CN212720923U - 一种炼钢炉烟气余热发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种炼钢炉烟气余热发电装置，包括排气管、换热机构、加热水箱和冷凝水箱，所述加热水箱内设置有叶轮，所述加热水箱外设置有发电机，所述冷凝水箱内设置有水泵，所述换热机构包括热管，所述热管包括吸热端和放热端，所述吸热端固定设置在排气管内，所述放热端固定设置在所述加热水箱内，所述吸热端外设置有吸热机构，所述排气管侧壁设置有清洁喷头，所述清洁喷头通过水管与外界气源连通。本实用新型通过设置换热机构，将炼钢炉烟气的热量转移至加热水箱中，通过加热水箱中产生的蒸汽进行发电，实现了热量的回收利用，节能环保，在排气管侧壁设置清洁喷头，无需设备停运即可对排气管内的翅片进行清理，更加方便。

Description

一种炼钢炉烟气余热发电装置

技术领域

本实用新型涉及余热发电领域，尤其涉及一种炼钢炉烟气余热发电装置。

背景技术

电炉炼钢过程中排出的烟气带走了炉内大量的热量，高温烟气直接进入炼钢炉废气处理设备会造成设备损坏，常采用水冷方式对烟气进行降温，再将烟气通入废气处理设备对烟气进行净化，但直接对高温烟气进行冷却造成能源的浪费。

现有技术中常采用热管换热的方式对烟气中含有的余热进行回收，但因热管布置在烟道中，容易粘附烟尘，烟尘的积累会影响热管的换热能力，且热管布置在风道中，清理时必须将设备停止运行，人工进行清理，影响生产，若在烟气通过热管前设置除尘设施，则除尘设施会吸收一部分热量，使得余热回收效果变差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种炼钢炉烟气余热发电装置。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种炼钢炉烟气余热发电装置，包括排气管、换热机构、加热水箱和冷凝水箱，所述加热水箱设置在所述排气管上方，所述加热水箱通过冷凝管道与所述冷凝水箱连通，所述加热水箱内设置有叶轮，所述加热水箱外设置有发电机，所述发电机与所述叶轮同轴连接，所述冷凝水箱内设置有水泵，所述水泵的出水口通过管道与所述加热水箱连通；所述换热机构包括热管，所述热管包括吸热端和放热端，所述吸热端固定设置在所述排气管内，所述放热端固定设置在所述加热水箱内，所述放热端上设置有若干第一翅片，所述吸热端外设置有吸热机构，所述吸热机构包括与所述吸热端同轴转动的壳体，所述壳体罩设在所述吸热端外，所述壳体外设置有若干第二翅片，所述排气管下方设置有电机，所述壳体下部与所述电机的输出轴固定连接，所述排气管内侧壁设置有清洁喷头，所述清洁喷头的出口端朝向所述第二翅片，所述清洁喷头通过水管与外界水源连通。

进一步的，所述壳体与所述吸热端之间所构成的腔体中设置有传热介质，所述壳体上部设置有轴承，所述壳体顶部设置有轴承盖。

进一步的，所述加热水箱顶部设置有上罩体，所述上罩体为倒漏斗形，所述上罩体包括锥形部和直流部，所述叶轮设置在所述直流部管道内。

进一步的，所述冷凝管道外壁设置有若干散热片，所述冷凝管道内壁设置有若干冷凝片，所述冷凝片沿气流方向倾斜向下。

进一步的，所述冷凝管道与所述冷凝水箱之间设置有若干蛇形冷凝管。

进一步的，所述冷凝管道上设置有放气阀。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型通过设置换热机构，将炼钢炉高温烟气的热量转移至加热水箱中，通过加热水箱中产生的蒸汽进行发电，实现了热量的回收利用，节能环保；通过在吸热端设置同轴转动的壳体，在排气管侧壁设置清洁喷头，使得无需停运即可对排气管内的翅片进行清理，提高了生产效率和换热效率。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的一个实施例的另一方向的结构示意图；

