CN204923915U - 一种aod炉烟气余热发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种AOD炉烟气余热发电装置，用于利用AOD炉的烟气的余热发电，包括烟气换热器和螺杆膨胀发电站，所述AOD炉通过烟气管道排出烟气，所述AOD炉烟气余热发电装置还包括高温烟气管道、低温烟气管道和热水管道；所述烟气经烟气管道、高温烟气管道进入烟气换热器，再经低温烟气管道排出；所述烟气换热器内的循环水被加热后经热水管道流进螺杆膨胀发电站用于发电。本实用新型的技术方案利用AOD炉的烟气的余热加热循环水，被加热的循环水进入螺杆膨胀发电站用于发电，节能环保、成本低廉。

Description

一种AOD炉烟气余热发电装置

技术领域

本实用新型涉及发电设备，具体涉及一种AOD炉烟气余热发电装置。

背景技术

由于不锈钢产业AOD炉在精炼不锈钢时的工艺的原因，在精炼不锈钢时，所产生的烟气温度波动范围很大，烟气温度相对钢铁行业来说也相对较低，温度波动范围在60～510℃，波动周期在110～120分钟。由于温度的波动范围较大，总体热量不高，所以这部分烟气在绝大多数不锈钢行业都是按照废气的形式直接排放到大气中，这不仅浪费了大量的热源资源，而且对环境也造成了严重污染。

现有的AOD炉烟气余热发电装置采用蒸汽型螺杆机发电，由于烟气温度波动范围较大，配合蒸汽型螺杆机时发电效果很差。由于烟气温度整体温度较低，配合汽轮机时发电效果更差。现有技术中ORC螺杆膨胀发电站的单台机组最大装机容量在2000KW左右，没有大容量的发电机组，其中ORC螺杆膨胀发电站的造价相对较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种节能环保、成本低廉、利用AOD炉烟气余热发电的AOD炉烟气余热发电装置。

为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种AOD炉烟气余热发电装置，用于利用AOD炉的烟气的余热发电，包括烟气换热器和螺杆膨胀发电站，所述烟气换热器包括进烟口、出烟口、进水口和出水口；所述AOD炉通过烟气管道排出烟气，所述AOD炉烟气余热发电装置还包括高温烟气管道、低温烟气管道和热水管道；所述烟气管道的出烟口与高温烟气管道的进烟口相连，所述高温烟气管道的出烟口与烟气换热器的进烟口相连，所述烟气换热器的出烟口与低温烟气管道的进烟口相连；所述烟气换热器的出水口与热水管道的进水口相连，所述热水管道的出水口与螺杆膨胀发电站的进水口相连。利用AOD炉的烟气的余热加热循环水，被加热的循环水进入螺杆膨胀发电站用于发电，节能环保、成本低廉。

所述烟气管道上开设有第一连接口和第二连接口，靠近AOD炉的第一连接口与高温炉烟管道的进烟口连接，远离AOD炉的第二连接口与低温炉烟管道的出烟口连接，高温炉烟管道内设置有阀门，第一连接口和第二连接口之间的烟气管道内也设置有阀门。

所述AOD炉烟气余热发电装置还包括热水储蓄装置，所述热水管道的出水口与热水储蓄装置的进水口相连，所述热水储蓄装置的出水口与螺杆膨胀发电站的进水口相连。在AOD炉短时间内出现故障或者停产时，热水储蓄装置中的热水能够有效补充短时间内供螺杆膨胀发电站发电使用，以确保螺杆膨胀发电站发电的连续性。

所述AOD炉烟气余热发电装置还包括水泵，所述水泵的进水口与热水储蓄装置的出水口相连，所述水泵的出水口与和螺杆膨胀发电站的进水口相连接。

所述螺杆膨胀发电站包括依次连接的蒸发器、发电器、冷凝器和用于泵送工质冷凝液的工质泵，所述热水管道的出水口与蒸发器相连，所述工质泵的进水口与冷凝器的出水口相连，所述工质泵的出水口与蒸发器的进水口相连。保证工质被循环利用。

所述蒸发器包括热水流入口和冷水流出口；所述烟气换热器内的被加热的循环水经热水管道、热水流入口进入蒸发器，经冷水流出口流出蒸发器。

所述AOD炉烟气余热发电装置包括至少一个烟气换热器和至少一个AOD炉，每个烟气换热器分别回收不同的AOD炉的烟气的余热；所述每个烟气换热器的热水管道均与螺杆膨胀发电站连接。

所述不同的AOD炉错峰运行。使得任何时间段内都保证有相当部分的热量可以利用的高温烟气。

所述烟气为AOD炉所产生的中低温烟气。

本实用新型的技术方案解决了AOD炉烟气温度波动范围大、温度低，不能够有效利用的问题。为不锈钢产业AOD炉烟气的回收利用指明了发展方向。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种AOD炉烟气余热发电装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。

