[发明专利]一种钢厂富余煤气与饱和蒸汽综合利用系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于钢厂余热余能回收利用领域，涉及一种高炉、转炉富余煤气及饱和蒸汽综合利用系统及方法。

背景技术

钢铁冶金是高耗能行业，十二五工业节能规划提出，以工序优化和二次能源回收为重点，提高物料、燃料的品质，加大能源高效回收、转换和利用技术改造力度，提高二次能源综合利用水平。

钢铁冶炼工艺过程中会产生大量的高炉、转炉煤气，其中除部分用于企业炼钢、轧钢加热外，其余部分大都用于燃烧发电或浪费掉了。另外，在钢铁冶炼工艺中，转炉汽化烟道产生的大量饱和蒸汽，因其具有压力、流量波动较大的缺点，除少数被利用外大部分作为废气而排放浪费了。

中国专利CN202598485U公开了一种钢厂余热蒸汽再加热锅炉，其可利用高炉煤气将饱和蒸汽再加热制成过热蒸汽。它的特点是包括炉体，炉体内部有炉腔且呈倒U字形；炉腔的一端封闭以构成绝热燃烧室，空气预热器下方有烟气出口，上方炉腔内设置有过热器。该专利的不足之处是仅以饱和蒸汽作为换热介质，对钢厂依赖性高，钢厂若产很少或者不产饱和蒸汽时，加热炉将起不到回收利用煤气及饱和蒸汽的目的。

中国专利ZL200720138203.2公开了一种饱和蒸汽加热炉，有送风机、锅炉燃烧器、炉膛、饱和蒸汽进口集箱、过热器、过热蒸汽出口集箱、省煤器、给水出口集箱、空气预热器和引风机组成。其特点是热介质直接采用饱和蒸汽；采用高炉或者转炉煤气作燃料。该专利的不足之处是燃料煤气直接由车间经除尘净化后输送到燃烧室，导致加热炉过分依赖钢厂生产运行情况，流量易波动从而使过热蒸汽品质不稳定。

发明内容

上述所提及的高炉、转炉煤气以及饱和蒸汽均为钢铁企业二次能源，本发明正是为了使这些钢厂余热余能转变为稳定持续可有效控制利用的蒸汽，提供一种钢厂富余煤气与饱和蒸汽综合利用系统，从而将其得到充分的综合利用，节约能源，减少大气污染。本发明的另一个目的是提供该系统的利用方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种钢厂富余煤气与饱和蒸汽综合利用系统，包括炉膛、汽包、高温过热器、低温过热器、高压省煤器、低压省煤器、空气预热器、烟气出口、煤气燃烧室、水冷壁、上集箱、下集箱、钢厂富余饱和蒸汽、分汽缸、蓄热器、除氧器、喷水减温器、给水泵、一次风机、二次风机以及相应的管路及阀门；其中，煤气燃烧室与炉膛相通，炉膛与烟道相通，烟道内自下而上分别布置高温过热器、低温过热器、高压省煤器、低压省煤器、空气预热器；钢厂富余饱和蒸汽通入到蓄热器，转炉煤气柜及高炉煤气柜与煤气燃烧室连通；所述炉膛为L型，炉膛内壁分别依次设有上集箱、水冷壁、下集箱，下集箱与上集箱分别与汽包连接形成一个闭合回路；空气预热器分别通过一次风机、二次风机与煤气燃烧室、烟道连通；凝结水泵、热力除氧器、给水泵与低压省煤器、高压省煤器、汽包依次连接，蓄热器与汽包分别与分汽缸连接；分汽缸、低温过热器、高温过热器和汽轮发电机组依次连接。

进一步地，所述高温过热器与低温过热器之间安装有喷水减温器；蓄热器与分汽缸之间设置有蒸汽减压阀，蓄热器与钢厂富余饱和蒸汽之间设置有蒸汽溢流阀。

上述系统的利用方法具体步骤为：

锅炉具备启动条件后，开始锅炉启动步骤，打开空气调节阀和煤气调节阀，空气预热器利用炉膛燃烧的烟气余热将冷风加热，热风经一次风机输送至煤气燃烧室；煤气由转炉煤气柜及高炉煤气柜经管路通入煤气燃烧室，与输入的热风混合燃烧产生1000℃以上的高温烟气，经过炉膛、烟道换热，最后由烟气出口排出，排出温度可降到150℃以下；自凝结水泵来的给水经热力除氧器除氧后，由给水泵输送进入低压省煤器、高压省煤器加热后至汽包，汽包内经汽水分离的热水经下集箱至水冷壁换热进入上集箱，所产蒸汽至汽包，形成一个闭合回路；而汽包内经汽水分离的饱和蒸汽则进入分汽缸；钢厂富余饱和蒸汽经蒸汽溢流阀进入蓄热器，蓄能后的蒸汽再经蒸汽减压阀调控进入分汽缸，混合蒸汽经低温过热器、高温过热器过热至额定设计参数，输送至汽轮发电机组发电。

本发明的锅炉利用富余煤气燃烧提供热量将饱和蒸汽过热获得过热蒸汽，然后经管道输送到汽轮发电机组发电，可以将钢厂富余煤气和饱和蒸汽进行科学有效地综合利用。和目前传统技术只是单一利用煤气和废饱和蒸汽相比，本发明比较全面综合利用了二次能源并且提高了锅炉性能，增加了锅炉蒸汽量的产出，引进外来饱和蒸汽对过热器的保护，延长锅炉使用寿命。另外L型锅炉系统布置更紧凑，可适应不同规模的钢铁企业采用，是一种应用范围更广，适应性更高的设备。具体优点如下：