图3是图2中A的局部放大图。

图中：1、排气管；2、加热水箱；3、冷凝水箱；4、冷凝管道；5、叶轮；6、发电机；7、水泵；8、热管；9、吸热端；10、放热端；11、第一翅片；12、壳体；13、第二翅片；14、电机；15、清洁喷头；16、水管；17、传热介质；18、轴承；19、轴承盖；20、锥形部；21、直流部；22、散热片；23、冷凝片；24、蛇形冷凝管；25、放气阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-3所示，是本实用新型一种炼钢炉烟气余热发电装置的具体实施方式，包括排气管1、换热机构、加热水箱2和冷凝水箱3，所述加热水箱2设置在所述排气管1上方，所述加热水箱2通过冷凝管道4与所述冷凝水箱3连通，所述加热水箱2内设置有叶轮5，所述加热水箱2外设置有发电机6，所述发电机6与所述叶轮5同轴连接，所述冷凝水箱3内设置有水泵7，所述水泵7出水口通过管道与所述加热水箱2连通；所述换热机构包括热管8，所述热管8包括吸热端9和放热端10，所述吸热端9固定设置在所述排气管1内，所述放热端10固定设置在所述加热水箱2内，所述放热端10上设置有若干第一翅片11，所述吸热端9外设置有吸热机构，所述吸热机构包括与所述吸热端10同轴转动的壳体12，所述壳体12罩设在所述吸热端9外，所述壳体12外设置有若干第二翅片13，所述排气管1下方设置有电机14，所述壳体12下部与所述电机14的输出轴固定连接，所述排气管1内侧壁设置有清洁喷头15，所述清洁喷头15的出口端朝向所述第二翅片13，所述清洁喷头15通过水管16与外界水源连通。

热管作为一种传热组件，利用了热传导原理与制冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，热管通常由管壳、吸液芯和端盖组成，管壳内部充以适量的工作液体，吸液芯为多孔毛细结构，使紧贴管内壁的吸液芯中充满液体，安装端盖后加以密封。管的一端为蒸发段(吸热段)，另一端为冷凝段(放热段)。当热管的一端受热时吸液芯中的工作液体蒸发汽化，蒸汽流向另一端放出热量凝结成液体，液体再靠毛细力或重力的作用流回蒸发段。如此循环不己，热量由热管的一端传至另—端。

本实用新型中当热管8的吸热端9内的工作液体受热蒸发，并带走热量，工作液体的蒸汽从吸热端9流入放热端10，凝结成液体，同时放出热量，热管8竖直放置，放热端10在上，吸热端9在下，工作液体的回流靠重力足可满足，结构简单。

本实用新型通过设置换热机构，将炼钢炉高温烟气的热量转移至加热水箱2中，通过加热水箱2中产生的蒸汽进行发电，实现了热量的回收利用，节能环保；通过在吸热端9设置同轴转动的壳体12，在排气管1侧壁设置清洁喷头15，使得无需停运即可对排气管1内的第二翅片13进行清理，提高了生产效率和换热效率。

进一步的，所述壳体12与所述吸热端9之间所构成的腔体中设置有传热介质17，所述壳体12上部设置有轴承18，所述壳体12顶部设置有轴承盖19。

传热介质17作为热载体可以是熔盐或碱金属钠和钾或其他物质，因不同型号的炼钢炉排气温度不同，具体可以根据实际排气温度来进行选择，在400-550℃范围内，通常用熔盐作为热载体，在500-800℃范围内可以用碱金属钠或钾或这两种金属的合金作为热载体。通过在壳体12的顶部设置轴承盖19，可以避免排气管1中的烟气进入壳体中12使得传热介质17被污染。

进一步的，所述加热水箱2顶部设置有上罩体，所述上罩体为倒漏斗形，所述上罩体包括锥形部20和直流部21，所述叶轮5设置在所述直流部21管道内，锥形部20起到收集蒸汽的作用，加热水箱2中的水蒸发后会快速的上升，通过锥形部20进入直流部21中，带动叶轮5转动，叶轮5和发电机6同轴连接，发电机发电。

