一种轧钢炼钢饱和蒸汽综合利用发电装置及发电方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发电系统，具体涉及一种煤气与轧钢炼钢饱和蒸汽综合利用发电装置或系统及发电方法。
【背景技术】
[0002]冶金行业在生产过程中产生有大量的饱和蒸汽。这类饱和蒸汽，因为能量品质低，大多作为生产或生活用。如生产中用来加热，或用作吹扫用汽；生活中用作澡堂、食堂及采暖用。但是这些用量都是非常少的，绝大部分饱和蒸汽，都是直接排放，白白浪费。随着技术的发展、节能减排政策的要求及企业自身降低能耗的需要，现在已经开始开发利用低品位废热。如螺杆膨胀发电机、饱和蒸汽发电机组，这类设备能直接利用饱和蒸汽产生电能，但是这类价格高，热效率非常低，投资回收期比较长。所以直接饱和蒸汽利用发电的技术一直没有得到推广。
[0003]将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，再利用传统的过热蒸汽轮机，将大幅提高热利用效率、降低设备投资成本、提高设备与系统的可靠性及使用寿命。所以将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，将解决饱和蒸汽的利用问题。如专利号2013201608496，名称为“一种新型转炉、轧钢加热炉蒸汽联合利用发电系统”将饱和蒸汽加热后再送往汽轮机发电，但这此系统只考虑了将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，排放了大量的的高温烟气(500°C以上)，导致系统的热效率非常低，也不符合节能环保要求。
[0004]目前钢铁厂煤气锅炉技术已经非常成熟，如将煤气锅炉与饱和蒸汽发电结合起来，减少分散设立的余热电站，同时提高热效率，将非常具有节能环保与经济意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种轧钢炼钢饱和蒸汽综合利用发电装置，将钢厂剩余煤气、各种设备饱和蒸汽综合利用，产生高品质的过热蒸汽发电，同时充分利用余热，达到节能的目的。
[0006]根据本发明的第一个实施方案，提供一种轧钢炼钢饱和蒸汽综合利用发电装置，该装置包括:发电机、汽轮机、凝汽器、乳钢加热炉汽包、炼钢转炉汽包、与炼钢转炉汽包连接的蓄热器以及在内部具有饱和蒸汽低温过热器和饱和蒸汽高温过热器的饱和蒸汽加热锅炉，其特征在于:乳钢加热炉汽包的饱和蒸汽管道和蓄热器的饱和蒸汽管道分别连接至位于饱和蒸汽过热锅炉内的饱和蒸汽低温过热器的蒸汽入口，该饱和蒸汽低温过热器(806)的蒸汽出口与饱和蒸汽高温过热器的入口相连，该饱和蒸汽过热锅炉的饱和蒸汽高温过热器的出口连接至汽轮机的进汽口，汽轮机的转轴连接或驱动发电机的转轴，和，汽轮机的排汽口连接至凝汽器。
[0007]优选的是，饱和蒸汽加热锅炉具有“ ”形或“Π”形的构型，其中“ Ji ”形或“Π”形的一侧或右侧从下到上依次设置饱和蒸汽加热锅炉燃烧装置、饱和蒸汽加热锅炉的饱和蒸汽低温过热器、饱和蒸汽加热锅炉的饱和蒸汽高温过热器，而“ π ”形或“Π”形的另一侧或左侧从上至下依次设置饱和蒸汽加热锅炉的蒸发器和饱和蒸汽加热锅炉的省煤器，以及“ 31 ”形或“Π”形的顶部平台为燃烧烟气的通道，左右两侧通过顶部平台部的燃烧烟气通道连通。
