[实用新型]余热发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种余热发电系统，更具体地，涉及一种利用转炉饱和蒸汽与余热锅炉过热蒸汽的双蒸汽状态余热发电系统。

背景技术

钢铁行业的冶炼涉及到的工艺环节非常多，包括原料矿石的准备、高炉铁水的冶炼、转炉的钢水的冶炼等，使得钢铁行业的烟气量比较大，烟气温度从200℃变化到1200℃不等，而且转炉等冶炼设备属于周期性生产，烟气波动较大，不利于热量的收集，大部分冶炼炉只是对烟气采取了降温的处理方式，并没有对其烟气余热进行回收利用。大多数现有的余热回收技术，只是单纯的产生蒸汽之后排放，并没有真正的对周期性的转炉汽化冷却饱和蒸汽进行利用，而且普通的余热发电工艺应用在这个环节中也不能满足这种生产工艺。

更具体地，钢铁行业中的转炉炼钢工艺是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，依靠高温铁水本身的物理热和铁水组分之间化学反应产生的热量而在转炉中完成炼钢的过程。

目前转炉炼钢普遍是通过氧气顶吹的技术工艺方式来完成炼钢目的。在氧气顶吹转炉炼钢设备工艺中，按照配料要求，先把部分废钢等装入炉内，然后倒入部分来自高炉冶炼生产出来的高温铁水，并加入适量的造渣材料(如，生石灰等)。加料后，把氧气喷枪从炉顶插入炉内，吹入氧气(纯度大于99％的高压氧气流)，使它直接跟高温的铁水发生氧化反应，除去杂质。在除去大部分硫、磷后，当钢水的成分和温度都达到要求时，经检验测试钢水合格后，可以浇成钢的铸件或钢锭，钢锭可以再轧制成各种钢材。

氧气顶吹转炉在炼钢过程中会产生大量棕色烟气，它的主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等。因此，必须加以净化回收，综合利用，以防止污染环境。从回收设备得到的氧化铁尘粒可以用来炼钢；一氧化碳可以作为化工原料或燃料；烟气带出的热量可以副产水蒸汽。

然而，每年钢铁企业的转炉炼钢产生的副产水蒸汽，在冬季时部分水蒸汽可以作为生产、生活的供暖等热源，其余只能对空排放，夏季时水蒸汽只能是完全排放而无法利用，造成了很大的能源浪费。

另一方面，高炉在冶炼铁水的工艺中用到的原料(烧结铁矿石)是从矿山采出来的铁矿石通过粉碎、采选之后进入烧结机烧结而得到。在烧结的工艺过程中，冷却烧结块矿的过程会产生大量的中低温烟气(200-600℃)，由于烧结烟气的主要成分和空气差不多，所以大部分企业把这部分烟气经过混合空气之后直接排放。这样就造成了大量的余热未得到有效利用，浪费了大量的余热资源。

具体地，从烧结产生的500-600℃烟气，目前大部分企业未得到有效利用，即使被利用，在钢铁行业中也只是单独的供给到余热锅炉系统，没有与转炉饱和蒸汽系统进行技术整合，未形成一个综合系统。

现有的技术方案是在转炉汽化冷却系统产生1.6±0.2MPa的饱和蒸汽之后，冬天蒸汽用来进行生产、生活的供暖，也作为生活的蒸煮热源、生活洗浴，剩下的蒸汽通过放散管道进入消音器排放；在利用烧结机的生产中，冷却物料之后的烧结烟气没有经过任何的热量回收，而是通过混冷风之后进入烟囱排入大气，不仅对环境造成了热污染，也浪费了大量能源。

现有技术中还存在以下技术方案：主要利用烧结系统所产生的中低温烟气，新建余热锅炉进行热量交换，生产1.0±0.1MPa的饱和水蒸汽，然后把转炉汽化冷却系统生产的饱和蒸汽与这部分饱和蒸汽进行混合，两股饱和蒸汽一起进入余热锅炉的过热器，进行热量交换，使得蒸汽参数达到1.0±0.1MPa、270±10℃，形成过热蒸汽，然后进入汽轮发电机组进行发电。

另外，由于转炉炼钢系统和烧结工艺有时不是同时进行生产，所以当烧结工艺未进行时，余热锅炉系统不能运行，此时转炉生产的饱和蒸汽就无法进行过热，只能保持饱和状态。为了使这部分饱和蒸汽能够进入汽轮发电机组进行发电，这就需要汽轮机能够适应饱和蒸汽的情况。

综上所述，现有技术中存在的技术问题是，在转炉炼钢过程中，汽化冷却系统产生的大量不连续的饱和蒸汽被直接排放而没有得到有效利用；在高炉炼铁流程的铁矿石烧结工艺中，产生的大量烧结烟气含有的余热未得到合理利用就直接排放或者冷却之后再排放，造成了大量能源浪费。

实用新型内容

有鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种余热发电系统，其在饱和蒸汽和过热蒸汽的两种情况下都能进行发电。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型提供一种余热发电系统，它包括转炉饱和蒸汽系统、蓄热器、余热锅炉系统和汽轮发电机组，所述转炉饱和蒸汽系统与所述蓄热器连接，所述蓄热器与所述余热锅炉系统的过热器连接，所述过热器与所述汽轮发电机组连接。