CN205990425U - 一种转炉蒸汽过热发电系统 - Google Patents

一种转炉蒸汽过热发电系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种转炉蒸汽过热发电系统，主要包括依次相连形成循环回路的蒸汽发生系统、再压缩系统和发电系统，所述蒸汽发生系统包括转炉和烟道，转炉与烟道相连，烟道的外壁布置有冷却水管道；所述再压缩系统包括压缩机，压缩机的入口与冷却水管道的蒸汽输出口连通，压缩机由电机驱动，电机与发电系统相连；所述发电系统包括透平机、发电机和冷凝器，所述透平机与发电机相连，透平机的入口与压缩机的出口相连，透平机的出口与冷凝器的热源入口相连，冷凝器的热源出口与冷却水管道的冷却水入口连通。本实用新型的有益效果为：蒸汽在再压缩系统内进行压缩，成为过热蒸汽，极大降低了进入透平机内蒸汽的水含量，提高了蒸汽发电效率，同时也减小了透平机的磨损。

Description

一种转炉蒸汽过热发电系统
技术领域
本实用新型涉及转炉蒸汽发电系统，具体涉及一种转炉蒸汽过热发电系统。
背景技术
转炉炼钢过程是钢铁冶炼生产过程中非常重要的工序，该过程主要涉及脱碳的高温化学反应，反应会产生大量的温度在1400～1600℃的CO、CO2等高温废气，这部分高温废气所含能量占整个钢铁生产中能耗的8％～14％，仅次于炼铁工序；且该部分能量中的45％以废气的形式直接排放到大气中，不仅污染了环境，还造成了能量的浪费。
为了提供能源利用率，大多企业配置烟道式气化冷却余热锅炉，对高温烟气进行回收利用。由于受到转炉吹炼时烟气流量的波动，余热锅炉产生的蒸汽量也随之急剧波动，由蒸汽驱动的汽轮机随之受到影响。为保证汽轮机进汽流量的连续性和稳定性，进一步配置蒸汽蓄热器系统。在吹炼期内，余热锅炉产生的蒸汽部分被引入蒸汽蓄热器内，蒸汽在蒸汽蓄热器换热冷却后并凝结成水，焓值升高，完成了蒸汽蓄热器的充热过程，部分蒸汽直接为汽轮机供出饱和蒸汽；在非吹炼阶段，余热锅炉不产生蒸汽，调压阀前的压力不断下降，蒸汽蓄热器中的饱和水降压后迅速闪蒸，饱和水成为过热水，立即沸腾而自然蒸发，产生连续蒸汽进入汽轮机，在汽轮机内膨胀做功，驱动发电机发电。
由于转炉余热锅炉和蒸汽蓄热器提供给汽轮机的蒸汽为低压饱和蒸汽，蒸汽中含有物理水分；同时，饱和蒸汽在汽轮机膨胀做功过程中易析出冷凝水，冷凝水会对汽轮机叶片造成损害，导致转炉饱和蒸汽发电系统不能连续运行，影响发电的经济效益。因此，有必要对现有技术进行改进。
发明内容
本实用新型的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种发电效率高的转炉蒸汽过热发电系统。
本实用新型采用的技术方案是：一种转炉蒸汽过热发电系统，主要包括依次相连形成循环回路的蒸汽发生系统、再压缩系统和发电系统，所述蒸汽发生系统包括转炉和烟道，转炉与烟道相连，烟道的外壁布置有冷却水管道；所述再压缩系统包括压缩机，压缩机的入口与冷却水管道的蒸汽输出口连通，压缩机由电机驱动，电机与发电系统相连；所述发电系统包括透平机、发电机和冷凝器，所述透平机与发电机相连，透平机的入口与压缩机的出口相连，透平机的出口与冷凝器的热源入口相连，冷凝器的热源出口与冷却水管道的冷却水入口连通。
按上述方案，所述蒸汽发生系统还包括汽包，所述冷却水管道的蒸汽出口与汽包的蒸汽入口相连，冷凝器的热源出口与汽包的冷却水入口连通，汽包的冷却水出口与冷却水管道的冷却水入口连通。
按上述方案，在蒸汽发生系统与再压缩系统之间安装有缓冲系统，缓冲系统包括蓄热器，蓄热器的入口通过减压阀与汽包的蒸汽出口连通，蓄热器的出口与压缩机的入口相连。
按上述方案，所述再压缩系统还包括汽水分离器，汽水分离器的入口通过三通接头分别与汽包的蒸汽出口、蓄热器的出口相连，汽水分离器的出口与压缩机的入口连通。
本实用新型的有益效果为：
1、与传统工艺相比增加了再压缩系统，蒸汽发生系统产生的蒸汽在再压缩系统内进行压缩，成为过热蒸汽，极大降低了进入透平机内蒸汽的水含量，提高了蒸汽发电效率，同时也降低了透平机的磨损，提高了透平机的使用寿命，保证了发电系统的稳定运行。
2、压缩机直接由发电系统供电，无需再另外提供电源。
附图说明
图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图。
