一种蓄热式钢渣热焖余热ORC发电系统的制作方法

一种蓄热式钢渣热焖余热orc发电系统
技术领域
1.本实用新型涉及炼钢钢渣热焖废汽处理技术领域，尤其涉及一种蓄热式钢渣热焖余热orc发电系统。


背景技术：

2.钢渣是冶金工业中产生的废渣，其产生率为粗钢产量的8％～15％，热焖开始时其温度在650℃左右，其中蕴含着大量热量。钢渣热焖是将高于650℃左右的钢渣倒入热焖池内，间断打水，使钢渣温度降至 650℃。然后盖上坑盖继续喷水，此时会有大量低压蒸汽产生。
3.但是由于蒸汽的产生仅在热焖的前段大约3个小时内，热焖后段很少产生蒸汽。蒸汽的产生的连续性很差，而且蒸汽含尘量较大，并且热焖产生的蒸汽压力低，几乎无做功能力，大部分企业没有利用这部分热能。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的旨在解决钢渣热焖过程中产生的蒸汽不连续，无法直接利用发电的问题，而提出的一种蓄热式钢渣热焖余热orc发电系统。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种蓄热式钢渣热焖余热orc发电系统，包括多个热焖池，所述热焖池连接有平流沉淀池，所述平流沉淀池连接有回水池，所述回水池的两侧分别设有蓄热池与凉水池，所述蓄热池与回水池连接有orc 发电机组，所述凉水池与多个热焖池连接，所述回水池连接有冷却机构，所述回水池通过一级喷雾泵连接喷雾洗涤冷凝塔，所述凉水池通过二级喷雾泵与喷雾洗涤冷凝塔连接，所述凉水池通过热焖打水泵与多个热焖池连接，所述喷雾洗涤冷凝塔与蓄热池、回水池以及热焖池连接。
7.优选地，所述orc发电机组包括蒸发器与冷凝器，所述冷凝器与蒸发器间通过有机涡轮机及发电机连接，所述冷凝器与蒸发器间连接有工质循环泵，所述冷凝器连接有冷却塔与冷却泵，所述蒸发器与回水池间通过水循环泵连接。
8.优选地，所述冷却机构包括循环水冷却塔，所述循环水冷却塔连接有冷却循环泵，所述冷却循环泵的吸水端与回水池连接，所述循环水冷却塔与凉水池连接。
9.优选地，所述喷雾洗涤冷凝塔包括一级喷雾、二级喷雾，所述一级喷雾的下方设有孔板，所述二级喷雾右侧设有两片高效除雾滤网，所述喷雾洗涤冷凝塔的上端设有轴流风扇，所述喷雾洗涤冷凝塔的底部侧壁设有排污口，所述喷雾洗涤冷凝塔的一侧设有与热焖池连接的进气管，所述喷雾洗涤冷凝塔的另一侧设有回水池连接的出水管，所述喷雾洗涤冷凝塔内固定有两个隔板，所述喷雾洗涤冷凝塔的顶部安装有抽风管，所述抽风管内固定有安装板，所述安装板内设有圆腔，所述圆腔内设有与轴流风扇连接的第一传动机构，所述抽风管的侧壁安装有第一电机，所述喷雾洗涤冷凝塔的上端贯穿转动连接有两根分别与一级喷雾以及二级喷雾连接的中空轴，两根所述中空轴的上端均转动连接有分别与一级喷雾
泵以及二级喷雾泵连接的连接管，所述中空轴上设有第二传动机构，所述喷雾洗涤冷凝塔的底部设有排污机构。
10.优选地，所述第一传动机构包括固定在第一电机输出轴末端的转杆，所述转杆的外壁固定有第一锥齿轮，所述轴流风扇的转轴延伸至圆腔内并固定有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。
11.优选地，所述第二传动机构包括固定在转杆外壁上的两根蜗杆，两根所述中空轴的外壁均固定有与蜗杆啮合的蜗轮。
12.优选地，所述排污机构包括设置在喷雾洗涤冷凝塔底部内的条形腔，所述条形腔内转动连接有螺纹杆，所述喷雾洗涤冷凝塔的底部外壁安装有与螺纹杆连接的第二电机，所述螺纹杆上螺纹连接有螺母，所述螺母的外壁与条形腔内壁滑动连接，所述螺母的外壁固定有贯穿条形腔的u形杆，所述u形杆的末端延伸至喷雾洗涤冷凝塔内并固定有推板。
13.优选地，两片所述高效除雾滤网之间设置有冲洗管。
14.本实用新型与现有技术相比，其有益效果为：
15.本实用新型使钢渣热焖产生的不连续蒸汽得以回收利用，降低钢铁企业的能耗比；同时也可以有效消除蒸汽中携带灰尘，解决“消白”问题，降低钢铁企业污染物排放，进一步提高了工业尾气的净化程度。
附图说明
16.图1为本实用新型提出的一种蓄热式钢渣热焖余热orc发电系统的系统框图；
17.图2为本实用新型提出的一种蓄热式钢渣热焖余热orc发电系统的喷雾洗涤冷凝塔结构图；
18.图3为本实用新型提出的一种蓄热式钢渣热焖余热orc发电系统的a处结构放大图；
19.图4为本实用新型提出的一种蓄热式钢渣热焖余热orc发电系统的一级喷雾结构图。
20.图中：1热焖池、2平流沉淀池、3orc发电机组、3
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1蒸发器、 3
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2工质循环泵、3
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3冷却泵、3
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4冷却塔、3
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5发电机、3
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6冷凝器、 3
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7水循环泵、4喷雾洗涤冷凝塔、4
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1一级喷雾、4
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2孔板、4
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3二级喷雾、4
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4高效除雾滤网、4
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5轴流风扇、4
