CN211174248U - 一种应用于钢渣的高速透平发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于钢渣的高速透平发电系统，包括有压热闷罐系统、透平发电系统和冷却塔水循环系统，该系统就是直接利用有压热闷工艺闷渣罐产生的低压过饱和蒸汽作为循环介质进行发电，从透平机出来的低温低压蒸汽进入凝气器被来自冷却塔的循环冷却水系统冷却，变成凝结水。本实用新型与现有技术相比的优点在于：由于直接利用热源蒸汽发电，该装置的系统构成简洁、发电效率高，启停运行操作简易、安全性能好，但对于分离器以及透平的要求高，该装置的显著技术特点是采用三级分离的分离工艺，蒸汽透平为适应含有液滴的湿蒸汽的整体齿轮箱式超音速透平。
Description
技术领域
本实用新型涉及钢渣的发电系统技术领域，具体是指一种应用于钢渣的高速透平发电系统。
背景技术
钢渣作为炼钢过程中所产生的一种固体废弃物，其中含有大量热量，1吨钢渣中所蕴含的热量约相当于40kg标准煤所蕴含的热量，采用原有钢渣处理方法，因其处理过程多是敞开或半封闭状态，造成钢渣中所蕴含的热量无法有效地进行回收利用，大量热量白白浪费，钢渣有压热闷工艺作为钢渣处理领域最新的一种钢渣处理方法，该工艺集洁净化、自动化和机械化等优势于一体，其处理过程主要包括辊压破碎和有压热闷两个工序，辊压破碎工序主要是快速完成1600℃熔融钢渣的固化和粒化，有压热闷工序是在一密闭的压力容器中进行的，该工序主要是利用钢渣热能加热水产生过饱和蒸汽完成钢渣中不稳定物质的消解，同时该工序还稳定输出大量的低温低压蒸汽，从而为透平发电提供了充足的热源来源，工艺上的热量回收问题有待解决，所以需要对此进行改进。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服以上的技术缺陷，提供一种高效利用发电的一种应用于钢渣的高速透平发电系统。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种应用于钢渣的高速透平发电系统，包括有压热闷罐系统、透平发电系统和冷却塔水循环系统，所述有压热闷罐系统包括闷渣罐和蓄热器，所述透平发电系统包括分离器、高速饱和蒸汽透平发电机、流量计和差压计，所述冷却塔水循环系统包括凝汽器、冷却塔和冷却塔水泵，所述有压热闷罐系统和所述透平发电系统连接，所述透平发电系统和所述冷却塔水循环系统连接，所述闷渣罐和蓄热器通过管道连通，所述蓄热器和分离器连通，所述分离器和所述高速饱和蒸汽透平发电机连通，所述高速饱和蒸汽透平发电机通过管道和凝汽器连接，所述凝汽器和所述冷却塔连通，所述冷却塔水泵固定连接在所述冷却塔内部，所述冷却塔水泵的两端分别和所述凝汽器、冷却塔连通。
本实用新型与现有技术相比的优点在于：一种应用于钢渣的高速透平发电系统，包括有压热闷罐系统、透平发电系统和冷却塔水循环系统，所述有压热闷罐系统包括闷渣罐和蓄热器，所述透平发电系统包括分离器、高速饱和蒸汽透平发电机、流量计和差压计，所述冷却塔水循环系统包括凝汽器、冷却塔和冷却塔水泵，所述有压热闷罐系统和所述透平发电系统连接，所述透平发电系统和所述冷却塔水循环系统连接，所述闷渣罐和蓄热器通过管道连通，所述蓄热器和分离器连通，所述分离器和所述高速饱和蒸汽透平发电机连通，所述高速饱和蒸汽透平发电机通过管道和凝汽器连接，所述凝汽器和所述冷却塔连通，所述冷却塔水泵固定连接在所述冷却塔内部，所述冷却塔水泵的两端分别和所述凝汽器、冷却塔连通。
作为改进，所述分离器设为三级分离的分离器，所述分离器包括折板、除沫器和旋风分离器。
作为改进，所述高速饱和蒸汽透平发电机用超音速冲动式型线设计，并采用单级悬臂式结构。
作为改进，所述高速饱和蒸汽透平发电机的叶轮设为冲动式，采用整体轮盘式设计，并采用耐腐蚀材料17-4PH。
作为改进，所述分离器共设有两台，所述分离器的进出口两端均连接一个差压计。
作为改进，所述流量计连接在所述蓄热器和所述分离器之间。
附图说明
图1是本实用新型一种应用于钢渣的高速透平发电系统的叶片示意图。
图2是本实用新型一种应用于钢渣的高速透平发电系统的系统示意图。
