸汽压力过大；
进入到汽轮机2中的蒸汽在推动叶轮旋转的过程中会有所消耗，其中一部分进入到凝汽器5中重新冷凝成水，而另一部蒸汽则留存与汽轮机2内部，当高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7在进行水量的补充后，可以通过排入回收蒸汽使内部的水温迅速升高，从而达到排放标准温度，进而达到连续高效的功能条件，避免因换水导致的蒸汽压力不足。
请参阅图2-5，低压蒸汽罐6、中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8的内部均设置有液位监测模块2302、压力监测模块2303和温度监测模块2304，其中，液位监测模块2302用于检测罐体内部的水位高度情况，并与冷凝水泵9和分流水泵10的控制端连接，压力监测模块2303用于检测罐体内部的蒸汽压力，温度监测模块2304用于检测罐体内部的蒸汽温度和水温；其中，温度监测模块2304包括如下温度监测步骤：预先在检测罐体内配置多个检测执行点；其中，每个检测执行点固定有一个温度传感器，检测执行点基于检测罐体的空间面积平均划分，且不低于四个检测执行点；分别在每个检测执行点上生成温度监测曲线，生成基于三维分布的三维热力图和监测执行点的并列温度曲线图；利用三维热力图，确定不同检测执行点对应区域的均衡温度和检测罐体的总均衡温度，并确定不同检测执行点对应区域的均衡偏差值；利用温度检测曲线，按照时间序列计算每个时间点的平均温度值，生成平均温度曲线；根据均衡偏差值和平均温度曲线，确定检测罐体内的温度数据；其中，温度数据包括温度区间、温度分布和每一时刻每个检测执行点的温度值。本发明中预先配置的多个检测执行点设置于检测的蒸汽罐的内部，并且按照温度传感器的最优监测体积范围进行空间面积划分，实现对罐体内部的监测，不低于四个检测执行点是为了实现上下同步的罐体内部的全面监测。生成温度监测曲线是基于时间轴，监督每一个时刻的温度生成温度曲线，而每一时刻的温度曲线的在每一个检测执行点的检测空间范围内，通过热力图的形式能够体现。为了实现在罐体内部实现基于温度分布的全面监控和基于热力显示的精确监测，本发明进行了均衡的计算，确定了罐体内部的温度数据，温度数据中，我们主要以均衡温度的形式进行计算，因为温度传感器不管怎么检测，总会存在误差，而我们通过均衡温度的形式进行计算，可以让误差达到最小化，进而在明确罐体内部的整体温度分布之后，可以根据罐体内部的整体温度状态，进行温度补偿，实现更加精确的温度补偿。而在现有技术的温度补偿，只能基于罐体外部的温度推测内部的温度，就算是在罐体内部安插了温度传感器，也无法实现罐体整体的全面温度监测，进而在温度补偿的时候，补偿更多的温度，造成温度损耗，或者补偿的温度不足，随后追加。因此，很大的可能造成能源浪费，而本发明的功能除了能够实现罐体内部的全面监督，防止温度分布异常，也能减少能源浪费。
中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8内部的压力监测模块2303与分流水泵10连接，低压蒸汽罐6内部的压力监测模块2303与冷凝水泵9连接，中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8内部的温度监测模块2304与温度补偿模块2305连接，温度补偿模块2305包括阈值温度和标准温度，其中，标准温度为中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8内部的最低温度限制，阈值温度为中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8内部的最大温度限制，温度补偿模块2305与安装在回流端口102内部的四通转换阀2306连接，四通转换阀2306通过管道与低压蒸汽罐6、中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8连接，温度补偿模块2305用于收集中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8内部的蒸汽温度，并根据蒸汽温度进行计算，温度补偿模块2305的内部设置有差值计算单元、信号输出单元和信号输入单元；所述温度补偿模块2305的内部设置有差值计算单元、信号输出单元和信号输入单元；其中，
信号输入单元用于接收温度数据，并搭建温度分布模型，如下式所示：
Figure BDA0003902978150000091
