[发明专利]一种高炉冲渣水余热发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及到高炉水萃冲渣工艺技术领域，尤其是一种充分回收熔渣余热用于发电的系统。

背景技术

高炉熔渣温度可达1450℃（热焓值为1770KJ/kg），蕴含着巨大的余热资源，设一座高炉日产渣量为4050t/d（渣铁比0.35），融渣所带热量将为82965KW。如何高效合理的利用高炉熔渣余热是钢铁行业技术难题。

国内外已实现工业化应用的高炉熔渣处理方式有水萃渣、干渣、矿渣棉纤维三种，由于水萃渣具有良好的化学活性，可作为水泥优质原料，因此水萃渣不论是从环保和实现循环经济角度出发，还是从降价工艺总能耗的角度出发，都是高炉熔渣处理的首选方式。现有冲渣工艺基本上没有考虑如何回收熔渣的余热，在冲渣过程中，大量的热量转变为低温蒸汽消散在大气中，只有一半左右的热量保留在冲渣水中。

由于现有工艺缺陷造成的水萃渣热回收率低、水温低使冲渣水余热利用价值大打折扣，只能用于冬季采暖。如使用本发明提出的改进的水萃渣新工艺可以使80%的熔渣余热保留在冲渣水中，并且水温可达95℃左右，利用这样的热水，使用负压蒸汽发电技术，即可达10%以上的热效率，将如此低品位的热能转化为电能。

发明内容

本发明通过对现有冲渣水系统工艺的改进与先进的负压蒸汽发电技术有机结合而形成的简单、安全、经济的高炉冲渣余热发电系统。系统从最大可能回收熔渣水萃释放的热量和最大程度简化系统并降低系统能耗和保证机组平稳运行三个方面着手量身个性化设计冲渣水余热发电系统。

为实现以上目的，本发明采取了如下的技术方案：一种高炉冲渣水余热发电系统，包括依次连接构成连接回路的闪蒸器、负压汽轮机、湿式空冷冷凝器、冲渣水池和闪蒸器，所述负压汽轮机连接到异步发电机，异步电机取代同步电机有效解决冲渣过程间歇性的不利影响；所述冲渣水池分出两条管路，分别通过冲渣水泵和喷淋水泵连接到大气压热虹吸冲渣塔；大气压热虹吸冲渣塔出口端通过管路连接回闪蒸器，在该管路上次连接有脱水装置、热水池、热水泵。采用负压蒸汽发电技术实现冲渣水发电，系统配置闪蒸器和负压饱和汽轮机。

所述热水池内设有过滤装置。

所述湿式空冷冷凝器包括乏汽联箱，以及与乏汽联箱相连的带预定弧度的高效换热管束,高效换热管束的另一端与凝结水联箱连接，在高效换热管束下方有循环水再冷装置、V型进风装置、循环水蓄水槽，循环水蓄水槽与冷却水循环水泵连接，冷却水循环水泵通过管道与高效换热管束上方由喷淋管驱动装置驱动的喷淋管连接，在高效换热管束上方设有水分离器、导流罩，导流罩内设引风机，湿式空冷冷凝器还包括带前置预冷器的水环真空泵抽真空系统，并通过信号输入输出端与控制器连接。湿式空冷冷凝器能降低初投资和运行费用、减少占地面积。

所述的湿式空冷冷凝器采用高位布置，从而可以省去凝结水泵

（一）为了充分回收熔渣的热量，对冲渣工艺进行如下的改造：

1）用大气压式热虹吸冲渣塔来代替开放式造粒塔。利用热虹吸原理，使冲渣过程产生的蒸汽分压达到1个大气压，使得蒸汽温度达到100℃左右，从而为使用直接接触换热方式将水温加热到95℃以上创造条件。大气压式热虹吸冲渣塔结构如图3所示，该塔为圆柱形半封闭塔体，大气压热虹吸冲渣塔通过带有安全门的隔断装置将空间隔为上部与排空管路相通的一部分空间和下部与熔渣槽进口相通的半封闭空间，安全门下方布置有喷淋管，熔渣槽进口下方为制渣箱，熔渣槽进口的上部为集汽罩，集汽罩与排空管路相通。所述大气压热虹吸冲渣塔内设有安全门，通过安全门的隔断装置将空间隔为上部与排空管路相通的空间和下部与熔渣槽进口相通的半封闭空间，安全门下方布置有喷淋管,熔渣槽进口下方设制渣箱，熔渣槽进口的上部为集汽罩，集汽罩与排空管路相通；所述制渣箱与冲渣水泵所在的管路连接，所述喷淋管与所述喷淋水泵所在的管路连接。

2）冷热水分离以提高水温。系统将冲渣水（可称为冷水）与冲渣塔出口水（可称为热水）分别储于不同的蓄水池中。

3）冲渣水量按需控制。系统将制渣箱33内的喷头采用分组投入的方式随渣量的变化而改变水量，不仅可节约电耗同时可保证造粒塔出口水温在整个冲渣过程中保持较小的波动。

（二）为降低投资及厂用电，对发电系统进行了革新，采用高位布置的湿式空冷冷凝器，系统不需设置凝结水泵，此外，本系统采用带前置冷凝的水环真空泵系统来代替射水泵、射水箱、射水抽气器射水排水泵，达到降低余热电站占地面积，减小厂用电的目的。