[0008]一般，燃烧装置的高度Ii1 (指主体结构的高度)为L0-10m，优选L3_9m，更优选1.5-8m。通常，燃烧装置的外形为(类似)六面体或立方体，例如，该燃烧装置具有四个炉墙侧面均为矩形和炉底部为矩形(或横截面为矩形)的一种构造，或该燃烧装置的外形为圆筒形或椭圆筒形。
[0009]一般，加热饱和蒸汽的饱和蒸汽加热锅炉的主体结构的高度112为3.5-40m(米)，优选4-35m(米)，更优选5-30m(米)，更优选7.5_25m(米)，如13米或14米。
[0010]优选的是，在饱和蒸汽加热锅炉外部还设有饱和蒸汽加热锅炉汽包，从该饱和蒸汽加热锅炉汽包引出的饱和蒸汽管道，即饱和蒸汽过热锅炉的饱和蒸汽管道，也连接至位于饱和蒸汽过热锅炉内的饱和蒸汽低温过热器的入口。
[0011]优选的是，饱和蒸汽加热锅炉省煤器的热水出口通过管道连接至饱和蒸汽加热锅炉汽包的第一入口，饱和蒸汽加热锅炉汽包的第一出口通过管道连接至饱和蒸汽加热锅炉蒸发器的入口，饱和蒸汽加热锅炉蒸发器的出口通过管道连接至饱和蒸汽加热锅炉汽包的第二入口，从饱和蒸汽加热锅炉汽包的第二出口引出的饱和蒸汽管道，即饱和蒸汽过热锅炉的饱和蒸汽管道，也连接至位于饱和蒸汽过热锅炉内的饱和蒸汽低温过热器的入口。
[0012]优选的是，饱和蒸汽加热锅炉还包括:位于饱和蒸汽加热锅炉的省煤器的烟气流下游的饱和蒸汽加热锅炉出口风箱或风罩，饱和蒸汽加热锅炉的出口风箱或风罩与引风机连接，和/或，位于饱和蒸汽加热锅炉饱和蒸汽低温过热器和饱和蒸汽加热锅炉饱和蒸汽高温过热器之间的饱和蒸汽加热锅炉减温器。
[0013]优选的是，饱和蒸汽加热锅炉燃烧装置包括饱和蒸汽加热锅炉燃烧器、饱和蒸汽加热锅炉炉墙、饱和蒸汽加热锅炉燃烧室；优选的是，饱和蒸汽加热锅炉燃烧室由饱和蒸汽加热锅炉炉墙围成，更优选的是，饱和蒸汽加热锅炉炉墙采用耐火隔热材料。
[0014]优选的是，饱和蒸汽加热锅炉燃烧器设置在饱和蒸汽加热锅炉炉墙上；此外，任选地，饱和蒸汽加热锅炉炉墙上还设置有饱和蒸汽加热锅炉防爆门、饱和蒸汽加热锅炉观火孔和饱和蒸汽加热锅炉补风口。
[0015]优选的是，饱和蒸汽加热锅炉减温器位于饱和蒸汽加热锅炉的外界，饱和蒸汽加热锅炉减温器的两端口分别经由两个管道连接于饱和蒸汽加热锅炉饱和蒸汽低温过热器的蒸汽出口和饱和蒸汽加热锅炉饱和蒸汽高温过热器的蒸汽入口 ；优选的是，在省煤器的烟气流下游设置作为辅助设备的引风机。
[0016]优选的是，引风机通过引风机风管与饱和蒸汽加热锅炉的出口风箱或风罩连接，和/或，有水管与饱和蒸汽加热锅炉省煤器的进水口连接。
[0017]优选的是，饱和蒸汽加热锅炉的燃烧器的煤气进口和进风口分别与煤气管道和鼓风机的风管连接。
[0018]优选的是，煤气管道上设有煤气调节阀。此外，煤气管道所输送的煤气为钢铁厂剩余煤气。
[0019]优选，从轧钢加热炉汽包的蒸汽出口引出的轧钢加热炉汽包饱和蒸汽管道在与饱和蒸汽加热锅炉饱和蒸汽管道、蓄热器饱和蒸汽管道汇合后进一步连接至饱和蒸汽加热锅炉的饱和蒸汽低温过热器的蒸汽入口。
[0020]优选，从轧钢加热炉汽包的蒸汽出口引出的轧钢加热炉汽包饱和蒸汽管道、饱和蒸汽加热锅炉饱和蒸汽管道以及蓄热器饱和蒸汽管道分别与饱和蒸汽加热锅炉的饱和蒸汽低温过热器的蒸汽入口连接。
[0021]优选，轧钢加热炉汽包饱和蒸汽管道上设有轧钢加热炉汽包调节阀。
[0022]炼钢转炉汽包的蒸汽出口通过炼钢转炉汽包饱和蒸汽管道与蓄热器的蒸汽入口连接。
[0023]优选，炼钢转炉汽包饱和蒸汽管道上设有炼钢转炉汽包止回阀，和/或，炼钢转炉汽包饱和蒸汽管道上设有炼钢转炉汽包调节阀组。