实施例1

如图1所示的一种AOD炉烟气余热发电装置，用于利用AOD炉的烟气的余热发电，包括烟气换热器3和螺杆膨胀发电站5，所述烟气换热器3包括进烟口、出烟口、进水口和出水口；所述AOD炉通过烟气管道排出烟气，所述AOD炉烟气余热发电装置还包括高温烟气管道1、低温烟气管道2和热水管道4；所述烟气管道的出烟口与高温烟气管道1的进烟口相连，所述高温烟气管道1的出烟口与烟气换热器3的进烟口相连，所述烟气换热器3的出烟口与低温烟气管道2的进烟口相连；所述烟气换热器3的出水口与热水管道4的进水口相连，所述热水管道4的出水口与螺杆膨胀发电站5的进水口相连。

所述烟气管道上开设有第一连接口和第二连接口，靠近AOD炉的第一连接口与高温烟气管道1连接，远离AOD炉的第二连接口与低温烟气管道2连接，高温烟气管道1内设置有第一阀门，第一连接口和第二连接口之间的烟气管道内也设置有第二阀门。当烟气换热器3正常工作时，打开第一阀门，关闭第二阀门，烟气经高温烟气管道1进入烟气换热器3，经低温烟气管道2进入烟气通道，最终被排出；当烟气换热器3出现故障或停用时，关闭第一阀门，打开第二阀门，让烟气从烟气通道内排出。

所述AOD炉烟气余热发电装置还包括热水储蓄装置，所述热水管道4的出水口与热水储蓄装置的进水口相连，所述热水储蓄装置的出水口与螺杆膨胀发电站5的进水口相连。在AOD炉短时间内出现故障或者停产时，热水储蓄装置中的热水能够有效补充短时间内供螺杆膨胀发电站5发电使用，以确保螺杆膨胀发电站5发电的连续性。

所述AOD炉烟气余热发电装置还包括水泵，所述水泵的进水口与热水储蓄装置的出水口相连，所述水泵的出水口与和螺杆膨胀发电站5的进水口相连接。

所述螺杆膨胀发电站5包括依次连接的蒸发器、发电器、冷凝器和用于泵送工质冷凝液的工质泵，所述热水管道4的出水口与蒸发器相连，所述工质泵的进水口与冷凝器的出水口相连，所述工质泵的出水口与蒸发器的进水口相连。保证工质被循环利用。

所述蒸发器包括热水流入口和冷水流出口；所述烟气换热器3内的被加热的循环水经热水管道4、热水流入口进入蒸发器，经冷水流出口流出蒸发器。

所述AOD炉烟气余热发电装置包括至少一个烟气换热器3和至少一个AOD炉，每个烟气换热器3分别回收不同的AOD炉的烟气的余热；所述每个烟气换热器3的热水管道4均与螺杆膨胀发电站5连接。

所述不同的AOD炉错峰运行。使得任何时间段内都保证有相当部分的热量可以利用的高温烟气。

所述烟气为AOD炉所产生的中低温烟气。

发电器52为ORC螺杆膨胀发电器，包括ORC螺杆膨胀机521、联轴器522和发电机523。ORC螺杆膨胀机521转动的时候会推动联轴器522带动发电机523进行转动发电，发出的交流电通过输出系统接到机房配电室中供用户使用，整个过程中的信号模拟监控以及故障报警信息等可以通过上位机进行查询分析。

由于AOD炉烟气温度波动较大，本实用新型通过4台AOD炉的错峰运行，使得任何时间段内都保证有相当部分热量的可以利用的高温烟气。4台AOD炉通过设计配套4台相应型号的烟气换热器3，烟气经过烟气换热器3后，置换出相应的热水，所产生的相应热水通过高压泵分别注入3台ORC螺杆膨胀发电器，多发出的电为380V交流电直接接入用户低压配电房。

本实用新型通过使4台AOD炉错峰运行，利用多台烟气换热器3回收烟气热量，使换热器内部的水升温，热水通过管道汇总一路，进入ORC螺杆膨胀发电器中的蒸发器51内，热水在蒸发器51内与有机工质换热，使有机工质转化为高压工质蒸气，有机工质蒸汽进入ORC螺杆膨胀发电器内做功，通过联轴器522带动发电机523发电。做功后有机工质变为低压工质蒸气，然后通过冷凝器53冷却为工质冷凝液，再进入蒸发器51循环。

AOD炉烟气的排放过程：AOD炉烟气—烟气换热器3—原烟道—除尘器—排放。AOD炉烟气经烟气通道、高温烟气管道1进入烟气换热器3，然后高温烟气经过换热后转化为低温烟气经低温烟气管道2排入烟气管道。