其中，F表示温度分布模型；wmax表示检测罐体的温度区间的最大温度值；wmin表示检测罐体的温度区间的最小温度值；di表示检测罐体的第i个检测执行点的位置；Ti表示检测罐体的第i个检测执行点的温度；Y表示检测罐体的气压类型的类型参数；mi表示检测罐体的第i个检测执行点的检测体积参数；
差值计算单元用于根据温度分布模型，确定检测罐体内的温度差值，如下式所示：
Figure BDA0003902978150000092
其中,表示标准温度；C表示温度差值；
信号输出单元用于根据温度差值，确定并输出补偿温度。
上述技术方案中在温度补偿模块进行温度补偿的时候，需要确定精准的补偿温度，本发明的温度补偿模块通过三个单元实现温度的补偿控制。为了让补偿的温度更加精确，首先本发明会基于实时检测的罐体内部的温度搭建温度模型，在这个过程中，我们是基于罐体内部的最高温度和最低温度的温度区间来进行对比，而且还以乘积的方式确定引入罐体的气压类型和总的检测空间。从而通过温度分布模型，来确定不同类型的蒸汽罐内部的温度分布状态。差值计算单元是计算的需要进行补偿的温度，在这个过程中，是基于标准温度的分布模型进行对比，从而确定罐体的整体温度差值，实现精确的温度补偿，从而不浪费补偿的能量。
三组蒸汽罐的内部都独立安装有液位监测模块2302、压力监测模块2303和温度监测模块2304，中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8内部的压力监测模块2303与分流水泵10连接，低压蒸汽罐6内部的压力监测模块2303与冷凝水泵9连接，中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8内部的温度监测模块2304与温度补偿模块2305连接，温度补偿模块2305包括阈值温度和标准温度，当蒸汽罐内部的水位下降至补充水位时，中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8中的水量是由低压蒸汽罐6提供，低压蒸汽罐6内部的水量是由凝汽器5提供，水量补充后，高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7内部的水温下降，蒸汽压力也随之下降，在检测到高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7内部的蒸汽压力以及温度数值后，系统依据差值温度来控制开启四通转换阀2306，将汽轮机2内部多余的高温气体排入到对应的蒸汽罐中用以弥补温差。
请参阅图6，烧结系统能源回收用发节电机组系统的变频控制方法，包括如下步骤：
步骤一：烧结产生的高温烟气从烟气端口101处进入到余热锅炉1的内部，锅炉内部的高温烟气会依次与高压蒸汽罐8、中压蒸汽罐7以及低压蒸汽罐6底部的加热环管2301接触，并对管内的循环水进行加热；
步骤二：高温烟气与高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7完成换热反应后，温度会下降，低压蒸汽罐6内部的蒸汽温度以及产生蒸汽的速率会低于高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7；
步骤三：满足蒸汽排放条件的蒸汽罐会通过供气管将蒸汽送入到汽轮机2中，推动汽轮机2内部的叶轮进行旋转，进而带动发电机3进行发电；
步骤四：当蒸汽罐内部的水位下降至补充水位时，中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8中的水量是由低压蒸汽罐6提供，低压蒸汽罐6内部的水量是由凝汽器5提供；
步骤五：水量补充后，高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7内部的水温下降，蒸汽压力也随之下降，在检测到高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7内部的蒸汽压力以及温度数值后，系统依据差值温度来控制开启四通转换阀2306，将汽轮机2内部多余的高温气体排入到对应的蒸汽罐中用以弥补温差。
