一种熔融还原炉煤气余热发电系统的制作方法

[0001]
本实用新型属于热发电技术领域，具体涉及一种熔融还原炉煤气余热发电系统。


背景技术：

[0002]
余热发电是利用工业生产中产生的废气、废水、废渣等介质的显热或潜热，经相关设备，将热能转换为电能的技术。余热发电不仅节能，还有利于环境保护。钢铁企业在生产中会产生大量的煤气，这些煤气含有大量的余热。转炉汽化冷却烟道是用来回收高温转炉煤气余热产生低压饱和蒸汽的设备。由于转炉汽化冷却烟道产生的蒸汽是间断的，蒸汽压力和流量也不稳定，因此在蒸汽系统中设置了蓄热器，使转炉汽化冷却烟道产生的蒸汽变为连续稳定的气源。经过汽化冷却烟道的转炉煤气和高温的高炉煤气可以利用余热锅炉回收煤气余热产生饱和蒸汽或者过热蒸汽。这些产生的饱和蒸汽和过热蒸汽可以用来推动汽轮发电机组发电。但是饱和蒸汽发电机组的发电热效率很低，汽轮机排气热损失也很大，而且饱和蒸汽汽轮机的制作难度较高，使用寿命短。而余热锅炉产生的过热蒸汽品质不高，导致发电量和发电效率低的问题，为此我们提出一种熔融还原炉煤气余热发电系统。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于提供一种熔融还原炉煤气余热发电系统，以解决上述背景技术中提出余热发电中余热锅炉产生的过热蒸汽品质不高，导致发电量和发电效率低的问题。
[0004]
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种熔融还原炉煤气余热发电系统，包括汽化冷却烟道、汽化冷却烟道汽包、余热锅炉汽包、过热锅炉汽包、过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱以及汽轮机，所述汽化冷却烟道汽包位于汽化冷却烟道一侧，所述余热锅炉汽包位于汽化冷却烟道汽包一侧，所述过热锅炉汽包位于余热锅炉汽包一侧，所述过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱位于过热锅炉汽包一侧，所述汽化冷却烟道汽包与过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱之间设置有汽化冷却烟道集汽集箱，所述余热锅炉汽包与过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱之间设置有余热锅炉集汽集箱，所述过热锅炉汽包与过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱之间设置有过热锅炉过热器，所述过热锅炉过热器位于过热锅炉汽包底端，所述过热锅炉过热器底端设置有过热锅炉省煤器，所述余热锅炉汽包底端设置有余热锅炉蒸发器，所述余热锅炉蒸发器底端设置有余热锅炉省煤器。
[0005]
优选的，所述汽轮机通过管道与过热锅炉过热器固定连接，所述汽轮机一侧设置有发电机，所述汽轮机底端设置有空冷岛，所述空冷岛底端一侧设置有凝结水泵，所述凝结水泵一侧设置有除氧器，所述除氧器一侧设置有给水泵。
[0006]
优选的，所述过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱均通过管道与汽化冷却烟道汽包、余热锅炉省煤器以及过热锅炉省煤器固定连接，所述过热锅炉省煤器通过管道与过热锅炉汽包固定连接。
[0007]
优选的，所述过热锅炉汽包通过管道与过热锅炉水冷壁固定连接，所述过热锅炉
汽包通过管道与过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱固定连接，所述过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱通过管道与过热锅炉过热器固定连接。
[0008]
优选的，所述余热锅炉省煤器通过管道与余热锅炉汽包固定连接，所述余热锅炉汽包通过下降管与余热锅炉蒸发器固定连接，所述余热锅炉汽包通过管道与余热锅炉集汽集箱固定连接，所述余热锅炉集汽集箱通过管道与过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱固定连接。
[0009]
优选的，所述汽化冷却烟道通过管道汽化冷却烟道汽包固定连接，所述汽化冷却烟道汽包通过管道与汽化冷却烟道集汽集箱固定连接，所述汽化冷却烟道集汽集箱通过管道与过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱固定连接。
[0010]
优选的，所述汽轮机通过管道与空冷岛固定连接，所述空冷岛通过管道与凝结水泵固定连接，所述凝结水泵通过管道与除氧器固定连接，所述除氧器通过管道与给水泵固定连接。
[0011]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0012]