进一步的，所述冷凝管道4外壁设置有若干散热片22，所述冷凝管道4内壁设置有若干冷凝片23，冷凝片23方向沿气流方向向下，便于蒸汽冷凝为水后顺着冷凝片23流下。

进一步的，所述冷凝管道4与所述冷凝水箱3之间设置有若干蛇形冷凝管24，通过设置蛇形冷凝管24，可使得冷凝水的流动速度变慢，冷却更充分。

进一步的，所述冷凝管道4上设置有放气阀25，避免设备内部压力过高造成设备损坏。

本实用新型的工作过程如下：当带有大量热量的烟气通过排气管1中时，第二翅片13将热量传递至壳体12，壳体12与热管8的吸热端9之间填充有传热介质17，壳体12通过传热介质17将热量传递至吸热端9，吸热端9内的工作液体受热蒸发，并带走热量，工作液体的蒸汽从吸热端9流入放热端10，凝结成液体，同时放出热量，加热水箱2中的水受热蒸发，产生的大量水蒸汽快速上升进入上罩体，带动叶轮5转动，使得发电机发电。推动叶轮5转动后的水蒸汽进入冷凝管道4中，冷凝管道4中设置有冷凝片23，冷凝管道4外设置有散热片22可以加快散热，使得水蒸汽冷凝为液态水，部分液态水沿蛇形冷凝管24螺旋向下流动最终进入冷凝水箱3中，剩余的未冷凝的水蒸汽继续沿管道流动，在此过程中水蒸汽中的热量不断通过冷凝片23和散热片22传递出，使得水蒸汽不断冷凝为液态水，最终流入冷凝水箱3中。水泵7将冷凝水箱3中的水重新抽送至加热水箱2中，实现冷凝水的循环使用。

吸热机构设置在排气管1中，当使用一段时间后，壳体12和第二翅片13上会附着烟尘，影响吸热效率。当需要对壳体12和第二翅片13进行清洁时，启动与清洁喷头15通过水管16连通的外界水源，水从清洁喷头15喷出，对第二翅片13和壳体12喷水进行清洁，同时启动电机14，电机带动壳体12转动使得壳体12四周均能够被清洁到，然后关闭水源，清洁完成。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种炼钢炉烟气余热发电装置，其特征在于：包括排气管(1)、换热机构、加热水箱(2)和冷凝水箱(3)，所述加热水箱(2)设置在所述排气管(1)上方，所述加热水箱(2)通过冷凝管道(4)与所述冷凝水箱(3)连通，所述加热水箱(2)内设置有叶轮(5)，所述加热水箱(2)外设置有发电机(6)，所述发电机(6)与所述叶轮(5)同轴连接，所述冷凝水箱(3)内设置有水泵(7)，所述水泵(7)的出水口通过管道与所述加热水箱(2)连通；所述换热机构包括热管(8)，所述热管(8)包括吸热端(9)和放热端(10)，所述吸热端(9)固定设置在所述排气管(1)内，所述放热端(10)固定设置在所述加热水箱(2)内，所述放热端(10)上设置有若干第一翅片(11)，所述吸热端(9)外设置有吸热机构，所述吸热机构包括与所述吸热端(9)同轴转动的壳体(12)，所述壳体(12)罩设在所述吸热端(9)外，所述壳体(12)外设置有若干第二翅片(13)，所述排气管(1)下方设置有电机(14)，所述壳体(12)下部与所述电机(14)的输出轴固定连接，所述排气管(1)内侧壁设置有清洁喷头(15)，所述清洁喷头(15)的出口端朝向所述第二翅片(13)，所述清洁喷头(15)通过水管(16)与外界水源连通。

2.根据权利要求1所述的一种炼钢炉烟气余热发电装置，其特征在于：所述壳体(12)与所述吸热端(9)之间所构成的腔体中设置有传热介质(17)，所述壳体(12)上部设置有轴承(18)，所述壳体(12)顶部设置有轴承盖(19)。

3.根据权利要求1所述的一种炼钢炉烟气余热发电装置，其特征在于：所述加热水箱(2)顶部设置有上罩体，所述上罩体为倒漏斗形，所述上罩体包括锥形部(20)和直流部(21)，所述叶轮(5)设置在所述直流部(21)管道内。

4.根据权利要求1所述的一种炼钢炉烟气余热发电装置，其特征在于：所述冷凝管道(4)外壁设置有若干散热片(22)，所述冷凝管道(4)内壁设置有若干冷凝片(23)，所述冷凝片(23)沿气流方向倾斜向下。

5.根据权利要求4所述的一种炼钢炉烟气余热发电装置，其特征在于：所述冷凝管道(4)与所述冷凝水箱(3)之间设置有若干蛇形冷凝管(24)。

6.根据权利要求5所述的一种炼钢炉烟气余热发电装置，其特征在于：所述冷凝管道(4)上设置有放气阀(25)。

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