轉(zhuǎn)爐雙蓄熱器疊能穩(wěn)壓蓄熱及蒸汽過熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)爐煤氣余熱發(fā)電蓄熱系統(tǒng)，尤其是一種轉(zhuǎn)爐雙蓄熱器疊能穩(wěn)壓蓄熱及蒸汽過熱系統(tǒng)，屬于轉(zhuǎn)爐煤氣顯熱余熱發(fā)電領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，轉(zhuǎn)爐煤氣顯熱回收基本上均采用轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電方案。轉(zhuǎn)爐煉鋼是一個(gè)不連續(xù)的生產(chǎn)過程，轉(zhuǎn)爐煤氣的產(chǎn)生也是間斷性的。為了使汽輪機(jī)進(jìn)氣保持連續(xù)性，轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐與汽輪機(jī)之間需要設(shè)置蒸汽連續(xù)化裝置，以便將轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐間斷產(chǎn)生的水蒸汽轉(zhuǎn)化為連續(xù)輸出的水蒸汽，一般由蓄熱器來(lái)完成的。
[0003]公知的轉(zhuǎn)爐煤氣余熱發(fā)電系統(tǒng)采用的是單蓄熱器變壓蓄熱技術(shù)即轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)，轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐產(chǎn)生額定壓力的飽和蒸汽，該飽和蒸汽由余熱鍋爐汽包引出后一路直接進(jìn)入汽輪機(jī)進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換，另一路進(jìn)入蓄熱器進(jìn)行蓄熱。轉(zhuǎn)爐停吹時(shí)，轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐無(wú)蒸汽產(chǎn)生，此時(shí)，蓄熱器降壓閃蒸出的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功，由于蓄熱器需要在轉(zhuǎn)爐停吹期間連續(xù)產(chǎn)生蒸汽以維持汽輪機(jī)連續(xù)工作狀態(tài)，所以蓄熱器閃蒸過程是在壓力不斷降低的情況下工作的。
[0004]由以上的工作原理可知，目前的轉(zhuǎn)爐煤氣余熱發(fā)電蓄熱系統(tǒng)存在有以下問題:蓄熱器變壓運(yùn)行，停吹后期蒸汽壓力過低，導(dǎo)致汽輪機(jī)利用效率低；停燒前期蒸汽需節(jié)流以保持汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力恒定，影響發(fā)電效率；蓄熱器進(jìn)口是飽和蒸汽，有可能帶水，危及汽輪機(jī)安全，乏汽干度低，飽和汽輪機(jī)能量損失較大。
[0005]因此，對(duì)公知轉(zhuǎn)爐煤氣余熱發(fā)電蓄熱系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)革新是非常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐煤氣余熱發(fā)電蓄熱系統(tǒng)存在的上述問題，而提供一種利用壓力不同的兩個(gè)蓄熱器，其中高壓蓄熱器為低壓蓄熱器提供穩(wěn)壓熱及為低壓蒸汽提供過熱熱的轉(zhuǎn)爐雙蓄熱器疊能穩(wěn)壓蓄熱及蒸汽過熱系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是:
