一种利用非稳态烟气进行蒸汽分级稳定过热的装置的制作方法

本技术涉及非稳态烟气余热回收，具体涉及一种利用非稳态烟气进行蒸汽分级稳定过热的装置。

背景技术：

1、为响应国家“节能降碳”的主体生态环保倡导目标，国内各大钢铁企业在烧结、转炉、电炉、轧钢加热炉等各主要生产工艺环节对烟气余热的回收再利用方面，均采取了必要的烟气余热回收措施。

2、但是，针对余热回收产生的蒸汽如何高效的利用，目前在部分生产工艺环节受限于烟气的非稳态（烟气流量、温度会在短时间内发生剧烈波动），暂时无法将余热回收产生的低品位蒸汽（饱和蒸汽）连续、稳定的转化成高品位蒸汽（过热蒸汽）。

3、饱和蒸汽受限于其特定的物理特性，无论是从输送距离及可适用范畴，都大大受限；此外，饱和蒸汽的直接利用（饱和蒸汽发电系统或汽-电双拖系统等），其蒸汽利用率较低，无法做到像过热蒸汽一样的高效利用。因此，能利用非稳态烟气对其本身余热回收所产生的蒸汽进行稳定过热，是现阶段本技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型需要解决的技术问题是提供一种利用非稳态烟气进行蒸汽分级稳定过热的装置，可利用非稳态烟气对其本身余热回收所产生的蒸汽进行稳定过热。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

3、一种利用非稳态烟气进行蒸汽分级稳定过热的装置，包括连接在输送非稳态烟气管道上、用于对非稳态烟气进行阶梯余热回收的阶梯余热回收设备，与阶梯余热回收设备连接、用于将阶梯余热回收设备产生的蒸汽转化为稳定的微过热饱和蒸汽并将稳定的微过热饱和蒸汽输送给阶梯余热回收设备来利用阶梯余热回收设备将稳定的微过热饱和蒸汽转化为稳定的过热蒸汽进而对外供稳定过热蒸汽的蒸汽分级转化设备，以及与蒸汽分级转化设备连接、用于实现蒸汽分级稳定过热过程的自动化控制的可编辑逻辑控制器；

4、所述阶梯余热回收设备的内部顺应非稳态烟气的流动方向依次设置有高温蒸发器、管束式蒸汽过热器和低温蒸发器；

5、所述蒸汽分级转化设备包括与高温蒸发器和低温蒸发器连接的汽包、与汽包的饱和蒸汽出口连接的蓄热器以及设置在蓄热器内部、用于对饱和蒸汽进行微过热的微过热器；所述微过热器的饱和蒸汽入口通过微过热器进口管与蓄热器的饱和蒸汽出口连通，微过热器的微过热饱和蒸汽出口通过微过热器出口管与管束式蒸汽过热器的微过热饱和蒸汽入口连通；所述微过热器进口管上设置有用于实现蓄热器持续稳定的向微过热器提供饱和蒸汽的电动调节阀，电动调节阀的受控端与可编辑逻辑控制器的输出端连接。

6、优选的，所述高温蒸发器与汽包之间通过高温上升管和高温下降管连接；所述低温蒸发器与汽包之间通过低温下降管和低温上升管连接；所述汽包的内部设置有汽水分离设备。

7、优选的，所述汽包的饱和蒸汽出口通过主蒸汽管道与蓄热器的饱和蒸汽入口连通；所述蓄热器的内部存储有水。

8、优选的，所述微过热器设置在蓄热器的内部液面以下。

9、优选的，所述蒸汽分级转化设备还包括通过管束式蒸汽过热器出口管依次连接在管束式蒸汽过热器的过热蒸汽出口后端、用于向管束式蒸汽过热器出口管中的过热蒸汽内喷水来降低并调节过热蒸汽的温度及压力的减温减压器以及用于对管束式蒸汽过热器出口管中的过热蒸汽继续过热来确保热蒸汽的温度和压力达到设定值的电过热器；所述减温减压器和电过热器的受控端分别与可编辑逻辑控制器的输出端连接。

