专利名称：矿热炉饱和蒸汽余热发电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿热炉所排放烟气进行余热发电的系统。
背景技术：
目前的矿热炉余热发电系统一般都采用过热蒸汽发电通过余热锅炉回收利用矿热炉烟气余热产生过热蒸汽，再由汽轮机带动发电机发电。但由于矿热炉在冶炼过程中，每隔两到三个小时会有约半个小时的出铁时间，此时的烟气温度和流量都会有大幅度下降，温度下降幅度最高可达200°C，这个变化随着矿热炉的冶炼周期也呈现周期性波动；另外，未设置自动布料的矿热炉，在冶炼期间经常要打开炉门进行人工捣炉等操作时，也会吸入大量冷空气，使烟气温度急剧下降；另外，矿热炉还有定期的短时检修，以及不定期的故障停机，都会导致矿热炉烟气参数出现波动。·[0003]烟气参数的波动，特别是烟气温度的波动对余热锅炉的蒸汽品质影响很大。当烟气温度降低时，会使得过热蒸汽的蒸汽温度同时降低，此时过热蒸汽的过热度变小，会导致汽轮机末级叶片的蒸汽湿度增加，末级动叶的湿气损失增大，同时还加剧了末级动叶的水滴冲蚀，缩短叶片的使用寿命。另外，汽缸、主汽门外壳等高温部件内壁温度也会随着蒸汽温度的下降而急剧下降并产生很大的热应力和热变形，严重时会使金属部件产生裂纹发生事故。此时会迫使汽轮机紧急停机，这样频繁的停机、启动加大了操作人员的劳动强度，缩短了机组的使用寿命，缩减了机组连续运行时间，降低了发电量。
实用新型内容针对现有技术所存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种矿热炉饱和蒸汽余热发电系统，利用饱和蒸汽的特点来适应矿热炉烟气这种存在波动性的余热源。为实现上述目的，本实用新型一种矿热炉饱和蒸汽余热发电系统，包括将所述矿热炉高温烟气转化为饱和蒸汽的余热锅炉和使用所述饱和蒸汽进行发电的汽轮发电机组；汽轮发电机组包括汽轮机和发电机；所述余热锅炉与所述矿热炉的烟气出口相连，所述余热锅炉的蒸汽出口与所述汽轮发电机组相连。进一步，所述余热锅炉为单压余热锅炉，所述单压余热锅炉的汽包通过管道与汽轮机的主汽门相连。进一步，所述余热锅炉为双压余热锅炉，所述双压余热锅炉的高压汽包通过管道与所述汽轮机的主汽门相连；所述双压余热锅炉的低压汽包通过管道与所述汽轮机的汽缸内的级间补汽门相连。进一步，在与所述汽轮机的主汽门连接的管道上还设置有蓄热器。进一步，所述汽包的容积可根据所述系统工作需要进行调整。进一步，所述矿热炉饱和蒸汽余热发电系统还包括用于将由发电机组中输出的蒸汽进行冷却并输入到所述余热锅炉中的蒸汽处理装置，所述蒸汽处理装置包括用于冷却所述蒸汽的蒸汽冷凝装置、用于为蒸汽冷却后形成的冷凝水除氧的除氧器，所述蒸汽冷凝装置通过管道与所述汽轮机的蒸汽出口相连，所述除氧器的一端通过管道与所述蒸汽冷凝装置相连，另一端通过管道与所述余热锅炉相连。进一步，在用于连接所述蒸汽冷凝装置和所述除氧器的所述管道上还设置有用于将所述冷凝装置中的冷凝水输入到除氧器中的冷凝水泵。进一步，在用于连接所述除氧器和所述余热锅炉的所述管道上还设置有锅炉给水栗。进一步，所述的汽轮发电机为具有机内除湿再热功能的汽轮机。本实用新型采用饱和蒸汽理论，将矿热炉排出的烟气首先转化为饱和蒸汽，然后再输入到汽轮发电机组中进行发电。使发电机组不会因为热源波动而停机待机等，有效的利用了矿热炉所排出的高温烟气，并且保证了汽轮发电机组的运行稳定性，避免了由于频 繁的开启所造成的设备使用寿命短等情况的发生。
