一种多台AOD炉烟气余热错开发电系统的制作方法

本发明创造涉及AOD炉烟气余热发电领域，尤其涉及一种多台AOD炉烟气余热错开发电系统。

背景技术：

钢铁行业属于高能耗产业，我国每年都要消耗大量的能源，在当今社会能源紧缺的情况下，我国特别关注能源的合理利用和环境保护，因此，降低能源消耗及减少环境污染是钢铁行业发展的方向，这样不但提高企业自身的经济效益还可以增加社会效益，为钢铁企业在竞争中占先机。

AOD炉是冶炼不锈钢过程中必须的工艺设备之一，AOD是氩氧脱碳法(Argon Oxygen Decarburization)的简称。AOD炉的烟气是在冶炼过程中由含CO的烟气在炉口处与吸入的空气混合燃烧后所产生的烟气，由于AOD炉在冶炼时间段内，烟气温度波动变化大，如图1和图2所示，以70t/炉为例，每炉钢的冶炼周期大概60分钟， AOD炉在吹氧时间段的烟气温度达到最大且烟气量最大，大概连续15~20分钟；而在冶炼时间段虽然烟气温度并不低，但是烟气流量较少；在出钢时间段和加料时间段，烟气温度很低。相邻两个冶炼周期的间歇期是大概15~20分钟，因此烟气呈周期性变化，温度的变化范围大概在100-1600℃。

为解决以上冶炼工艺所存在的问题，目前基本都是采用以下工艺方式：

采用汽化烟道进行烟气余热回收利用，由于烟气的温度频繁的周期性变化，对烟气余热利用导致直接的结果是蒸汽波动也随跟烟气的温度波动而变化。目前国内的烟气余热利用设备无法满足技术要求，比如用于发电的发电机组性能无法适应蒸汽波动太大或者间歇性没有蒸汽的问题，这会导致发电机组经常出现启动和停机操作状态，这是对于一个发电机组来说技术上是不允许也不可行的，其原因是没有利用经济价值，并且由于启停操作情况，会导致设备容易出现故障等问题。因此，在现有余热发电工艺的AOD炉烟气余热系统中都增加了一个容积很大蓄热器（比如：每台汽化烟道产生的蒸汽量为17t/h，如果三台汽化烟道投运，配置的蓄热器容积大概300t/h）来蓄热解决蒸汽流量进入发电机组波动变化不稳的问题，利用汽化烟道产生的饱和蒸汽通过蓄热器蓄热后再进行发电利用，然而这种虽然一部分上基本解决了蒸汽进入汽轮机波动变化大的问题，但是跟随着的问题是由于蓄热器的容积过于庞大，使进入蓄热器的蒸汽波动变化依然很大，蓄热器在蓄热过程中热量散热损失严重，并且还增加了蓄热器的投资成本，对于钢铁生产企业在不影响生产工艺的情况下，与降低成本追求利润最大化是不相符的。

技术实现要素：

本发明创造的目的是提供一种能够提供稳定热源的多台AOD炉烟气余热错开发电系统及。

本发明创造的目的通过以下技术方案实现：

本发明创造提供一种多台AOD炉烟气余热错开发电系统，包括发电机组和至少两台AOD炉，各台AOD炉分别连接有一个用于把给水加热为蒸汽的汽化烟道，蒸汽供给发电机组发电，该发电系统还包括用于蓄集蒸汽的蓄热器，各汽化烟道的输出端并列地连接蓄热器的输入端，蓄热器的输出端连接发电机组，各台AOD炉在周期内的吹氧时间段在时间上错开。

其中，各台AOD炉的吹氧时间段在时间上无重叠部分。

其中，各台AOD炉在周期内的吹氧时间段在时间上分布均匀。

其中，包括多个汽包，每个汽包连接一个汽化烟道，所述给水分别通过各汽包进入各自的汽化烟道加热为蒸汽后回到自身的汽包，各汽包把蒸汽送至蓄热器。

其中，还包括在发电机组的输出端与汽包的输入端之间依次连接的凝汽器、凝结水泵、除氧器、给水泵，凝汽器的一个出口连接有冷却塔，冷却塔经过错开水泵连接凝汽器的一个进口。