图3是本实用新型一种应用于钢渣的高速透平发电系统的分离器示意图。
图4是本实用新型一种应用于钢渣的高速透平发电系统的叶轮示意图。
如图所示：1、有压热闷罐系统，2、透平发电系统，3、冷却塔水循环系统，4、闷渣罐，5、蓄热器，6、分离器，7、高速饱和蒸汽透平发电机，8、流量计，9、差压计，10、凝汽器，11、冷却塔，12、冷却塔水泵，13、折板，14、除沫器，15、旋风分离器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
本实用新型在具体实施时，提供一种应用于钢渣的高速透平发电系统，包括有压热闷罐系统1、透平发电系统2和冷却塔水循环系统3，所述有压热闷罐系统1包括闷渣罐4和蓄热器5，所述透平发电系统2包括分离器6、高速饱和蒸汽透平发电机7、流量计8和差压计9，所述冷却塔水循环系统3包括凝汽器10、冷却塔11和冷却塔水泵12，所述有压热闷罐系统1和所述透平发电系统2连接，所述透平发电系统2和所述冷却塔水循环系统3连接，所述闷渣罐4和蓄热器5通过管道连通，所述蓄热器5和分离器6连通，所述分离器6和所述高速饱和蒸汽透平发电机7连通，所述高速饱和蒸汽透平发电机7通过管道和凝汽器10连接，所述凝汽器10和所述冷却塔11连通，所述冷却塔水泵12固定连接在所述冷却塔11内部，所述冷却塔水泵12的两端分别和所述凝汽器10、冷却塔11连通。
所述分离器6设为三级分离的分离器，所述分离器6包括折板13、除沫器14和旋风分离器15。
所述高速饱和蒸汽透平发电机7用超音速冲动式型线设计，并采用单级悬臂式结构。
所述高速饱和蒸汽透平发电机7的叶轮设为冲动式，采用整体轮盘式设计，并采用耐腐蚀材料17-4PH。
所述分离器6共设有两台，所述分离器6的进出口两端均连接一个差压计9。
所述流量计8连接在所述蓄热器5和所述分离器6之间。
本实用新型的工作原理是：本实用新型的一种应用于钢渣的高速透平发电系统可以高效利用发电，目前，采用原有钢渣处理方法，因其处理过程多是敞开或半封闭状态，造成钢渣中所蕴含的热量无法有效地进行回收利用，大量热量白白浪费，针对这些情况，本应用于钢渣的高速透平发电系统，包括有压热闷罐系统1、透平发电系统2和冷却塔水循环系统3，所述有压热闷罐系统1包括闷渣罐4和蓄热器5，所述透平发电系统2包括分离器6、高速饱和蒸汽透平发电机7、流量计8和差压计9，所述冷却塔水循环系统3包括凝汽器10、冷却塔11和冷却塔水泵12，所述有压热闷罐系统1和所述透平发电系统2连接，所述透平发电系统2和所述冷却塔水循环系统3连接，所述闷渣罐4和蓄热器5通过管道连通，所述蓄热器5和分离器6连通，所述分离器6和所述高速饱和蒸汽透平发电机7连通，所述高速饱和蒸汽透平发电机7通过管道和凝汽器10连接，所述凝汽器10和所述冷却塔11连通，所述冷却塔水泵12固定连接在所述冷却塔11内部，所述冷却塔水泵12的两端分别和所述凝汽器10、冷却塔11连通，如图1所示，首先闷渣罐4中产生的低压湿蒸汽进入蓄热器5中，其中，闷渣罐4运行过程中产生的蒸汽为低温低压湿蒸汽，其温度约为140℃，压力为0.2-0.4MPa，含有细小颗粒，含有少量非凝结气体，作为做功工质使用需进行杂质分离，蒸汽从喷嘴以超过当地音速的气流速度(约400m/s)冲击经缩放式流道加速，在喉部达到音速的功效，要在喉部达到音速，一般来说，相邻静叶片之间形成的流道呈现缩放式，即流经喷嘴的速度不减(流经喷嘴的最终出口速度马赫数达1-2范围)，压力不变，流道呈上宽下渐变成线状，可以实现气流在喉部达到音速的功效，该型线采用B样条曲线设计保证叶片表面的光顺性，减少气体的流动损失，然后，由蓄热器5出来的湿蒸汽先流经流量计8，来测定质量流量以及温度，之后进入分离器6中进行杂质去除，分离器6进出口利用差压计9测定分离提纯前后蒸汽的压力变化，蒸汽之后进入高速饱和蒸汽透平发电机7组7膨胀做功，最后排入凝汽器10中，如此流程进行能量回收利用，高速叶轮直接悬挂于高速齿轮箱上，通过齿轮箱大小齿轮把轴功率传递给发电机，透平采用超音速冲动式型线设计，采用单级悬臂式结构，轴系长度短，转子动力学合格，有较为成熟可靠的轴承、密封零部件供配套，喷嘴的喷嘴组中相邻静叶片之间形成的流道呈现缩放式，并在喉部形