[发明专利]矿热炉余热发电加热系统

说明书

技术领域

本发明涉及冶金过程中余热回收利用技术领域，特别涉及一种矿热炉余热发电加热系统。

背景技术

目前，在各种工业生产领域中需要大量的能源消耗，生产过程中由各种热能转换设备、用能设备和化学方应设备中产生而未被利用的热能，而且也会在生产过程中产生大量的各种形式的余热，余热的来源主要有工业排气余热、高温产品及炉渣的余热、冷却介质的余热、化学方应过程中生成的弃热、可燃废气、废料、废液的热能以及废汽、废水的余热，而工业锅炉的平均热效率只有67﹪，其余的能源通过高温的废烟气排放到大气当中，造成极大的浪费。

锅炉工业的余热利用是目前节能中的一个重要课题，其具有很高的经济效益和社会效益。例如，锅炉工业中的冶炼炉余热利用，通过将冶炼炉排出的废热转换为其他能源，如电能、蒸汽能或者作为动力直接去驱动其他机械设备及供热。

例如，现有技术中利用锅炉烟气余热进行发电的余热发电系统10，请同时参看图1，该余热发电系统10大致由蒸汽锅炉11、汽轮机12、发电机13、除氧给水装置14组成，除氧给水装置14用于除去软化水及冷凝水中的氧气，并将除氧后的冷凝水、软化水输送给蒸汽锅炉11以实现循环利用；蒸汽锅炉11用于接收从冶炼炉输送的高温烟气，并利用高温烟气加热除氧给水装置14输送的软化水及冷凝水以产生蒸汽，并将蒸汽输送给汽轮机12，汽轮机12的转子轴与发电机13的转子轴连接，进入汽轮机12的蒸气室的蒸汽做功以使汽轮机12的转子轴转动，进而带动发电机13的转子轴转动，而最终实现余热发电。

上述余热发电系统用到的设备较多，如此使得现有的余热发电系统结构负载且制造成本高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种结构简单且成本低的矿热炉余热发电加热系统。

一种矿热炉余热发电加热系统，包括直立式烟气管道、垂直轴风力发电机、气流加速装置、数据处理装置。直立式烟气管道的管壁上开设有第一固定孔、第二固定孔，第一固定孔位于第二固定孔的上方，垂直轴风力发电机穿过第一固定孔并与直立式烟气管道固定，垂直轴风力发电机的叶片位于直立式烟气管道中，且垂直轴风力发电机的风轮的旋转轴与直立式烟气管道的中轴线垂直，气流加速装置穿过第二固定孔并与直立式烟气管道固定，气流加速装置的水雾喷头位于直立式烟气管道中，以将水雾喷洒在直立式烟气管道中，通过高温烟气将水雾加热以获得水蒸气，进而利用水蒸气及烟气推动垂直轴风力发电机的叶片转动，以实现烟气余热发电。数据处理装置与气流加速装置电性连接，数据处理装置用于控制气流加速装置工作。直立式烟气管道的内壁上还设置有换热管，换热管以环装盘绕方式与直立式烟气管道的内壁相对固定，且换热管靠近直立式烟气管道的底部，换热管的进水口用于通过管道与输水增压泵的出水口连接，换热管的具有第一排水口、第二排水口，第一排水口用于与气流加速装置的水流输送泵的进水口连接，已将加热的水通过气流加速装置的水流输送泵输送给气流加速装置的水雾喷头，第二排水口用于与外界的热水输送系统连接，以将加热的水输送出去供外界使用。

优选的，气流加速装置的水雾喷头包括基座、及设置在基座上的第一喷头、第二喷头、第三喷头，第二喷头与直立式烟气管道的中轴线垂直，第一喷头指向垂直轴风力发电机的叶片且第一喷头与第二喷头的夹角为20度至85度、第三喷头指向直立式烟气管道的底部且第三喷头与第二喷头的夹角为20度至85度；数据处理装置与气流加速装置电性连接，并控制第一喷头、第二喷头、第三喷头工作。

优选的，矿热炉余热发电加热系统还包括气流检测装置、灰尘检测装置，气流检测装置、灰尘检测装置的检测端设置在直立式烟气管道中，数据处理装置与气流检测装置、灰尘检测装置电性连接，气流检测装置用于检测直立式烟气管道内的空气的流速，并产生对应的气流值，灰尘检测装置用于检测直立式烟气管道内的空气中的粉尘的浓度，并产生对应的粉尘浓度值，数据处理装置用于根据气流检测装置产生的气流值、灰尘检测装置产生的粉尘浓度值及预存的基准气流值、基准粉尘浓度值控制气流加速装置中的第一喷头、第二喷头、第三喷头工作，以实现对直立式烟气管道内的空气流速及粉尘浓度的调整。