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6排污口、5一级喷雾泵、6二级喷雾泵、7循环水冷却塔、8冷却循环泵、9凉水池、10 回水池、11蓄热池、12热焖打水泵、13隔板、14蜗轮、15中空轴、 16连接管、17抽风管、18第一电机、19进气管、20推板、21冲洗管、22出水管、23螺母、24螺纹杆、25第二电机、26转杆、27第二锥齿轮、28第一锥齿轮、29圆腔。
具体实施方式
21.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
22.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上
或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
23.参照图1
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4，一种蓄热式钢渣热焖余热orc发电系统，包括多个热焖池1，钢渣热焖池1是产生蒸汽的装置，通常由多个一起循环使用，每一个热焖池的热焖周期内会排放大量不连续的低温低压蒸汽；此处的钢渣热焖池工作压力一般为常压，热焖池1连接有平流沉淀池 2，平流沉淀池2连接有回水池10，回水池10的两侧分别设有蓄热池11与凉水池9，蓄热池11与回水池10连接有orc发电机组3，orc 发电机组3包括蒸发器3
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1与冷凝器3
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6，冷凝器3
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6与蒸发器3
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1 间通过有机涡轮机及发电机3
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5连接，冷凝器3
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6与蒸发器3
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1间连接有工质循环泵3
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2，冷凝器3
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6连接有冷却塔3
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4与冷却泵3
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3，蒸发器3
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1与回水池10间通过水循环泵3
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7连接。
24.凉水池9与多个热焖池1连接，回水池10连接有冷却机构，冷却机构包括循环水冷却塔7，循环水冷却塔7连接有冷却循环泵8，冷却循环泵8的吸水端与回水池10连接，循环水冷却塔7与凉水池 9连接。
25.回水池10通过一级喷雾泵5连接喷雾洗涤冷凝塔4，喷雾洗涤冷凝塔4从进口到出口分为3个腔室，分别为一级喷雾冷凝室、二级喷雾冷凝式和除雾过滤室，凉水池9通过二级喷雾泵6与喷雾洗涤冷凝塔4连接，凉水池9通过热焖打水泵12与多个热焖池1连接，喷雾洗涤冷凝塔4与蓄热池11、回水池10以及热焖池1连接，喷雾洗涤冷凝塔4包括一级喷雾4
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1、二级喷雾4
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3，一级喷雾4
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1的下方设有孔板4
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2，二级喷雾4
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3右侧设有高效除雾滤网4
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4，两片高效除雾滤网4
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4之间设置有冲洗管21，喷雾洗涤冷凝塔4的上端设有轴流风扇4
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5，喷雾洗涤冷凝塔4的底部侧壁设有排污口4
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6，喷雾洗涤冷凝塔4的一侧设有与热焖池1连接的进气管19，喷雾洗涤冷凝塔4的另一侧设有回水池10连接的出水管22，喷雾洗涤冷凝塔4 内固定有两个隔板13，喷雾洗涤冷凝塔4的顶部安装有抽风管17，抽风管17内固定有安装板，安装板内设有圆腔29，圆腔29内设有与轴流风扇4
‑
5连接的第一传动机构，抽风管17的侧壁安装有第一电机18，喷雾洗涤冷凝塔4的上端贯穿转动连接有两根分别与一级喷雾4
‑
1以及二级喷雾4
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3连接的中空轴15，两根中空轴15的上端均转动连接有分别与一级喷雾泵5以及二级喷雾泵6连接的连接管16，中空轴15上设有第二传动机构，喷雾洗涤冷凝塔4的底部设有排污机构。
26.第一传动机构包括固定在第一电机18输出轴末端的转杆26，转杆26的外壁固定有第一锥齿轮28，轴流风扇4
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5的转轴延伸至圆腔 29内并固定有与第一锥齿轮28啮合的第二锥齿轮27，第二传动机构包括固定在转杆26外壁上的两根蜗杆，两根中空轴15的外壁均固定有与蜗杆啮合的蜗轮14。