通过在汽化冷却烟道汽包与过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱之间加装汽化冷却烟道集汽集箱,高温煤气首先经过汽化冷却烟道到达汽化冷却烟道汽包中，经过汽化冷却烟道汽包到达汽化冷却烟道集汽集箱，由汽化冷却烟道集汽集箱来回收显热产生中温中压的饱和蒸汽，饱和蒸汽由汽化冷却烟道集汽集箱到达过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱，经过除尘净化后的低温煤气进入过热锅炉汽包，燃烧释放化学热，自产一部分饱和蒸汽通过管道进入过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱内部，过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱内的饱和蒸汽通过管道进入过热锅炉过热器，由过热锅炉过热器将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，过热蒸汽通过管道输送至汽轮机，过热蒸通过汽轮机推动发电机发电，有效提升了饱和蒸汽发电机组的发电热效率。
附图说明
[0013]
图1为本实用新型的熔融还原炉煤气余热发电系统结构示意图；
[0014]
图中：1、汽化冷却烟道；2、汽化冷却烟道汽包；3、汽化冷却烟道集汽集箱；4、余热锅炉汽包；5、余热锅炉集汽集箱；6、余热锅炉蒸发器；7、余热锅炉省煤器；8、过热锅炉汽包；9、过热锅炉过热器；10、过热锅炉水冷壁；11、过热锅炉省煤器；12、过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱；13、汽轮机； 14、发电机；15、空冷岛；16、凝结水泵；17、除氧器；18、给水泵。
具体实施方式
[0015]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0016]
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种熔融还原炉煤气余热发电系统，包括汽化冷却烟道1、汽化冷却烟道汽包2、余热锅炉汽包4、过热锅炉汽包8、过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12以及汽轮机13，汽化冷却烟道汽包2位于汽化冷却烟道1一侧，余热锅炉汽包4位于汽化冷却烟道汽包2一侧，过热锅炉汽包8位于余热锅炉汽包4一侧，过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱 12位于过热锅炉汽包8一侧，汽化冷却烟道汽包2与过热锅炉饱和蒸汽汇集
集箱12之间设置有汽化冷却烟道集汽集箱3，余热锅炉汽包4与过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12之间设置有余热锅炉集汽集箱5，过热锅炉汽包8与过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12之间设置有过热锅炉过热器9，过热锅炉过热器9 位于过热锅炉汽包8底端，过热锅炉过热器9底端设置有过热锅炉省煤器11，余热锅炉汽包4底端设置有余热锅炉蒸发器6，余热锅炉蒸发器6底端设置有余热锅炉省煤器7。
[0017]
本实施例中，优选的，汽轮机13通过管道与过热锅炉过热器9固定连接，汽轮机13一侧设置有发电机14，汽轮机13底端设置有空冷岛15，空冷岛15底端一侧设置有凝结水泵16，凝结水泵16一侧设置有除氧器17，除氧器17一侧设置有给水泵18。
[0018]
本实施例中，优选的，过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12均通过管道与汽化冷却烟道汽包2、余热锅炉省煤器7以及过热锅炉省煤器11固定连接，过热锅炉省煤器11通过管道与过热锅炉汽包8固定连接。
[0019]
本实施例中，优选的，过热锅炉汽包8通过管道与过热锅炉水冷壁10固定连接，过热锅炉汽包8通过管道与过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12固定连接，过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12通过管道与过热锅炉过热器9固定连接。
[0020]
本实施例中，优选的，余热锅炉省煤器7通过管道与余热锅炉汽包4固定连接，余热锅炉汽包4通过下降管与余热锅炉蒸发器6固定连接，余热锅炉汽包4通过管道与余热锅炉集汽集箱5固定连接，余热锅炉集汽集箱5通过管道与过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12固定连接。
[0021]
本实施例中，优选的，汽化冷却烟道1通过管道汽化冷却烟道汽包2固定连接，汽化冷却烟道汽包2通过管道与汽化冷却烟道集汽集箱3固定连接，汽化冷却烟道集汽集箱3通过管道与过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12固定连接。
[0022]
本实施例中，优选的，汽轮机13通过管道与空冷岛15固定连接，空冷岛15通过管道与凝结水泵16固定连接，凝结水泵16通过管道与除氧器17 固定连接，除氧器17通过管道与给水泵18固定连接。