一種轉(zhuǎn)爐雙蓄熱器疊能穩(wěn)壓蓄熱及蒸汽過熱系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐、低壓飽和蒸汽過熱器，轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐配置有使其產(chǎn)生壓力不同的兩種飽和蒸汽的強(qiáng)制循環(huán)水栗，并對(duì)應(yīng)設(shè)置低壓汽包和高壓汽包，同時(shí)設(shè)置有基能蓄熱器和疊能蓄熱器；由低壓汽包引出的低壓通道分為兩路，一路通過低溫飽和蒸汽過熱器直接進(jìn)入汽輪機(jī)，另一路通過基能蓄熱器再進(jìn)入疊能蓄熱器；由高壓汽包引出的高壓通道分為兩路，一路進(jìn)入疊能蓄熱器，另一路進(jìn)入低壓飽和蒸汽過熱器。
[0008]采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是:
轉(zhuǎn)爐吹煉期間，通過強(qiáng)制循環(huán)水栗產(chǎn)生的高壓飽和蒸汽進(jìn)入高壓通道，由高壓汽包引出后進(jìn)入疊能蓄熱器進(jìn)行蓄熱；低壓蒸汽由低壓汽包引出后進(jìn)入低壓通道，分為兩路，一路直接進(jìn)入低溫飽和蒸汽過熱器中對(duì)汽輪機(jī)做功，另一路進(jìn)入基能蓄熱器進(jìn)行蓄熱。
[0009]轉(zhuǎn)爐停吹期間，轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐不再產(chǎn)生蒸汽，基能蓄熱器閃蒸產(chǎn)生溫度較低的低溫飽和蒸汽，進(jìn)入低溫飽和蒸汽過熱器中對(duì)汽輪機(jī)做功；疊能蓄熱器閃蒸出溫度較高的高壓飽和蒸汽進(jìn)入基能蓄熱器的水空間中釋放汽化潛熱，為基能蓄熱器的低壓水提供蒸發(fā)熱，以避免停吹期純粹靠降壓產(chǎn)生蒸汽從而使基能蓄熱器降壓幅度過大的問題。
[0010]本發(fā)明蓄熱系統(tǒng)采用了兩種不同參數(shù)的蓄熱器，疊能蓄熱器采用較高的壓力參數(shù)、基能蓄熱器采用較低的壓力參數(shù)，二者的作用不同，基能蓄熱器的作用是為汽輪機(jī)提供做功工質(zhì)，疊能蓄熱器的主要作用是將自己的能量疊加在基能蓄熱器之上，為低壓做功工質(zhì)提供形成一定過熱度所需要的較高品位過熱熱，以及在停吹期間為基能蓄熱器壓力穩(wěn)定提供穩(wěn)壓熱源。由此，本發(fā)明可以大幅度減小停吹期汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力的波動(dòng)幅度，使循環(huán)質(zhì)量得以顯著改善。從而解決停吹后期蒸汽壓力過低，汽輪機(jī)利用效率低；停燒前期蒸汽需節(jié)流以保持汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力恒定，乏汽干度低，飽和汽輪機(jī)能量損失較大等問題。
[0011]作為優(yōu)選，本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐的移動(dòng)段水冷煙罩部分為強(qiáng)制循環(huán)段，產(chǎn)生壓力較高的飽和蒸汽；轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐的水冷煙罩后段為自然循環(huán)段，產(chǎn)生壓力較低的飽和蒸汽。
[0012]低壓通道和高壓通道上分別設(shè)置有蒸汽調(diào)節(jié)閥。
[0013]低壓飽和蒸汽過熱器為間壁式換熱器。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程圖。
[0015]圖中:1-高壓汽包；2_轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐；3_低壓汽包；4_蒸汽調(diào)節(jié)閥；5_基能蓄熱器；6_疊能蓄熱器；7_低壓飽和蒸汽過熱器；8_強(qiáng)制循環(huán)水栗。