其中，AOD炉有三台。

本发明创造的有益效果是：因为把各台AOD炉在吹氧时间段所加热的蒸汽在时间上错开地进入蓄热器以供给发电机组发电，所以发电机组始终能够获得稳定的蒸汽热源进行发电，这提高了发电系统的发电质量，增强了发电系统运行的稳定性和可靠性，从而提高了设备的使用寿命。另外，蓄热器只需错开地蓄集各台AOD炉在吹氧时间段所产生的蒸汽，从而无需大容积的蓄热器也可以满足需求，从而避免蓄热器内的蒸汽波动变化太大和热量损失严重，并且降低了设备投资成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明创造作进一步详细的说明：

图1是单台AOD炉冶炼周期的烟气温度变化曲线图。

图2是单台AOD炉冶炼单个周期的烟气流量变化曲线图。

图3是多台AOD炉的汽化烟道在各自吹氧时间段错开进入蓄热器后蓄热器输出的蒸汽流量变化曲线图。

图4是实施例中的发电系统结构示意图。

在图4中包括：1——AOD炉、2——汽化烟道、3——汽包、4——除尘器、5——风机、6——烟囱、7——汽轮机、8——发电机、9——凝汽器、10——冷却塔、11——循环水泵、12——凝结水泵、13——除氧器、14——给水泵、15——蓄热器。

具体实施方式

如图4所示，对于其中一台AOD炉的发电系统， AOD炉1产生的高温烟气进入汽化烟道2，高温烟气被汽化烟道2利用后变成低温烟气进入除尘器4除尘，除尘后的烟气通过风机5从烟囱6排进大气。汽化烟道2连接有汽包3，汽包3的输入端连接提供给水的管道，其输出端连接蓄热器15的输入端，蓄热器15的输出端连接由汽轮机7和发电机8组成的发电机组，在汽轮机7的输出端与汽包3的输入端之间依次连接的凝汽器9、凝结水泵12、除氧器13、给水泵14，凝汽器9的一个出口连接有冷却塔10，冷却塔10经过循环水泵11连接凝汽器9的一个进口。

由于AOD炉在冶炼时间段，烟气温度波动变化大，冶炼持续时间周期大概1小时， AOD炉在吹氧时间段烟气温度达到最大，而在出钢时间段和加料时间段，烟气量基本没有，间歇期大概是15~20分钟，根据AOD炉生产工艺的规律，本实施例采用三台(A炉、B炉、C炉)AOD炉组成的发电系统，为简单起见，如图4的a、b、c分别表示三台AOD炉的汽包3的输出端。当A炉进行间歇换炉的过程中，B炉进行吹氧，C炉进行冶炼，B炉在吹氧时间段所加热的蒸汽进入蓄热器15；当B炉进行间歇换炉的过程中，C炉进行吹氧，A炉进行冶炼，C炉在吹氧时间段所加热的蒸汽进入蓄热器15；当C炉进行间歇换炉的过程中，A炉进行吹氧，B炉进行冶炼，A炉在吹氧时间段所加热的蒸汽进入蓄热器15。如图3所示，三台AOD炉在运行的过程中，在时间上无重叠部分错开地把吹氧时间段所加热的蒸汽输入蓄热器15，蓄热器所储存的蒸汽基本维持在一个稳定的状态，从而避免出现蒸汽流量大波动变化的情况，使得蒸汽流量、压力和温度在稳定的范围进行调整，并稳定的提供蒸汽给汽轮机7，蒸汽带动汽轮机7转动从而带动发电机8发电。三台AOD炉在运行的过程中，在时间上也可以部分错开地把吹氧时间段所加热的蒸汽输入蓄热器15，不过其效果没有无重叠部分错开的好。对汽轮机7做功后的蒸汽进入凝汽器9，凝汽器9的一个出口连接有冷却塔10，冷却塔10经过循环水泵11连接凝汽器9的一个进口，在冷凝器9与冷却塔10的冷却水进行循环交换冷却，冷却后的蒸汽重新变成给水，再通过凝结水泵12流向除氧器13，经过除氧器13除氧以后再通过给水泵14，把除氧的给水输入汽包3，从而完成整个闭合水循环系统，充分利用了水资源。

蓄热器15只需错开地蓄集各台AOD炉产生的蒸汽，从而无需大容积的蓄热器14也可以满足需求，如每台汽化烟道2产生的蒸汽量为17t/h，如果三台汽化烟道投运，只需配置容积为100t/h的小型蓄热器15，从而避免蒸汽波动变化太大和热量损失严重，并且降低了设备投资成本。