基于低通滤波的高炉超导冷却式余热发电节能控制系统的制作方法_2

文档序号:9592969阅读:来源:国知局
的余热制冷机组及相关联接方法有效的提尚了余热发电效率,将尚炉水冷余热利用率提尚到90 %左右,算上传统冷却塔能耗,本发明的余热发电效率提高了一倍以上,提高了整个高炉炼铁行业的余热利用水平。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的整体结构示意图。
[0020]图2为本发明的环型管道系统结构示意图。
[0021]图3为图2所示的局部剖面结构示意图。
[0022]图4为本发明的余热控制处理系统电路结构示意图。
[0023]图5为本发明的低通滤波电路结构示意图。
[0024]其中,附图中的附图标记名称分别为:
[0025]I 一高炉体,2 —超导环型换热环,31 —上导管,32 —下导管,33 —套管,4 一半圆形沟槽,5 —高温无石棉硅钙板,6 —软水箱,7 —除氧器,8 —减温器,9 一集汽箱,10 一浇注固化体,11 一环行翅片,12 一发电系统,13 一汽包,14 一余热制冷机组,15 一冷凝器,16 一汽轮机,17 一高炉基墩水冷管,18 一蒸汽水混合加热器,19一发电机。
【具体实施方式】
[0026]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
[0027]实施例
[0028]如图1?3所示,本发明的高炉体I同传统的高炉一样,分为炉身、炉腹、炉腰和炉座四个部分。本发明沿着高炉体I的侧壁分层环绕式的设有一个以上的超导环型换热环2,即这些超导环型换热环2沿着高炉体I的炉身、炉腹、炉腰和炉座设置,并将整个高炉体I的侧壁表面全部覆盖住。每围绕着高炉体I侧壁的一圈即为一层,且位于同一层上的所有超导环型换热环2的中线点均处于同一平面内,因此沿着高炉体I的侧壁表面从上至下便形成有若干层的超导环型换热环2。为了确保余热交换效果,在每个超导环型换热环2上都设有一个由耐磨抗热震抗渗炭弹性耐火浇注料所形成的浇注固化体10,且每个超导环型换热环2均与其浇注固化体10形成一个整体。相应地,在高炉体I的侧壁上也设有与每个超导环型换热环2相对应的接缝,安装时,每个超导环型换热环2均通过其浇注固化体10内嵌在高炉体I的侧壁的内衬上。
[0029]考虑到要最大程度的降低施工时间以及确保有效的热交换效率,因此所述的浇注固化体10可以通过一次浇注成型的方式来实现,也可以采用分段分环预制拼装的方式来实现。当采用分段分环预制拼装时,竖接缝为炉内侧60_炉外侧80_,接缝采用耐磨抗热震抗渗炭弹性耐火饶注料在炉内饶注从而形成饶注固化体10。饶注前在预制侧加设6mm娃酸铝纤维板并用水玻璃混合粘结火泥将其粘在预制侧已成形的浇注固化体10上。另外,在高炉体I的侧壁与超导环型换热环2接触的浇注固化体10的表面间的耐磨抗热震抗渗炭弹性耐火浇注料内还掺加了碳素纤维,以便充分利用碳素纤维在生产后形成的孔隙来提高本发明的热胀、冷缩能力,为高炉侧壁的寿命起到了关键作用。
[0030]安装时,该浇注固化体10整体结构的高度要为超导环型换热环2的高度上下各延伸250±25mm ;高炉体I侧壁接缝与该浇注固化体10的上下接触面之间以及浇注固化体10与其它部位相连的水平面处均以2层1.5mm的聚氯乙烯板夹3_厚的硅酸铝纤维板(耐火度为1350°C )形成的复合结构缝隔开,该复合结构缝的整体厚度为6±lmm,采用水平对接,对接缝采用封箱胶带密封严密、牢固,以浇注振捣不发生渗浆或对接脱缝为准。
[0031]所述浇注固化体10的结合面必须以耐磨抗热震抗渗炭弹性耐火浇注料的原浆找平,在初凝前铺本权利要求所述的复合结构缝层,使其与浇注料全部紧贴,而该紧贴质量则与采用一次浇注成形的浇注固化体10所产生的不均匀膨胀裂纹有关,该不均匀膨胀裂纹会在高炉开炉后形成,并以不超过1.5mm宽度为宜,并与超过时应刷含5 %钾水玻璃及75 %Al2O3的高铝火泥浆补缝。