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例詳述本發(fā)明，目的僅在于更加清楚的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，所舉之例并非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0017]參見圖1，一種轉(zhuǎn)爐雙蓄熱器疊能穩(wěn)壓蓄熱及蒸汽過熱系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐2的移動(dòng)段水冷煙罩部分設(shè)置強(qiáng)制循環(huán)水栗8，使該強(qiáng)制循環(huán)段產(chǎn)生壓力較高的飽和蒸汽，而轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐2的水冷煙罩后段為自然循環(huán)段，產(chǎn)生壓力較低的飽和蒸汽；對(duì)應(yīng)這兩種壓力不同的飽和蒸汽，系統(tǒng)設(shè)置有低壓汽包3和高壓汽包1，同時(shí)設(shè)置有基能蓄熱器5和疊能蓄熱器6 ;由低壓汽包3引出的低壓通道分為兩路，一路通過低溫飽和蒸汽過熱器7直接進(jìn)入汽輪機(jī)，另一路通過基能蓄熱器5再進(jìn)入疊能蓄熱器6 ;由高壓汽包I引出的高壓通道分為兩路，一路進(jìn)入疊能蓄熱器6，另一路進(jìn)入低壓飽和蒸汽過熱器7 ;低壓通道和高壓通道上分別設(shè)置有蒸汽調(diào)節(jié)閥4 ;低壓飽和蒸汽過熱器7為間壁式換熱器。
[0018]轉(zhuǎn)爐雙蓄熱器疊能穩(wěn)壓蓄熱及蒸汽過熱系統(tǒng)的工作過程簡(jiǎn)述如下:
轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐2工作期間，由高壓汽包I引出的一路高壓飽和蒸汽進(jìn)入疊能蓄熱器6向其中的液態(tài)水放出汽化潛熱，即進(jìn)行蓄熱過程；另一路進(jìn)入低壓飽和蒸汽過熱器7，為來(lái)自基能蓄熱器5的低壓飽和蒸汽提供過熱熱后凝結(jié)為疊能凝結(jié)水，使低溫飽和蒸汽形成20 °C左右的低過熱度，低過熱度既可以避免汽輪機(jī)進(jìn)汽由于管道溫?fù)p而帶水，又可以提高汽輪機(jī)乏汽干度；疊能凝結(jié)水在疊能蓄熱器6與基能蓄熱器5間壓差作用下進(jìn)入基能蓄熱器5的水空間。
[0019]由低壓汽包3引出低壓飽和蒸汽分為兩路，一路進(jìn)入基能蓄熱器5向其中的液態(tài)水放出汽化潛熱，即進(jìn)行蓄熱過程。另一路進(jìn)入低壓飽和蒸汽過熱器7，吸收高壓飽和蒸汽的汽化潛熱形成具有一定過熱度的過熱蒸汽，然后進(jìn)入汽輪機(jī)做功。
[0020]轉(zhuǎn)爐停吹期間，高壓汽包I不再產(chǎn)生蒸汽，此時(shí)由疊能蓄熱器6閃蒸產(chǎn)生高壓蒸汽，疊能蓄熱器6閃蒸產(chǎn)生的高壓蒸汽分為兩路，一路進(jìn)入低壓飽和蒸汽過熱器7為來(lái)自基能蓄熱器5的低壓飽和蒸汽提供過熱熱后凝結(jié)為疊能凝結(jié)水，使低溫飽和蒸汽形成20°C左右的低過熱度，低過熱度既可以避免汽輪機(jī)進(jìn)汽由于管道溫?fù)p而帶水，又可以提高汽輪機(jī)乏汽干度。疊能凝結(jié)水在疊能蓄熱器6與基能蓄熱器5間壓差作用下進(jìn)入基能蓄熱器5的水空間。另一路進(jìn)入基能蓄熱器5的水空間放出汽化潛熱，補(bǔ)償基能蓄熱器5的壓降，使基能蓄熱器5中的飽和水蒸發(fā)成低壓飽和蒸汽，維持汽輪機(jī)做功需要的蒸汽量。
[0021]同時(shí)，低壓汽包3不再產(chǎn)生蒸汽，此時(shí)由基能蓄熱器5產(chǎn)生低壓蒸汽，基能蓄熱器5產(chǎn)生低壓蒸汽的熱源來(lái)自疊能蓄熱器6閃蒸產(chǎn)生的高壓蒸汽凝結(jié)放出的汽化潛熱以及基能蓄熱器5自身小幅閃蒸提供的汽化潛熱?；苄顭崞?產(chǎn)生低壓蒸汽進(jìn)入低壓飽和蒸汽過熱器7，吸收高壓飽和蒸汽的汽化潛熱形成具有一定過熱度的過熱蒸汽，然后進(jìn)入汽輪機(jī)做功。