10、优选的，所述微过热器出口管上设置有用于在线检测微过热器出口管中流向管束式蒸汽过热器的微过热饱和蒸汽的温度、压力和流量的过热器进口温度检测、过热器进口压力检测和过热器进口流量检测；所述减温减压器前端的管束式蒸汽过热器出口管上设置有用于在线检测从管束式蒸汽过热器流入管束式蒸汽过热器出口管内的过热蒸汽的温度、压力和流量的过热器出口温度检测、过热器出口压力检测和过热器出口流量检测；所述过热器进口温度检测、过热器进口压力检测、过热器进口流量检测、过热器出口温度检测、过热器出口压力检测和过热器出口流量检测的输出端分别与可编辑逻辑控制器的输入端连接。

11、优选的，所述减温减压器后端的管束式蒸汽过热器出口管连通有电过热器旁路管，电过热器通过电过热器进口管和电过热器出口管与电过热器旁路管并联；所述电过热器进口管上靠近电过热器旁路管的一端设置有用于控制电过热器进口管通断的第一电磁阀，电过热器出口管上靠近电过热器旁路管的一端设置有用于控制电过热器出口管通断的第二电磁阀，电过热器旁路管上靠近电过热器进口管的一端设置有用于控制电过热器旁路管通断的第三电磁阀；所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的受控端分别与可编辑逻辑控制器的输出端连接。

12、由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

13、本实用新型通过设置的高温蒸发器、管束式蒸汽过热器、低温蒸发器、汽包、蓄热器、电动调节阀、微过热器、减温减压器和电过热器，可满足各类非稳态烟气工况，并充分挖掘非稳态烟气的余热回收潜力，利用分级蒸汽过热技术，能够持续稳定的提供过热蒸汽，在提高蒸汽品位的同时，也大大扩大了蒸汽的输送距离及可适用范畴，可大幅度提高蒸汽的利用率，实现非稳态烟气余热回收到蒸汽高效利用的闭式循环，进一步降低企业运行成本，提高企业经济效益及市场竞争力，具有多方面的优点及实际应用价值。

14、本实用新型通过设置的可编辑逻辑控制器、过热器进口温度检测、过热器进口压力检测、过热器进口流量检测、过热器出口温度检测、过热器出口压力检测和过热器出口流量检测，可实现装置的自动化控制。

技术特征：

1.一种利用非稳态烟气进行蒸汽分级稳定过热的装置，其特征在于：包括连接在输送非稳态烟气管道上、用于对非稳态烟气进行阶梯余热回收的阶梯余热回收设备，与阶梯余热回收设备连接、用于将阶梯余热回收设备产生的蒸汽转化为稳定的微过热饱和蒸汽并将稳定的微过热饱和蒸汽输送给阶梯余热回收设备来利用阶梯余热回收设备将稳定的微过热饱和蒸汽转化为稳定的过热蒸汽进而对外供稳定过热蒸汽的蒸汽分级转化设备，以及与蒸汽分级转化设备连接、用于实现蒸汽分级稳定过热过程的自动化控制的可编辑逻辑控制器（27）；

2.根据权利要求1所述的一种利用非稳态烟气进行蒸汽分级稳定过热的装置，其特征在于：所述高温蒸发器（1）与汽包（4）之间通过高温上升管（16）和高温下降管（17）连接；所述低温蒸发器（3）与汽包（4）之间通过低温下降管（18）和低温上升管（19）连接；所述汽包（4）的内部设置有汽水分离设备。

3.根据权利要求1所述的一种利用非稳态烟气进行蒸汽分级稳定过热的装置，其特征在于：所述汽包（4）的饱和蒸汽出口通过主蒸汽管道（20）与蓄热器（5）的饱和蒸汽入口连通；所述蓄热器（5）的内部存储有水。