27.排污机构包括设置在喷雾洗涤冷凝塔4底部内的条形腔，条形腔内转动连接有螺纹杆24，喷雾洗涤冷凝塔4的底部外壁安装有与螺纹杆24连接的第二电机25，螺纹杆24上螺纹连接有螺母23，螺母 23的外壁与条形腔内壁滑动连接，螺母23的外壁固定有贯穿条形腔的u形杆，u形杆的末端延伸至喷雾洗涤冷凝塔4内并固定有推板20。
28.在喷水过程中，会有部分水蒸发，一部分水吸收热量温度升高，仍以液态形式从坑底排水沟经平流沉淀池2流入回水池10，从坑底排走的水中会有大量碎渣和尘泥，因此在流入回水池10前应设有若干平流沉淀池2。在热焖的前三个小时会有大量蒸汽产生，将蒸汽通
过管道进入喷雾洗涤冷凝塔4；
29.3个腔室的进口位置分别由温度检测点，分别控制两个腔室内喷水量，一级喷雾泵5不可调节流量，二级喷雾泵6可以根据温度调节流量，以保证蒸汽完全冷凝回收，又不至于水量过大造成能源浪费；在除雾过滤室内设有高效除雾滤网4
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4，以及出口的轴流风扇，可以使剩余的汽态水继续凝结成水珠回流，排出的尾气不出现“白烟”；
30.在喷雾洗涤冷凝塔4中，蒸汽先通过孔板4
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2，使得蒸汽均匀进入一级喷雾冷凝室，与一级喷雾4
‑
1喷出的液态水直接混合冷凝，溶合为高温热水，从冷凝塔4下部流入蓄热池11中，高温水驱动orc 机组发电后温度下降流入回水池10，回水池中的热水再次经水泵输送到一级喷雾4
‑
3处，再次与蒸汽混合加热，如此循环完成发电过程；二级喷雾6喷出的冷水和蒸汽混合冷凝后从下部流入回水池10，喷雾洗涤冷凝塔4下部的两个回水口应设在距底部约一米位置；
31.由于蒸汽中以及从热焖池底部回流至回水池10中的水都携带了大量尘土，因此在喷雾洗涤冷凝塔4中的底部设有排污口，并装有阀门，此阀门定时开启，利用水将沉淀的污泥排除。
32.如此循环，不论时蓄热池11还是回水池10中的水温必然会升高，这样导致的问题时热焖池1的喷水量以及二级喷雾泵6的喷水量增加，也可能使得喷雾效果差不能使蒸汽全部冷凝回收。为解决该问题，系统中又设置循环水冷却塔7和凉水池9，将回水池10中的部分回收冷却成低温水，减小系统喷水量，保证热焖以及后续喷雾冷凝效果。
33.本实用新型使用时，钢渣从转炉通过渣罐车倒入热焖池1中，待温度降低到650℃后盖盖，打开热焖打水泵12，往坑内打水，此时会产生大量蒸汽通过进气管19进入喷雾洗涤冷凝塔4内，另一部分没有蒸发的水经过坑底的回水管道进入平流沉淀池2，经沉淀后的清水再流进回水池10。蒸汽进入喷雾洗涤冷凝塔4时，一级喷雾泵5，二级喷雾泵6打开，一级喷雾和二级喷雾处各自有热电阻来调节喷水量，优先使用一级喷雾泵5，以保障产生足够多的高温，待一级喷雾泵5不能满足冷凝效果时开启二级喷雾泵6，以保证足够多的水量将蒸汽汽化潜热吸收，启动第一电机18带动转杆26转动，转杆26同时带动蜗杆以及第一锥齿轮28转动，通过第二锥齿轮27带动轴流风扇4
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5转动，蜗杆带动蜗轮14转动，从而通过中空轴15带动一级喷雾4
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1以及二级喷雾4
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2转动，获得更大的喷雾范围。
34.一级喷雾泵5喷出的水吸收热量温度升高，从管道流出进入蓄热池11，二级喷雾泵6喷出的水吸收热量后经管道流入回水池10，喷淋后的蒸汽基本全部液化，剩不多气态水由轴流风扇4
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5抽气，在经过高效除雾滤网4
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4时再次冷凝回流，通过冲洗管21注入常温水，对高效除雾滤网4
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4进行冲洗，将其表面的杂质冲走。喷雾洗涤冷凝塔4的排污口4
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6处设有阀门，并定时开启，利用喷雾水冲洗蒸汽以及循环水中携带的灰尘产生的污泥，启动第二电机25带动螺纹杆24 转动，螺纹杆24带动螺母23移动，从而通过u形杆带动推板20将底部的污泥推至排污口4
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6排走。
35.为了减小喷雾冷却水量此处增加循环水冷却塔7，将回水池10 中水冷却后流入凉水池9。
36.经过钢渣一个热焖周期后蓄热池11中存储了足够量的高温热水，高温热水由水循环泵3
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7通过蒸发器3
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1，高温水释放热量后温度降低进入回水池10，然后再进入喷雾洗涤冷凝塔4中吸收蒸汽的热量升温后进入蓄热池11，为减少热量损失，蓄热池11应当有必要的
保温措施。此时有机工质蒸发为压力较高气态工质，在工质循环泵 3
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2的驱动下通过有机涡轮机及发电机3
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5，完成做功后的工质进入冷凝器3
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6冷凝后再经过工质循环泵3
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2再进行下一循环，这一过程完成发电。如此连续循环实现连续不断的发电。
37.该系统也应用于其他具有类似排放不连续的含尘工况场合的除尘和以及余热利用问题。
38.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。