[0032]而耐磨抗热震抗渗炭弹性耐火浇注料为本发明的余热交换和利用提供了极大的作用,其主要由重量百分比为8%的莫来石、65%的钢玉颗粒(粒径8?15mm主要是AL2O3)、I %的锆铝质颗粒(粒径5?1mm)、2 %的钢纤维(直径0.5mm长30mm的Q235钢丝)、20 %的巩土水泥、长10?25mm麻质纤维丝3Kg/m3,以及余量为粘土粉及小于5mm的高招质火泥粉混合而成。其中,所述的麻质纤维丝不占耐磨抗热震抗渗炭弹性耐火浇注料的百分比重,即该耐磨抗热震抗渗炭弹性耐火浇注料的组分为8 %的莫来石、65 %的钢玉颗粒(粒径8?15mm主要是AL2O3)、I %的错招质颗粒(粒径5?1mm)、2 %的钢纤维(直径0.5mm长30mm的Q235钢丝)、20 %的矾土水泥以及余量为粘土粉及小于5mm的高铝质火泥粉,而添加的麻质纤维丝则按整个耐磨抗热震抗渗炭弹性耐火浇注料的重量来配置,即每立方米的耐磨抗热震抗渗炭弹性耐火饶注料添加3Kg的长10?25mm麻质纤维丝即可。
[0033]由于麻质纤维丝在耐磨抗热震抗渗炭弹性耐火浇注料投入生产过程当中会被烧掉并形成空隙,同时由于钢纤维的连接作用,因此会使耐磨抗热震抗渗炭弹性耐火浇注料烧结成形后而形成弹性结构,具有很强的抗热震性能,能吸收热胀和冷缩,有效克服了传统浇注料投入生产使用后易发生反复热膨胀后碎裂或冷缩后形成较大裂缝,有效提高了高炉内衬耐火材料的寿命。
[0034]为了充分吸收超导环型换热环2的热量,因此在高炉体I的侧壁上设有数量和位置均与每层的超导环型换热环2相对应的环型管道系统,即有几层超导环型换热环2,便对应有几层环型管道系统。如图3所示,每层环型管道系统均由沿着高炉体I侧壁设置的若干条的套管33、上导管31和下导管32构成。
[0035]根据实际情况,该套管33由两个由PVC、PPR或金属材料制作而成的三通件和一根直管形成一个整体,即两个三通分别固定在直管的两端并使其内部相连通。套管33的中心轴线与高炉体I的中心轴线平行,而上导管32则将所有套管33的上端串接起来并使其形成一个圆环,所有的下导管33则将所有套管33的下端串接起来,也使其形成一个圆环,从而使得每个环型管道系统均为一个彼此之间相互连通的独立的整体。每层超导环型换热环2的数量和位置均与与之相对应的环行管道系统中的套管33的数量和位置相对应,即一个超导环型换热环2便对应一个套管33。
[0036]超导环型换热环2为本发明最为核心的部件,其由低碳钢制作成环状,且在其内部填充有由水、奈、钠或钾,或其任意组合混合而成的超导换热介质。为了确保超导环型换热环2内部的超导换热介质能迅速的进行热能交换,因此该超导环型换热环2的整体形状优先制作呈矩形状。同时,内嵌在浇注固化体10内部的超导环型换热环2的管壁上还设有一个以上的由低碳钢Q235制成的环行翅片11。该环形翅片11的厚度为20±lmm,夕卜径为150±10mm,其内径要比超导环型换热环2的外径大10mm,并与超导环型换热环2双面满焊焊接,而焊接质量则与吸收渗炭、超导环型换热环2实现超导换热效率及其使用寿命提高有关。环型翅片11的外径与高炉内表面的距离为:炉身部位70±20mm,炉腰部位100±10mm,该距离适用于各种容积的高炉,并与高炉超导冷却系统在高炉内表面形成保护性渣皮及其抗冲刷能力有关。
[0037]由于超导环型换热环2呈矩形状,且其只有具有环形翅片11 一侧的管道通过浇注固化体10内嵌在高炉体I的侧壁内衬上,因此该超导环型换热环2还有一侧的管道是外露在高炉体I的侧壁之外的,而该外露侧的管道则要穿过与其相对应的套管33,从而使得每个超导环型换热环2均与所述的型管道系统连接在一起。为了确保热交换效率,因此本发明还在环型换热管2与套管33的相贯部分采用了满焊无缺陷焊接方式进行焊接,从而使得每个超导环型换热环2均能固定在上导管31和下导管32上,以形成图3所示的整体结构。同时,每个超导环型换热环2的环行面均必须与上导管31或下导管32的切线垂直。
[0038]超导环型换热环2与导管33相贯时的剖面结构如图3所示,为了确保超导环型换热环2中超导换热介质所吸收的热能与及时能有效地与流经导管33中的工质进行热交换,因此在导管33的管道内壁上还设有若干条平行设置的半圆形沟槽4。
[0039]本发明将超导环型换热环2分为预热段、蒸发段、低温过热段和高温过热段四部分,为了提高换热面积和换热效果,上述预热段、蒸发段、低温过热段和高温过热段均有大部分结构内嵌在高炉体I的侧壁内,而位于高炉体I侧壁外部的部分则通过一根导管连通,以保证冷却水从给水栗送入导管后,能够顺利流动至最下端的蒸汽利用装置内。
[0040]为了便于固定环型管道系统,因此沿着高炉体I的侧壁上每隔4500mm便设一处与高炉炉壳焊接固定
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