[0024]优选，蓄热器饱和蒸汽管道上设有蓄热器止回阀，和/或，蓄热器饱和蒸汽管道上设有蓄热器调节阀组。
[0025]优选，汽轮机的排汽口连接至凝汽器的蒸汽入口，和/或，凝汽器的凝结水出口与凝结水泵的入口连接，凝结水泵出口与凝结水管连接。
[0026]优选，凝结水管连接至炼钢及轧钢车间。优选，凝结水管连接至饱和蒸汽加热锅炉的省煤器的进水口。
[0027]根据本发明的第二个实施方案，提供一种轧钢炼钢饱和蒸汽综合利用发电的方法或一种使用上述装置发电的方法，该方法包括:将轧钢加热炉汽包中的饱和蒸汽和蓄热器中的饱和蒸汽分别经由轧钢加热炉汽包饱和蒸汽管道和蓄热器饱和蒸汽管道输送到位于饱和蒸汽过热锅炉内的饱和蒸汽低温过热器中进行第一次过热，经历第一次过热的饱和蒸汽然后进一步通过饱和蒸汽高温过热器进行第二次过热而得到高参数饱和蒸汽或高温饱和蒸汽，然后将高参数饱和蒸汽或高温饱和蒸汽经由第一蒸汽管道输送至汽轮机的进汽口，以便让汽轮机驱动发电机进行发电。
[0028]优选的是，上述方法进一步包括:外来给水依次通过饱和蒸汽加热锅炉省煤器、饱和蒸汽加热锅炉蒸发器加热成饱和蒸汽，然后，所形成的饱和蒸汽经由饱和蒸汽过热锅炉的饱和蒸汽管道被输送与轧钢加热炉汽包饱和蒸汽管道的饱和蒸汽和蓄热器饱和蒸汽管道的饱和蒸汽进行混合并且进入饱和蒸汽加热锅炉饱和蒸汽低温过热器中进行第一次过热，经历第一次过热的饱和蒸汽然后进一步通过饱和蒸汽高温过热器进行第二次过热而得到高参数饱和蒸汽或高温饱和蒸汽简称过热蒸汽，然后将高参数饱和蒸汽或高温饱和蒸汽经由第一蒸汽管道输送至汽轮机的进汽口，以便让汽轮机驱动发电机进行发电。
[0029]优选的是，外来给水经饱和蒸汽加热锅炉省煤器加热后通过饱和蒸汽加热锅炉汽包的第一入口进入饱和蒸汽加热锅炉汽包中，从饱和蒸汽加热锅炉汽包的第一出口流出的热水进入饱和蒸汽加热锅炉蒸发器中，饱和蒸汽加热锅炉蒸发器产生的汽水混合物从饱和蒸汽加热锅炉汽包的第二入口进入饱和蒸汽加热锅炉汽包中，饱和蒸汽加热锅炉汽包中的饱和蒸汽从饱和蒸汽加热锅炉汽包的第二出口排出并且经由饱和蒸汽加热锅炉饱和蒸汽管道输送从而与分别由轧钢加热炉汽包饱和蒸汽管道和蓄热器饱和蒸汽管道输送的饱和蒸汽进行混合并进入饱和蒸汽加热锅炉饱和蒸汽低温过热器中进行第一次过热，任选地再经过饱和蒸汽加热锅炉减温器，然后，进入饱和蒸汽加热锅炉饱和蒸汽高温加热器中进行第二次过热，所获得的过热蒸汽经由第一蒸汽管道输送至汽轮机的进汽口，让汽轮机驱动发电机进行发电。
[0030] 优选，煤气经饱和蒸汽加热锅炉燃烧装置的燃烧器进入饱和蒸汽加热锅炉燃烧装置的燃烧室内燃烧而产生高温烟气，烟气向上依次经过饱和蒸汽加热锅炉饱和蒸汽低温过热器、饱和蒸汽加热锅炉饱和蒸汽高温过热器，再依次经过饱和蒸汽加热锅炉蒸发器、饱和蒸汽加热锅炉省煤器，最后经引风机抽出。
[0031 ] 优选，炼钢转炉汽包产生间断的饱和蒸汽并经由炼钢转炉汽包饱和蒸汽管道输送到蓄热器中。
[0032]优选，从汽轮机的排汽口排出的蒸汽进入凝汽器中形成凝结水；优选的是，所形成的凝结水被输送到炼钢及轧钢车间或被输送到饱和蒸汽加热锅炉的省煤器的进水口，作为外来给水或外来给水的一部分。
[0033]—般，燃烧产生高温烟气的温度为600?1500 °C，优选700-1400 °C，更有选800-1200。。。
[0034]一般，引风机(12)排出的烟气的温度为100-200 °C，优选120-180 °C，更优选140-160。。。
[0035]一般，轧钢加热炉汽包饱和蒸汽管道(L2)、蓄热