成型线设置，该型线采用B样条曲线设计保证叶片表面的光顺性,叶片喉部的尺寸范围为0.2-0.8mm，流体流经所述喉部以达到音速，采用最先进的超音速空气动力学技术设计，透平的叶轮为冲动式，来减低冲蚀，整体轮盘式设计，并采用耐腐蚀材料17-4PH，以适应含湿气的工作流体，悬臂式结构简单可靠，高速叶轮直接悬挂于高速齿轮箱上，通过齿轮箱大小齿轮把轴功率传递给发电机，其中，蒸汽做功后，从高速饱和蒸汽透平发电机7出口排出，再如图2所示，液态水在有压热闷工艺罐中吸热，产生低压过饱和蒸汽，其温度约为140℃，压力为0.2-0.4MPa，含有细小颗粒，含有少量非凝结气体，作为工质使用需进行杂质分离，然后进入蓄热器5中，之后通过三级高效分离器6得到可以用于透平机组发电的低压过饱和蒸汽，并进入透平机组发电，其中，分离器6为三级分离，旋风分离器15的旋风分离、折板13的惯性分离、除沫器14除沫作业，来达到颗粒和液滴的脱除，三级高效分离器6需配置两台，一备一用，同时进出口两端连接一差压计9来检测蒸汽的压降变化，低压过饱和蒸汽在经过透平机组发电后进入凝汽器10，做功完成后的乏汽进入凝汽器10中，被由冷却塔水泵12提供动力的循环冷却水冷却，换热升温的冷却水在冷却塔11中向大气环境放热，完成后再由冷却塔水泵12吸出，重新进入凝汽器10中，如此反复。
以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种应用于钢渣的高速透平发电系统，包括有压热闷罐系统(1)、透平发电系统(2)和冷却塔水循环系统(3)，其特征在于：所述有压热闷罐系统(1)包括闷渣罐(4)和蓄热器(5)，所述透平发电系统(2)包括分离器(6)、高速饱和蒸汽透平发电机(7)、流量计(8)和差压计(9)，所述冷却塔水循环系统(3)包括凝汽器(10)、冷却塔(11)和冷却塔水泵(12)，所述有压热闷罐系统(1)和所述透平发电系统(2)连接，所述透平发电系统(2)和所述冷却塔水循环系统(3)连接，所述闷渣罐(4)和蓄热器(5)通过管道连通，所述蓄热器(5)和分离器(6)连通，所述分离器(6)和所述高速饱和蒸汽透平发电机(7)连通，所述高速饱和蒸汽透平发电机(7)通过管道和凝汽器(10)连接，所述凝汽器(10)和所述冷却塔(11)连通，所述冷却塔水泵(12)固定连接在所述冷却塔(11)内部，所述冷却塔水泵(12)的两端分别和所述凝汽器(10)、冷却塔(11)连通。
2.根据权利要求1所述的一种应用于钢渣的高速透平发电系统，其特征在于：所述分离器(6)设为三级分离的分离器，所述分离器(6)包括折板(13)、除沫器(14)和旋风分离器(15)。
3.根据权利要求1所述的一种应用于钢渣的高速透平发电系统，其特征在于：所述高速饱和蒸汽透平发电机(7)用超音速冲动式型线设计，并采用单级悬臂式结构。
4.根据权利要求1所述的一种应用于钢渣的高速透平发电系统，其特征在于：所述高速饱和蒸汽透平发电机(7)的叶轮设为冲动式，采用整体轮盘式设计，并采用耐腐蚀材料17-4PH。
5.根据权利要求1所述的一种应用于钢渣的高速透平发电系统，其特征在于：所述分离器(6)共设有两台，所述分离器(6)的进出口两端均连接一个差压计(9)。
6.根据权利要求1所述的一种应用于钢渣的高速透平发电系统，其特征在于：所述流量计(8)连接在所述蓄热器(5)和所述分离器(6)之间。
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Cited By (1)
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| CN113738468A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-03 | 重庆江增船舶重工有限公司 | 一种高效低温低压蒸汽余热利用联合发电系统及其控制方法 |
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2019
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