4.根据权利要求3所述的一种利用非稳态烟气进行蒸汽分级稳定过热的装置，其特征在于：所述微过热器（7）设置在蓄热器（5）的内部液面以下。

5.根据权利要求1所述的一种利用非稳态烟气进行蒸汽分级稳定过热的装置，其特征在于：所述蒸汽分级转化设备还包括通过管束式蒸汽过热器出口管（23）依次连接在管束式蒸汽过热器（2）的过热蒸汽出口后端、用于向管束式蒸汽过热器出口管（23）中的过热蒸汽内喷水来降低并调节过热蒸汽的温度及压力的减温减压器（14）以及用于对管束式蒸汽过热器出口管（23）中的过热蒸汽继续过热来确保热蒸汽的温度和压力达到设定值的电过热器（15）；所述减温减压器（14）和电过热器（15）的受控端分别与可编辑逻辑控制器（27）的输出端连接。

6.根据权利要求5所述的一种利用非稳态烟气进行蒸汽分级稳定过热的装置，其特征在于：所述微过热器出口管（22）上设置有用于在线检测微过热器出口管（22）中流向管束式蒸汽过热器（2）的微过热饱和蒸汽的温度、压力和流量的过热器进口温度检测（8）、过热器进口压力检测（9）和过热器进口流量检测（10）；所述减温减压器（14）前端的管束式蒸汽过热器出口管（23）上设置有用于在线检测从管束式蒸汽过热器（2）流入管束式蒸汽过热器出口管（23）内的过热蒸汽的温度、压力和流量的过热器出口温度检测（11）、过热器出口压力检测（12）和过热器出口流量检测（13）；所述过热器进口温度检测（8）、过热器进口压力检测（9）、过热器进口流量检测（10）、过热器出口温度检测（11）、过热器出口压力检测（12）和过热器出口流量检测（13）的输出端分别与可编辑逻辑控制器（27）的输入端连接。

7.根据权利要求5所述的一种利用非稳态烟气进行蒸汽分级稳定过热的装置，其特征在于：所述减温减压器（14）后端的管束式蒸汽过热器出口管（23）连通有电过热器旁路管（26），电过热器（15）通过电过热器进口管（24）和电过热器出口管（25）与电过热器旁路管（26）并联；所述电过热器进口管（24）上靠近电过热器旁路管（26）的一端设置有用于控制电过热器进口管（24）通断的第一电磁阀，电过热器出口管（25）上靠近电过热器旁路管（26）的一端设置有用于控制电过热器出口管（25）通断的第二电磁阀，电过热器旁路管（26）上靠近电过热器进口管（24）的一端设置有用于控制电过热器旁路管（26）通断的第三电磁阀；所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的受控端分别与可编辑逻辑控制器（27）的输出端连接。

技术总结
本技术公开了一种利用非稳态烟气进行蒸汽分级稳定过热的装置，包括连接在输送非稳态烟气管道上、用于对非稳态烟气进行阶梯余热回收的阶梯余热回收设备，与阶梯余热回收设备连接、用于将阶梯余热回收设备产生的蒸汽转化为稳定的微过热饱和蒸汽并将稳定的微过热饱和蒸汽输送给阶梯余热回收设备来利用阶梯余热回收设备将稳定的微过热饱和蒸汽转化为稳定的过热蒸汽进而对外供稳定过热蒸汽的蒸汽分级转化设备，以及与蒸汽分级转化设备连接、用于实现蒸汽分级稳定过热过程的自动化控制的可编辑逻辑控制器。本技术可利用非稳态烟气对其本身余热回收所产生的蒸汽进行稳定过热。

技术研发人员：黄玉林,张鹏,顾明楼,宋晨,邵海存
受保护的技术使用者：无锡市东方环境工程设计研究所有限公司
技术研发日：20221219
技术公布日：2024/1/12