循环水的循环过程：循环水被烟气换热器3置换为热水—蒸发器51—被冷却的热水—烟气换热器3。循环水经过烟气换热器3换热后变成高压、高热循环水，然后进入蒸发器51中进行热交换，经过热交换的高压、高热循环水温度降低后成为循环水继续循环使用。

有机工质的循环过程：有机工质在蒸发器51内被置换为高压工质蒸汽—ORC螺杆膨胀机521—低压工质蒸汽—冷凝器53—工质泵54—工质冷凝液—蒸发器51。工质冷凝液经过蒸发器51加热后变成高压、高热工质蒸汽,推动ORC螺杆膨胀机521进行做功转动后变为低压工质蒸汽,进入冷凝器53中进行冷却，冷却过程中需要冷却水,冷却后的工质蒸汽通过工质泵54加压后转化为工质冷凝液进行循环使用。热水流进蒸发器51与蒸发器51内的工质换热，使工质转化为高压工质蒸气，高压工质蒸气驱动发电器52发电，做功后的高压工质蒸气变为低压工质蒸气，低压工质蒸气通过冷凝器53冷却为工质冷凝液。

所述烟气换热器3包括本体、构架平台爬梯、激波吹灰装置、阀门、膨胀节、传感器、变频器；所述ORC螺杆膨胀发电站5包括ORC型螺杆膨胀机、蒸发器51、工质泵54、联轴器522、高效异步发电、阀门管件、控制柜、过滤器。

所述烟气换热器3为翅片管式烟气换热装置。

所述ORC螺杆膨胀发电站5所用的工质为R245fa，发电机523类型为异步发电机，其控制系统在ORC螺杆膨胀发电站5内部，有触摸屏显示作为控制系统，控制系统控制第一阀门和第二阀门的开关。

所述发电接入与输出系统包括电缆桥架、上位机、机房配电室，其中ORC螺杆膨胀发电站5所发出的交流电接入机房配电室中，上位机做为显示系统单独位于一个简易房内，为大屏幕显示，上面显示各种传感器信号，系统布置图以及故障信息。

Claims (7)

1.一种AOD炉烟气余热发电装置，用于利用AOD炉的烟气的余热发电，包括烟气换热器和螺杆膨胀发电站，所述烟气换热器包括进烟口、出烟口、进水口和出水口；所述AOD炉通过烟气管道排出烟气，其特征在于，所述AOD炉烟气余热发电装置还包括高温烟气管道、低温烟气管道和热水管道；所述烟气管道的出烟口与高温烟气管道的进烟口相连，所述高温烟气管道的出烟口与烟气换热器的进烟口相连，所述烟气换热器的出烟口与低温烟气管道的进烟口相连；所述烟气换热器的出水口与热水管道的进水口相连，所述热水管道的出水口与螺杆膨胀发电站的进水口相连。

2.根据权利要求1所述的AOD炉烟气余热发电装置，其特征在于：所述烟气管道上开设有第一连接口和第二连接口，靠近AOD炉的第一连接口与高温炉烟管道的进烟口连接，远离AOD炉的第二连接口与低温炉烟管道的出烟口连接，高温炉烟管道内设置有阀门，第一连接口和第二连接口之间的烟气管道内也设置有阀门。

3.根据权利要求1所述的AOD炉烟气余热发电装置，其特征在于：所述AOD炉烟气余热发电装置还包括热水储蓄装置，所述热水管道的出水口与热水储蓄装置的进水口相连，所述热水储蓄装置的出水口与螺杆膨胀发电站的进水口相连。

4.根据权利要求3所述的AOD炉烟气余热发电装置，其特征在于：所述AOD炉烟气余热发电装置还包括水泵，所述水泵的进水口与热水储蓄装置的出水口相连，所述水泵的出水口与和螺杆膨胀发电站的进水口相连接。

5.根据权利要求1所述的AOD炉烟气余热发电装置，其特征在于：所述螺杆膨胀发电站包括依次连接的蒸发器、发电器、冷凝器和用于泵送工质冷凝液的工质泵，所述热水管道的出水口与蒸发器相连，所述工质泵的进水口与冷凝器的出水口相连，所述工质泵的出水口与蒸发器的进水口相连。

6.根据权利要求5所述的AOD炉烟气余热发电装置，其特征在于：所述蒸发器包括热水流入口和冷水流出口；所述烟气换热器内的被加热的循环水经热水管道、热水流入口进入蒸发器，经冷水流出口流出蒸发器。

7.根据权利要求1所述的AOD炉烟气余热发电装置，其特征在于：所述AOD炉烟气余热发电装置包括至少一个烟气换热器和至少一个AOD炉，每个烟气换热器分别回收不同的AOD炉的烟气的余热；所述每个烟气换热器的热水管道均与螺杆膨胀发电站连接。