[实用新型]废水余热发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及发电技术，特别是涉及废水余热发电装置。

背景技术

我国工业生产，每年都产生和排放大量70～90℃的中高温废水，尤其钢铁和化工企业，在高炉淬渣、高炉煤气洗涤工艺中，每个高炉的废热水排放量大约在2000吨/小时左右。

我国钢铁生产的大国，钢铁的年产量占世界总产量的40％。无论是炼钢还是炼铁，都要产生大量的炉渣。钢铁冶金炉内，产生1400～1500℃的高温炉渣，经渣口流出后，再经渣沟进入冲渣流槽时，以一定的水量、水压及流槽坡度，使水与熔渣流成一定的交角，熔渣受冷水冲击，炸裂成一定粒度的合格的水渣。

渣水分离后，炉渣用作建筑材料；与高温炉渣进行热交换的冲渣水，进入冲渣水池。冲渣水池通常占地几千平方米，冲渣水池上方热汽腾空，冲渣水温度常年保持在60～80℃，是一个巨大的潜在的热能能源。

钢厂高炉每冶炼1吨生铁，炉渣损失掉的热量在0.81GJ～0.87GJ，占总热量收入的6.61％～7.5％，折标煤为27.77kg～29.78kg充分燃烧放出的热量，以渣比0.44计算，每吨渣损失的热量约为63.9kg标煤完全燃烧放出的热量。

某厂高炉炉渣处理上目前用风水淬渣工艺，风取自于动力厂供高炉的冷风，水来自于专门的水泵抽取的工业中水。渣沟沟头处水压都在0.22MPa左右，水量约为相应出渣量的8倍。风水淬渣时，风水混合物的动能将高炉熔渣(约1450～1500℃)打散，打散后的高炉熔渣与水充分混合，渣水进行热量交换，渣温降至约65～90℃，水温升高至同等温度。

粗略估算，目前每淬1吨高炉熔渣约需8吨水，冲渣水再次回到中水池只剩7.15吨左右，也就是说每淬1吨高炉熔渣损失掉0.85吨中水，其中变成蒸汽的为0.65吨左右，被水渣吸附的为0.2吨左右，即高炉每生产1t生铁，大约需要消耗冲渣中水0.36t。这样即浪费了水资源，又损失掉了宝贵的冲渣水余热。

某厂三座2500m³高炉和1座1260m³高炉年产生铁约750万吨，同时产生330万吨高炉渣，每年高炉渣损失的热量约相当于21万吨标煤完全燃烧放出的热量。

冲渣水余热回收用于供暖或加热软水水源，据相关资料介绍可回收高炉渣总热量的10％，回收时间为每年11月份至次年3月份，即回收时间约为150天。

利用冲渣水余热，余热回收主要用于冬季供暖，在夏天余热回收没有用处，全部余热回收只能停掉。

高炉渣冲渣水热量用于发电是一个最佳方案，一年四季都可以充分利用高炉渣热量，但至今国内外还没有成功的先例。

在1980年，即35年前，由北京市政府主持，中科院、哈工大、广州能源所和北京锅炉厂组成“首钢渣池余热发电课题组”，曾进行高炉渣冲渣水热量用于发电的科研活动和详细方案设计，但无果而终。

实用新型内容

为了利用高炉渣热量进行发电，同时考虑其它工业废水利用问题，本实用新型给出一种废水余热发电装置。

废水余热发电方法的具体步骤是：

(1)利用一种加热方法，将环境空气加热成热空气；

(2)热空气从烟囱状的热风塔底部进入热风塔，由于热风塔内的热空气比热风塔外的环境大气密度小，产生向上的压力差推动热风塔内的热空气上升，形成向上流动的的热气流；

(3)热气流流经热风塔内的空气涡轮机时，推动空气涡轮机旋转；

(4)空气涡轮机通过机械传动机构，带动热风塔外的发电机发电；

(5)发电机发出电流，通过发电控制柜，向外对用户供给电力。

所说的一种加热方法是利用热废水将环境空气加热成热空气，具体过程是：利用水泵从废水池中抽取热废水，热废水进入废水—空气换热器，环境空气被废水加热，成为热空气。

一种废水余热发电装置，它的结构包括：热风塔、空气涡轮机、机电转换机构和发电控制柜，它的结构还包括：废水池、水泵和废水—空气换热器；水泵的一端与废水池连接，水泵的另一端与废水—空气换热器连接，热风塔、机电转换机构和发电控制柜由左至右依次连接，空气涡轮机安装在热风塔内。