[0022]由以上實(shí)施方式可知，在工作過程中高壓通道有力的補(bǔ)償了低壓通道停吹后期蒸汽壓力過低的問題，能夠有效解決汽輪機(jī)利用效率低的這一弊端；疊能蓄熱器6對(duì)基能蓄熱器5的壓力補(bǔ)償一定程度上解決了蓄熱器變壓運(yùn)行的問題；解決了蓄熱器進(jìn)口是飽和蒸汽，有可能帶水，危及汽輪機(jī)安全及乏汽干度低，飽和汽輪機(jī)能量損失較大的問題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種轉(zhuǎn)爐雙蓄熱器疊能穩(wěn)壓蓄熱及蒸汽過熱系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐、低壓飽和蒸汽過熱器，其特征在于:轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐配置有使其產(chǎn)生壓力不同的兩種飽和蒸汽的強(qiáng)制循環(huán)水栗，并對(duì)應(yīng)設(shè)置低壓汽包和高壓汽包，同時(shí)設(shè)置有基能蓄熱器和疊能蓄熱器；由低壓汽包引出的低壓通道分為兩路，一路通過低溫飽和蒸汽過熱器直接進(jìn)入汽輪機(jī)，另一路通過基能蓄熱器再進(jìn)入疊能蓄熱器；由高壓汽包引出的高壓通道分為兩路，一路進(jìn)入疊能蓄熱器，另一路進(jìn)入低壓飽和蒸汽過熱器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐雙蓄熱器疊能穩(wěn)壓蓄熱及蒸汽過熱系統(tǒng)，其特征在于:轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐的移動(dòng)段水冷煙罩部分為強(qiáng)制循環(huán)段，產(chǎn)生壓力較高的飽和蒸汽；轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐的水冷煙罩后段為自然循環(huán)段，產(chǎn)生壓力較低的飽和蒸汽。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐雙蓄熱器疊能穩(wěn)壓蓄熱及蒸汽過熱系統(tǒng)，其特征在于:低壓通道和高壓通道上分別設(shè)置有蒸汽調(diào)節(jié)閥。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐雙蓄熱器疊能穩(wěn)壓蓄熱及蒸汽過熱系統(tǒng)，其特征在于:低壓飽和蒸汽過熱器為間壁式換熱器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐雙蓄熱器疊能穩(wěn)壓蓄熱及蒸汽過熱系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐、低壓飽和蒸汽過熱器，轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐配置有使其產(chǎn)生壓力不同的兩種飽和蒸汽的強(qiáng)制循環(huán)水泵，并對(duì)應(yīng)設(shè)置低壓汽包和高壓汽包，同時(shí)設(shè)置有基能蓄熱器和疊能蓄熱器；由低壓汽包引出的低壓通道分為兩路，一路通過低溫飽和蒸汽過熱器直接進(jìn)入汽輪機(jī)，另一路通過基能蓄熱器再進(jìn)入疊能蓄熱器；由高壓汽包引出的高壓通道分為兩路，一路進(jìn)入疊能蓄熱器，另一路進(jìn)入低壓飽和蒸汽過熱器。本發(fā)明利用壓力不同的兩個(gè)蓄熱器，其中高壓蓄熱器為低壓蓄熱器提供穩(wěn)壓熱及為低壓蒸汽提供過熱，有效解決了停吹后蒸汽壓力過低，汽輪機(jī)利用效率低，乏汽干度低，飽和汽輪機(jī)能量損失較大等問題。
【IPC分類】F01K27/02, F22B1/18, F01K11/02
【公開號(hào)】CN105201571
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510659651
【發(fā)明人】張玉柱, 王子兵, 胡長(zhǎng)慶, 邢紅偉, 王乙竹, 田欣, 王蘭玉, 趙申, 王超, 楊瀟瀟, 常建, 黃博, 秦萬(wàn)擴(kuò), 萬(wàn)勇, 齊立軍
【申請(qǐng)人】華北理工大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月14日