其中：1、转炉；2、烟道；3、汽包；4、蓄热器；5、汽水分离器；6、压缩机；7、电动机；8、透平机；9、发电机；10、冷凝器。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地描述。
如图1所述的一种转炉蒸汽过热发电系统，主要包括依次相连形成循环回路的蒸汽发生系统、缓冲系统、再压缩系统和发电系统，其中，蒸汽发生系统包括转炉1、烟道2和汽包3，转炉1与烟道2相连，烟道2的外壁布置有冷却水管道，冷却水管道的蒸汽出口与汽包3的蒸汽入口相连，汽包3的冷却水出口与冷却水管道的冷源入口相连；缓冲系统包括蓄热器4，蓄热器4的入口通过减压阀与汽包3的蒸汽出口连通；所述再压缩系统包括汽水分离器5和压缩机6，汽水分离器5的入口通过三通接头分别与蓄热器4的出口、汽包3的蒸汽出口连通，汽水分离器5的出口与压缩机6的入口连通，压缩机6由电机7驱动；所述发电系统包括透平机8、发电机9和冷凝器10，透平机8与发电机9相连，透平机8的入口与压缩机6的出口相连，透平机8的出口与冷凝器10的热源入口相连，冷凝器10的热源出口与汽包3的冷却水入口相连，汽包3的冷却水出口与冷却水管道的冷却水入口相连。
蒸汽发生系统：转炉1在吹炼期产生大量温度在1000℃以上的高温烟气,高温烟气经过转炉1的除尘烟罩进入烟道2，与冷却水管道内的冷却水对流换热，换热后，烟气温度降低，进入烟气排放系统；冷却水受热蒸发成低压蒸汽，进入汽包3，经汽包3中转后流向蓄热器4或直接进入再压缩系统。
蒸汽缓冲系统：汽包3内的饱和蒸汽进入蓄热器4，由蓄热器4内部的充热装置喷入蓄热器4的热水中；由于饱和蒸汽的温度高于水温,饱和蒸汽与热水换热后迅速冷凝、放热，同时，蓄热器4内部水温升高。
再压缩系统：为了防止物理水直接进入压缩机6，在压缩机6入口前的管道上设置汽水分离器5，除去饱和蒸汽内的液态水；除水后的饱和蒸汽进入压缩机6进行加压升温，变为过热蒸汽后输入发电系统。压缩机6由电动机7驱动，电动机7消耗电能由发电系统提供。
发电系统：过热蒸汽进入透平机8，在透平机8内膨胀做功，驱动透平机8旋转运动，带动发电机9发电；做功后的乏汽再进入冷凝器10凝结为液态水，再泵送至除氧器除氧，最后经汽包3输送至烟道2的冷却水管道内，进行再循环。
本实用新型中，在转炉1的吹炼期，蒸汽发生系统产生的部分饱和蒸汽输入蓄热器4内储存能量，部分饱和蒸汽经调压阀减压至1.3MPa送入发电系统进行发电(经在压缩系统处理后进入发电系统)；在转炉1在非吹炼期内，蒸汽发生系统不再产生蒸汽，调压阀前的蒸汽压力不断下降，此时蓄热器4内的饱和水成为过热水后沸腾，形成饱和蒸汽，饱和蒸汽经调压阀减压至1.3MPa送入在压缩系统，压缩后进入发电系统进行发电。
以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种转炉蒸汽过热发电系统，其特征在于，主要包括依次相连形成循环回路的蒸汽发生系统、再压缩系统和发电系统，所述蒸汽发生系统包括转炉和烟道，转炉与烟道相连，烟道的外壁布置有冷却水管道；所述再压缩系统包括压缩机，压缩机的入口与冷却水管道的蒸汽输出口连通，压缩机由电机驱动，电机与发电系统相连；所述发电系统包括透平机、发电机和冷凝器，所述透平机与发电机相连，透平机的入口与压缩机的出口相连，透平机的出口与冷凝器的热源入口相连，冷凝器的热源出口与冷却水管道的冷却水入口连通。
2.如权利要求1所述的种转炉蒸汽过热发电系统，其特征在于，所述蒸汽发生系统还包括汽包，所述冷却水管道的蒸汽出口与汽包的蒸汽入口相连，冷凝器的热源出口与汽包的冷却水入口连通，汽包的冷却水出口与冷却水管道的冷却水入口连通。
3.如权利要求2所述的一种转炉蒸汽过热发电系统，其特征在于，在蒸汽发生系统与再压缩系统之间安装有缓冲系统，缓冲系统包括蓄热器，蓄热器的入口通过减压阀与汽包的蒸汽出口连通，蓄热器的出口与压缩机的入口相连。
4.如权利要求3所述的一种转炉蒸汽过热发电系统，其特征在于，所述再压缩系统还包括汽水分离器，汽水分离器的入口通过三通接头分别与汽包的蒸汽出口、蓄热器的出口相连，汽水分离器的出口与压缩机的入口连通。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111102143A (zh) * 2020-01-16 2020-05-05 河北绿源地热能开发有限公司 一种地热光热复合式连续发电系统

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