[发明专利]高炉渣余热发电装置及发电方法

说明书

技术领域

本发明属于炼铁高炉渣的余热利用技术领域，特别是提供了一种高炉渣余热发电装置及发电方法，适用于高温铁水的余热回收。

背景技术

钢铁工业是耗能大户。回收生产中的余热是降低能耗的主要措施。高炉生产中每一吨铁大约产生0.3～0.4吨渣。高炉渣具有很高的温度约～1500℃，高炉渣的热焓约为1700MJ/T渣，具有很高的回收价值，按我国每年生铁产量4亿吨计算，每年约产生1.4亿吨高炉渣，每年高炉渣带走的热量相当于1130万吨标煤。虽然各国都在研发高炉渣的余热回收装置，但由于高炉排渣不连续，余热回收难度大，工艺装置复杂，至今尚未研发成功高炉渣的余热回收装置。

我国目前多采用水冲渣等方法，回收高炉渣的余热，产生80℃左右的热水，用于冬季采暖，热能利用率很低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炉渣余热发电装置，克服了上述热能利用率低的缺点，并且经济适用、技术可靠。

高炉渣能自由流动的温度为熔化性温度，其温度约为1360℃，在生产中高炉渣的温度约～1500℃，具有一定的过热度。本发明是在不影响高炉渣自由流动、不影响原来的水冲渣工艺条件的情况下，回收高炉渣过热度的部分余热，用来产生蒸汽并发电。

本发明的高炉渣余热发电装置包括第一水泵1、热水池2、第一换热器3、热水贮槽4、第二水泵5、给水泵6、高压氮气源7、第二换热器8、高炉渣9、热力除氧器10、高温水贮罐11、第一闪蒸罐12、第二闪蒸罐13、汽轮机14、发电机15、凝汽器16、凝液泵17、冷却塔18等。第一换热器3浸没在热水池2中，第一水泵1将除盐水送入第一换热器3中进行换热，常温的除盐水温度升高，流入热水贮槽4中，第二水泵5的入口与位于热水贮槽4下部的出口管用法兰连接，第二水泵5的出口管与热力除氧器10的入口管用法兰相连，第二水泵5将热水贮槽4中的热水送入热力除氧器10中进行除氧，它们之间依靠法兰连接。给水泵6与热力除氧器10的出口管用法兰连接，给水泵6将除氧水送入第二换热器8中，在此除氧水吸收高炉渣9的辐射热后成为高温水，第二换热器8放在高炉出铁场的渣沟19上，由第二换热器8排出的高温水进入高温水贮罐11中，高温水贮罐11置于渣沟19的上方。高压氮气源7中的高压氮气用管道与高温水贮罐11的气空间相连接。从高温水贮罐11的出水管排出的高温水进入位于下方的第一闪蒸罐12中，在此高温水进行第一次闪蒸，其产生的第一次闪蒸汽经管道进入汽轮机14的主蒸汽入口，第一闪蒸汽罐12中的饱和水则由位于其下方的排水口流出，经管道流入第二闪蒸罐13的进口管中，并在第二次闪蒸罐13中进行第二次闪蒸，第二次闪蒸产生的闪蒸汽作为补汽进入汽轮机14，由第二次闪蒸罐13下方排出的饱和水则作为热源进入除氧器的入口。第二次闪蒸罐13位于第一次闪蒸罐12的下方，凝汽器16位于汽轮机14的下方，用于冷凝从汽轮机排出的乏汽，由凝汽器16产生的冷凝水则由位于凝汽器16下方的凝液泵17送至第一换热器3的入口与除盐水17送至第一换热器3的入口与除盐水混合后进入换热器3中进行换热。冷却塔18的冷却水用于冷凝从汽轮机14排出的乏汽。发电机15将汽轮机14输出的机械能转化为电能。图1中涉及的设备与管道之间以及图6中第二换热器，各个单元之间均采用法兰连接。

本发明所述的第二换热器8是由5～10个换热器组合而成。

本发明所述的第二换热器8有两种结构形式，见图2～图5：图4为平板型，具有加工方便的特点；图2为圆弧形，在单位长度上可以布置较多的换热面积。

本发明的工艺流程如下：

第一水泵1将常温除盐水经过第一换热器3与热水池2中约80℃的冲渣水进行热交换，除盐水被加热到大约70℃后进入热水贮槽4中，再由第二水泵5送入除氧器10进行除氧，经过除氧的除盐水由给水泵6加压送入第二换热器8中，除盐水在第二换热器8中吸收高炉渣9的辐射热后成为高温水进入高温水贮罐11中，高压氮气源7向高温水贮罐11提供高压氮气。除盐水在第二换热器8和高温水贮罐11中均保持5℃～10℃的欠热度，始终为液态。