工作原理，在余热锅炉1的上方设置有三组蒸汽罐，分别为低压蒸汽罐6、中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8，其中，高压蒸汽罐8安装在锅炉烟气入口处一端，低压蒸汽罐6安装在锅炉与汽轮机2连接处一端，中压蒸汽罐7则位于低压蒸汽罐6与高压蒸汽罐8之间，三组蒸汽罐的底部都延伸有加热环管2301，加热环管2301延伸至锅炉的内部，蒸汽罐内部的水可以通过加热环管2301来实现循环流动，同时，三组蒸汽罐的内部都独立安装有液位监测模块2302、压力监测模块2303和温度监测模块2304，中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8内部的压力监测模块2303与分流水泵10连接，低压蒸汽罐6内部的压力监测模块2303与冷凝水泵9连接，中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8内部的温度监测模块2304与温度补偿模块2305连接，温度补偿模块2305包括阈值温度和标准温度，当蒸汽罐内部的水位下降至补充水位时，中压蒸汽罐7和高压蒸汽罐8中的水量是由低压蒸汽罐6提供，低压蒸汽罐6内部的水量是由凝汽器5提供，烧结产生的高温烟气从烟气端口101处进入到余热锅炉1的内部，锅炉内部的高温烟气会依次与高压蒸汽罐8、中压蒸汽罐7以及低压蒸汽罐6底部的加热环管2301接触，并对管内的循环水进行加热，受安装位置的影响，高温烟气与高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7完成换热反应后，温度会下降，低压蒸汽罐6内部的蒸汽温度以及产生蒸汽的速率会低于高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7，由高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7来提供蒸汽推送至汽轮机2内部，低压蒸汽罐6内部的蒸汽在满足排放标准后，同样会输送至汽轮机2中，这样可以避免罐内蒸汽压力过大，进入到汽轮机2中的蒸汽在推动叶轮旋转的过程中会有所消耗，其中一部分进入到凝汽器5中重新冷凝成水，而另一部蒸汽则留存与汽轮机2内部，水量补充后，高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7内部的水温下降，蒸汽压力也随之下降，在检测到高压蒸汽罐8和中压蒸汽罐7内部的蒸汽压力以及温度数值后，系统依据差值温度来控制开启四通转换阀2306，将汽轮机2内部多余的高温气体排入到对应的蒸汽罐中用以弥补温差，可以通过排入回收蒸汽使内部的水温迅速升高，从而达到排放标准温度，进而达到连续高效的功能条件，避免因换水导致的蒸汽压力不足。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.烧结系统能源回收用发节电机组系统，包括余热锅炉(1)、汽轮机(2)和发电机(3)，其特征在于：所述余热锅炉(1)的内部设置有锅炉加热腔(103)，所述余热锅炉(1)一端的回流端口(102)与汽轮机(2)连接，余热锅炉(1)一端的烟气端口(101)与烧结烟气管道(4)连接，所述汽轮机(2)与发电机(3)通过传动轴连接，汽轮机(2)与凝汽器(5)通过法兰连接；
所述余热锅炉(1)的上方设置有中压蒸汽罐(7)，所述中压蒸汽罐(7)的一侧设置有低压蒸汽罐(6)，低压蒸汽罐(6)设置在回流端口(102)一侧，所述中压蒸汽罐(7)的一侧设置有高压蒸汽罐(8)，高压蒸汽罐(8)设置在烟气端口(101)一侧。
2.根据权利要求1所述的烧结系统能源回收用发节电机组系统，其特征在于：所述低压蒸汽罐(6)、中压蒸汽罐(7)和高压蒸汽罐(8)的底部均设置有加热环管(2301)，加热环管(2301)延伸至锅炉加热腔(103)的内部，所述凝汽器(5)的一侧设置有冷凝水泵(9)，冷凝水泵(9)通过初始供水管(901)与低压蒸汽罐(6)连接。
3.根据权利要求2所述的烧结系统能源回收用发节电机组系统，其特征在于：所述低压蒸汽罐(6)通过出水管(1002)与分流水泵(10)连接，分流水泵(10)设置有两个，所述分流水泵(10)通过分流水管(1001)分别与中压蒸汽罐(7)和高压蒸汽罐(8)连接。
4.根据权利要求3所述的烧结系统能源回收用发节电机组系统，其特征在于：所述低压蒸汽罐(6)的顶部设置有低压供气管(601)，中压蒸汽罐(7)顶部设置有中压供气管(701)，高压蒸汽罐(8)的顶部设置有高压供气管(801)，所述中压供气管(701)和高压供气管(801)与汽轮机(2)的一端连接，低压供气管(601)与汽轮机(2)的另一端连接。
5.根据权利要求4所述的烧结系统能源回收用发节电机组系统，其特征在于：所述低压蒸汽罐(6)、中压蒸汽罐(7)和高压蒸汽罐(8)的内部均设置有液位监测模块(2302)、压力监测模块(2303)和温度监测模块(2304)；