[0023]
本实用新型的工作原理及使用流程：该装置完成后，通过在汽化冷却烟道汽包2与过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12之间加装汽化冷却烟道集汽集箱3, 高温煤气首先经过汽化冷却烟道1到达汽化冷却烟道汽包2中，经过汽化冷却烟道汽包2到达汽化冷却烟道集汽集箱3，由汽化冷却烟道集汽集箱3来回收显热产生中温中压的饱和蒸汽，饱和蒸汽由汽化冷却烟道集汽集箱3到达过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12，经过除尘净化后的低温煤气进入过热锅炉汽包8，燃烧释放化学热，自产一部分饱和蒸汽通过管道进入过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12内部，过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12内的饱和蒸汽通过管道进入过热锅炉过热器9，由过热锅炉过热器9将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，过热蒸汽通过管道输送至汽轮机13，过热蒸通过汽轮机13推动发电机14发电，熔融还原炉煤气在汽化冷却烟道1，系统给水由给水泵18送入汽化冷却烟道汽包2，汽化冷却烟道汽包2通过管道与汽化冷却烟道1的炉水进口和汽水混合物出口连接，炉水在汽化冷却烟道汽包2道受热面中吸收煤气余热后变为汽水混合物后进入汽包，经过汽水分离后产生的饱和蒸汽进入汽化冷却烟道集汽集箱3，然后通过管道输送到过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12，汽化冷却烟道汽包2的设计压力为4.9mpa，饱和温度264℃，产汽量为150t/h，煤气经过汽化冷却烟道1后温度降至800℃以下，为了能产生更多的蒸汽，余热锅炉汽包4没有布置过热器，只产生饱和蒸汽，经过汽化冷却烟道1降温的
熔融还原炉煤气在经过高温旋风除尘器除尘后进入余热锅炉汽包4中，系统给水由给给水泵18送入余热锅炉省煤器7，余热锅炉省煤器7通过管道与余热锅炉汽包4连接，给水经过余热锅炉省煤器7预热升温后进入余热锅炉汽包4，余热锅炉汽包4通过下降管与余热锅炉蒸发器6连接，炉水由下降管进入蒸发器，在蒸发器吸收煤气余热升温变成汽水混合物后通过上升管回到余热锅炉汽包4中，在余热锅炉汽包4中经过汽水分离后饱和蒸汽进入余热锅炉集汽集箱5，然后通过管道输送到过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12，汽包的设计压力为4.5mpa，饱和温度259℃，产汽量为100t/h，煤气在经过余热锅炉汽包4后温度降至180℃以下，过热锅炉汽包8为燃气锅炉，燃料为熔融还原炉煤气和焦炉煤气，过热锅炉汽包8的主要作用是利用煤气的化学热，将汽化冷却烟道1和余热锅炉汽包4产生的饱和蒸汽加热为过热蒸汽，同时还具有保安锅炉的作用，过热锅炉汽包8炉膛采用矩形炉膛炉膛四周布满了光管与扁钢焊成的膜式过热锅炉水冷壁10，形成一个完全密封的炉膛竖井，过热锅炉水冷壁10中部前后墙均向内凸出形成折焰角形成双炉膛结构，以保证纯烧焦炉工况即保安工况锅炉安全运行，过热锅炉水冷壁10下部前向后折形成底部密封，标高8620-16200区域水冷壁四周敷设有卫燃带，减少炉膛吸热量，提高炉膛出口温度，以保证主汽温度，煤气燃烧后产生的煤气依次经过过热锅炉汽包8、过热锅炉过热器9、过热锅炉省煤器11和空预器后由烟道引出进入煤气处理系统，水循环采用自然循环，系统由给水泵18送入过热锅炉省煤器11，进过预热升温后由管道进入过热锅炉汽包8，然后由下降管进入过热锅炉水冷壁10，在过热锅炉水冷壁10吸热升温变为汽水混合物后回到过热锅炉汽包8，汽水混合物经过汽水分离后，饱和蒸汽与汽化冷却烟道1和余热锅炉汽包4产生的饱和蒸汽与过热锅炉汽包8产生的饱和蒸汽汇集过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12，过热锅炉饱和蒸汽汇集集箱12通过管道输送到过热锅炉过热器9，过热蒸汽通过管道输送至汽轮机13，过热蒸通过汽轮机13推动发电机14发电，过热蒸汽压力为3.82mpa，温度450℃，过热锅炉汽包8自产蒸汽量为50t/h，汽轮机13进汽压力为3.43mpaa，温度为435℃，流量为 132t/h，额定功率为30mw，排汽压力为15kpa。过热蒸汽在汽轮机13中做功后由排气装置进入空冷岛15冷凝成水后由凝结水泵16送入除氧器17。经过除氧器17热后，由给水泵18送入汽化冷却烟道1、余热锅炉汽包4和过热锅炉汽包8中，汽化冷却烟道1、余热锅炉汽包4和过热锅炉汽包8共用一套给水系统，给水为二级除盐水，给水温度130℃，有效提升了饱和蒸汽发电机组的发电热效率。
[0024]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。