图I是本实用新型采用单压余热锅炉不带蓄热器的发电系统示意图。图2是本实用新型采用双压余热锅炉带蓄热器的发电系统示意图。
具体实施方式
实施例I如图I所示，本实施例中的矿热炉饱和蒸汽余热发电系统包括余热锅炉I、汽轮发电机组、蒸汽处理装置和锅炉给水泵5。其中余热锅炉I为单压余热锅炉。汽轮发电机组包括汽轮机2和发电机3，汽轮机2优选选用机内除湿再热的多级冲动式汽轮机。蒸汽处理装置包括冷凝器7、冷却塔8、循环水泵9、冷凝水泵10、除氧器6。余热锅炉I与矿热炉的烟气出口相连，由矿热炉中排出的高温烟气A作为热源输入到余热锅炉I中，余热锅炉I所产生的单压饱和蒸汽经汽包4输出，汽包4通过管道与汽轮机2的主汽门联接，将饱和蒸汽输入到汽轮机2中，饱和蒸汽在汽轮机2中膨胀做功，带动发电机3工作，做功后的饱和蒸汽形成的低压蒸汽通过管道排入到由冷凝器7、冷凝塔8和循环水泵9组成的闭式循环回路中进行冷凝。形成冷凝水流入冷凝器7的热井，在经由设置有冷凝水泵10的管道进入到除氧器6中除氧，经过除氧的水再经设置有锅炉给水泵5的管道输入到余热锅炉I中，完成整个工作循环。余热锅炉I的排烟口与原矿热炉烟气除尘系统相连，余热锅炉I所排出的烟气B直接进入到原矿热炉烟气除尘系统中。单压余热锅炉中的汽包4的容积可根据需要进行调整，可通过增大汽包4的容积增大其蓄热能力。实施例2如图2所示，本实施例中的矿热炉饱和蒸汽余热发电系统与实施例中的结构基本相同；其不同点在于使用的余热锅炉I为双压余热锅炉，该双压余热锅炉的高压汽包15产生的蒸汽通过蒸汽管道通入汽轮机2的主汽门13，低压汽包12产生的蒸汽通过蒸汽管道通入汽轮机2汽缸内的级间补汽门14。并且在余热锅炉I与汽轮机2连接的管道上还设置有蓄热器11。另外，也可在实施例I的系统中也增设蓄热器11。由于矿热炉烟气温度一般在300°C -500°C之间波动，采用过热蒸汽一般设置蒸汽温度为300°C _350°C，此时若烟气温度降到300°C左右时，就不能保证蒸汽的过热度了。所以，本实用新型采用饱和蒸汽参数，在低压、中压及次中压压力蒸汽参数下水蒸气对应的饱和温度一般都较低，如中压3. 43MPa对应饱和温度249°C，次中压2. 35MPa对应的饱和温度为221°C，甚至次高压4. 9MPa对应的饱和温度才有263°C。所以，即使当矿热炉中所排出的烟气温度低至300°C左右时，仍有至少40°C换热温差，还能满足锅炉管束对换热温差的要求。另外，在矿热炉系统短时间停机时，可以通过提前降低饱和蒸汽汽轮机负荷运行，并且在设计余热锅炉的时候可通过增大汽包容积，依靠锅炉汽包中水的热容储存一部分热，在矿热炉系统停机后，没有热烟气为余热锅炉提供外部热量的情况下，可以仅靠汽包储存的热量进行二次闪蒸，得到低压参数的饱和蒸汽，结合汽轮机的滑参数运行模式，使得矿热炉 系统停机不会造成余热锅炉解列，发电系统的稳定性大大提高。还可以在汽包容积固定的条件下，在与饱和蒸汽汽轮机的主汽门连接的管道上增设蓄热器来得到相同的效果。上述实施例均为本发明的优选实施例，只是用于说明本发明，本发明的实施方式并不限于这些示例，本领域技术人员所做出的符合本发明思想的各种具体实施方式
