CN201390757Y - 高炉煤气余压及热能循环利用系统 - Google Patents

高炉煤气余压及热能循环利用系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及高炉煤气余压及热能循环利用系统。现有的能量回收系统与高炉主风机之间一般没有直接的联系，各设备独立于其它设备没有形成高效集成系统，造成设备资源浪费，管理繁琐，又造成各设备之间的能量形式转换的效率损失。本实用新型所包括余压透平机、高炉主风机和汽轮机，其分别设置在系统的同轴上；所述的余压透平机的进气口与高炉的煤气输出口连接，余压透平机的出气口与锅炉的进气口连接，锅炉的出气口与汽轮机连接，构成高炉煤气循环利用回路。本实用新型将压力能、热能直接转换成机械能传送给高炉主风机、发电机，设备布置在同一轴系上，避免了能量相互转换时的效率损失，所有能量在一个同一个轴系间相互传递，系统简洁。

Description

高炉煤气余压及热能循环利用系统
技术领域
本实用新型属于动力机械工程技术领域，具体涉及高炉煤气余压及热能循环利用系统。
技术背景
高炉炼铁是钢铁产业耗能最大的一个环节，现今国内中小型钢铁企业，必须靠电力部门为其提供足够大的电能才能保证高炼铁的顺利进行，在能量回收利用方面由于种种原因，有的只有利用余压透平装置回收煤气的压力能，或者只有一个独立的燃气发电装置，而有的根本就没有进行任何能量的回收利用形式。大量的高压煤气被释放掉，既浪费能源又污染环境。而现有的能量回收系统与高炉主风机之间一般没有直接的联系，各设备独立于其它设备没有形成高效集成系统，造成设备资源浪费，控制和管理繁琐，又造成各设备之间的能量形式转换的效率损失。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高炉煤气余压及热能循环利用系统，其能够把高炉炼铁中产生的高压煤气回收循环利用，节约能源、减少成本。
本实用新型采取的技术方案：
本实用新型的特殊之处在于：所述的高炉煤气余压及热能循环利用系统包括余压透平机、高炉主风机和汽轮机，其分别设置在系统的同轴上；所述的余压透平机的进气口与高炉的煤气输出口连接，余压透平机的出气口与锅炉的进气口连接，锅炉的出气口与汽轮机连接，构成高炉煤气循环利用回路。
上述的高炉煤气余压及热能循环利用系统设置发电机，余压透平机和高炉主风机之间设置离合器，汽轮机和发电机之间设置减速机。
上述的高炉与锅炉之间设置气柜。
上述的汽轮机的输出口连接冷凝器。
上述的主风机连接热风炉。
上述的锅炉采用燃煤、燃气两用锅炉。
本实用新型的有益效果：
余压透平机、高炉主风机、汽轮机、发电机同时布置在同一轴系上，将压力能直接转换成机械能、将热能也直接转换成机械能传送给高炉主风机、发电机，避免了能量相互转换时的效率损失，两种能量可以相互补充，所有能量在一个同一个轴系间相互传递，省去了传统设备回收单一运行系统繁琐、庞大的弊端。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
参见图1～2，本实用新型包括余压透平机1、高炉主风机3和汽轮机4，其分别设置在系统的同轴上；余压透平机1的进气口与高炉的煤气输出口连接，余压透平机1的出气口与锅炉的进气口连接，锅炉的出气口与汽轮机4连接，构成高炉煤气循环利用回路，使得高炉炼铁的过程不再使用任何外供电能，做到能量在系统内的循环利用而且可以对外输出一定的电能。
本实用新型还可以设置发电机6，使得高炉炼铁的过程不再使用任何外供电能，做到能量在系统内的循环利用而且可以对外输出一定的电能。
余压透平机1和高炉主风机3之间设置离合器2，汽轮机4和发电机6之间设置减速机5。
本实用新型工作的工艺流程为：
高炉工作后向下游送出带压力煤气，煤气经过滤除尘后被送入余压透平机1产生机械能向系统送出，从余压透平机1出来的煤气直接送入锅炉燃烧，锅炉向汽轮机4送出蒸汽推动汽轮机4，汽轮机4向系统送出机械能，以上两者送出的机械能被传到整个轴系，这些机械能除了被轴系内的高炉主风机3吸收使用外，剩余的能量将被轴系内的发电机6吸收变为电能对外输出，高炉主风机3被拖动后再继续向高炉送风，整个装置形成一个煤气余压循环利用系统。
高炉与锅炉之间设置气柜，部分煤气多余可放到气柜储存。
汽轮机4的输出口连接冷凝器，使蒸汽中的气态水冷却呈液态，再加以利用。
本实用新型中的所有能量来自汽轮机4和余压透平机1，高炉主风机3所消耗的能量来自本循环系统无需外界能量。
本实用新型的启动可选择：
1.采用备用风机直接启动高炉工作，再带动机组运行；
2.采用外来蒸汽启动汽轮机4拖动高炉主风机3、启动高炉工作；
3.采用燃气锅炉的外来气源、或者柴油启动；
4.采用燃煤、燃气两用锅炉，在启动初期选用燃煤方式，当高炉工作后再切换到燃气方式。
本实用新型的经济效益示例分析：以450立方米高炉举例，如450m3高炉，当铁焦比为1∶0.58时，高炉煤气量是12Nm3-13Nm3/h由于煤气用户还有烧结、热风炉两个环节，所以高炉煤气被送往锅炉的量大约占总量的35％左右，用于燃气锅炉的量是42000Nm3/h，总热量3500×42000＝1.47×108kj/h＝40833kw，锅炉、蒸汽机和发电机系统的热电转换效率为25％时，此时功率10208KW，高炉风机的主功率应在7100-8500/KW之间，此功率已足以拖动主风机，此时机组的功耗情况如下：
高炉主风机3耗功：7100-8000KW↓
余压透平机1回收功：3000KW↑
汽轮机4做功：10000KW↑
发电机6可对外输出约13000-8000＝5000KW的电功率。

Claims (6)

1、高炉煤气余压及热能循环利用系统，其特征在于：所述的高炉煤气余压及热能循环利用系统包括余压透平机(1)、高炉主风机(3)和汽轮机(4)，其分别设置在系统的同轴上；所述的余压透平机(1)的进气口与高炉的煤气输出口连接，余压透平机(1)的出气口与锅炉的进气口连接，锅炉的出气口与汽轮机(4)连接，构成高炉煤气循环利用回路。
2、根据权利要求1所述的高炉煤气余压及热能循环利用系统，其特征在于：所述的高炉煤气余压及热能循环利用系统设置发电机(6)，余压透平机(1)和高炉主风机(3)之间设置离合器(2)，汽轮机(4)和发电机(6)之间设置减速机(5)。
3、根据权利要求1或2所述的高炉煤气余压及热能循环利用系统，其特征在于：所述的高炉与锅炉之间设置气柜。
4、根据权利要求3所述的高炉煤气余压及热能循环利用系统，其特征在于：所述的汽轮机(4)的输出口连接冷凝器。
5、根据权利要求4所述的高炉煤气余压及热能循环利用系统，其特征在于：所述的高炉主风机(3)连接热风炉。
6、根据权利要求5所述的高炉煤气余压及热能循环利用系统，其特征在于：所述的锅炉采用燃煤、燃气两用锅炉。
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