其中，液位监测模块(2302)用于检测罐体内部的水位高度情况，并与冷凝水泵(9)和分流水泵(10)的控制端连接，压力监测模块(2303)用于检测罐体内部的蒸汽压力，温度监测模块(2304)用于检测罐体内部的蒸汽温度和水温；其中，
温度监测模块(2304)包括如下温度监测步骤：
预先在检测罐体内配置多个检测执行点；其中，
每个检测执行点固定有一个温度传感器，检测执行点基于检测罐体的空间面积平均划分，且不低于四个检测执行点；
分别在每个检测执行点上生成温度监测曲线，生成基于三维分布的三维热力图和监测执行点的并列温度曲线图；
利用三维热力图，确定不同检测执行点对应区域的均衡温度和检测罐体的总均衡温度，并确定不同检测执行点对应区域的均衡偏差值；
利用温度检测曲线，按照时间序列计算每个时间点的平均温度值，生成平均温度曲线；
根据均衡偏差值和平均温度曲线，确定检测罐体内的温度数据；其中，温度数据包括温度区间、温度分布和每一时刻每个检测执行点的温度值。
6.根据权利要求5所述的烧结系统能源回收用发节电机组系统，其特征在于：所述中压蒸汽罐(7)和高压蒸汽罐(8)内部的压力监测模块(2303)与分流水泵(10)连接，低压蒸汽罐(6)内部的压力监测模块(2303)与冷凝水泵(9)连接。
7.根据权利要求6所述的烧结系统能源回收用发节电机组系统，其特征在于：所述中压蒸汽罐(7)和高压蒸汽罐(8)内部的温度监测模块(2304)与温度补偿模块(2305)连接，温度补偿模块(2305)包括阈值温度和标准温度；
其中，标准温度为中压蒸汽罐(7)和高压蒸汽罐(8)内部的最低温度限制，阈值温度为中压蒸汽罐(7)和高压蒸汽罐(8)内部的最大温度限制。
8.根据权利要求7所述的烧结系统能源回收用发节电机组系统，其特征在于：所述温度补偿模块(2305)与安装在回流端口(102)内部的四通转换阀(2306)连接，四通转换阀(2306)通过管道与低压蒸汽罐(6)、中压蒸汽罐(7)和高压蒸汽罐(8)连接；
温度补偿模块(2305)用于收集中压蒸汽罐(7)和高压蒸汽罐(8)内部的蒸汽温度，并根据蒸汽温度进行计算。
9.根据权利要求8所述的烧结系统能源回收用发节电机组系统，其特征在于：所述温度补偿模块(2305)的内部设置有差值计算单元、信号输出单元和信号输入单元；其中，
信号输入单元用于接收温度数据，并搭建温度分布模型，如下式所示：
Figure FDA0003902978140000031
其中，F表示温度分布模型；wmax表示检测罐体的温度区间的最大温度值；wmin表示检测罐体的温度区间的最小温度值；di表示检测罐体的第i个检测执行点的位置；Ti表示检测罐体的第i个检测执行点的温度；Y表示检测罐体的气压类型的类型参数；mi表示检测罐体的第i个检测执行点的检测体积参数；
差值计算单元用于根据温度分布模型，确定检测罐体内的温度差值，如下式所示：
Figure FDA0003902978140000032
其中,表示标准温度；C表示温度差值；
信号输出单元用于根据温度差值，确定并输出补偿温度。
10.烧结系统能源回收用发节电机组系统的变频控制方法，基于权利要求9所述的烧结系统能源回收用发节电机组系统实现，其中，包括如下步骤：
步骤一：烧结产生的高温烟气从烟气端口(101)处进入到余热锅炉(1)的内部，锅炉内部的高温烟气会依次与高压蒸汽罐(8)、中压蒸汽罐(7)以及低压蒸汽罐(6)底部的加热环管(2301)接触，并对管内的循环水进行加热；
步骤二：高温烟气与高压蒸汽罐(8)和中压蒸汽罐(7)完成换热反应后，温度会下降，低压蒸汽罐(6)内部的蒸汽温度以及产生蒸汽的速率会低于高压蒸汽罐(8)和中压蒸汽罐(7)；
步骤三：满足蒸汽排放条件的蒸汽罐会通过供气管将蒸汽送入到汽轮机(2)中，推动汽轮机(2)内部的叶轮进行旋转，进而带动发电机(3)进行发电；
步骤四：当蒸汽罐内部的水位下降至补充水位时，中压蒸汽罐(7)和高压蒸汽罐(8)中的水量是由低压蒸汽罐(6)提供，低压蒸汽罐(6)内部的水量是由凝汽器(5)提供；
步骤五：水量补充后，高压蒸汽罐(8)和中压蒸汽罐(7)内部的水温下降，蒸汽压力也随之下降，在检测到高压蒸汽罐(8)和中压蒸汽罐(7)内部的蒸汽压力以及温度数值后，系统依据差值温度来控制开启四通转换阀(2306)，将汽轮机(2)内部多余的高温气体排入到对应的蒸汽罐中用以弥补温差。
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