都在本发明的保护范围之内。
权利要求1.一种矿热炉饱和蒸汽余热发电系统，其特征在于，所述发电系统包括将所述矿热炉高温烟气转化为饱和蒸汽的余热锅炉和使用所述饱和蒸汽进行发电的汽轮发电机组；汽轮发电机组包括汽轮机和发电机；所述余热锅炉与所述矿热炉的烟气出口相连，所述余热锅炉的蒸汽出口与所述汽轮发电机组相连。
2.根据权利要求I所述矿热炉饱和蒸汽余热发电系统，其特征在于，所述余热锅炉为单压余热锅炉，所述单压余热锅炉的汽包通过管道与汽轮机的主汽门相连。
3.根据权利要求I所述矿热炉饱和蒸汽余热发电系统，其特征在于，所述余热锅炉为双压余热锅炉，所述双压余热锅炉的高压汽包通过管道与所述汽轮机的主汽门相连；所述双压余热锅炉的低压汽包通过管道与所述汽轮机的汽缸内的级间补汽门相连。
4.根据权利要求I所述矿热炉饱和蒸汽余热发电系统，其特征在于，在与所述汽轮机的主汽门连接的管道上还设置有蓄热器。
5.根据权利要求I所述矿热炉饱和蒸汽余热发电系统，其特征在于，所述矿热炉饱和蒸汽余热发电系统还包括用于将由发电机组中输出的蒸汽进行冷却并输入到所述余热锅炉中的蒸汽处理装置，所述蒸汽处理装置包括用于冷却所述蒸汽的蒸汽冷凝装置、用于为蒸汽冷却后形成的冷凝水除氧的除氧器，所述蒸汽冷凝装置通过管道与所述汽轮机的蒸汽出口相连，所述除氧器的一端通过管道与所述蒸汽冷凝装置相连，另一端通过管道与所述余热锅炉相连。
6.根据权利要求5所述矿热炉饱和蒸汽余热发电系统，其特征在于，在用于连接所述蒸汽冷凝装置和所述除氧器的所述管道上还设置有用于将所述冷凝装置中的冷凝水输入到除氧器中的冷凝水泵。
7.根据权利要求5所述矿热炉饱和蒸汽余热发电系统，其特征在于，在用于连接所述除氧器和所述余热锅炉的所述管道上还设置有锅炉给水泵。
8.根据权利要求I所述矿热炉饱和蒸汽余热发电系统，其特征在于，所述的汽轮发电机为具有机内除湿再热功能的汽轮机。
专利摘要一种矿热炉饱和蒸汽余热发电系统，所述发电系统包括将所述矿热炉高温烟气转化为饱和蒸汽的余热锅炉和使用所述饱和蒸汽进行发电的汽轮发电机组；汽轮发电机组包括汽轮机和发电机；所述余热锅炉与所述矿热炉的烟气出口相连，所述余热锅炉的蒸汽出口与所述汽轮发电机组相连。本实用新型采用饱和蒸汽理论，将矿热炉排出的烟气首先转化为饱和蒸汽，然后再输入到饱和蒸汽发电机组中进行发电。使发电机组不会因为热源波动而停机待机等，有效的利用了矿热炉所排出的高温烟气，并且保证了发电机组的运行稳定性，避免了由于频繁的开启所造成的设备使用寿命短等情况的发生。
文档编号F27D17/00GK202707164SQ20122012474
公开日2013年1月30日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者陈恩鉴, 程珩, 涂爱民 申请人:北京世纪源博科技股份有限公司