一种钢铁厂用环冷余热发电装置及发电方法与流程

1.本发明涉及钢铁厂节能技术领域，具体为一种钢铁厂用环冷余热发电装置及发电方法。


背景技术：

2.环冷余热利用于发电是钢铁企业降低耗能的主要方式，也是重要方式，将钢铁厂加工的热量通过环冷机进行吸热，环冷机吸热之后形成的蒸汽通过汽轮机做功，带动发电机发电，在提高钢铁企业效益的同时，还可以降低环境污染。
3.现有的环冷余热发电装置，环冷机内部循环气体，经过环冷锅炉的降温送热作用，从300度以上的高温热气降低至100度左右，再进入高热的钢铁加工装置内进行吸热，直至温度到达300度以上形成循环的工艺流程，但是从100度升温到300所需时间长，导致环冷效率低，而且环冷锅炉内的装置使用一定时间之后，会吸附较多水垢，较厚的水垢会干扰高热气体，降低环冷锅炉内部的冷水加热的效率，现有技术无法精确判断环冷锅炉内部吸附的水垢的厚度，是否较大程度的对环冷机吸热的流程造成干扰，而且频繁对环冷锅炉内部进行去水垢清理也增加了工作人员的负担，为此，提出一种钢铁厂用环冷余热发电装置及发电方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种钢铁厂用环冷余热发电装置及发电方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢铁厂用环冷余热发电装置，包括环冷送热机构，所述环冷送热机构包括环冷机高温段、环冷锅炉、环冷机低温段和导气环管，所述环冷锅炉的一侧设有送水机构，所述送水机构包括水泵，所述环冷锅炉的一侧通过管道连通有发电机构，所述发电机构包括汽轮机本体和发电机本体，所述环冷锅炉包括盘管，所述盘管与所述导气环管连通，所述环冷锅炉的一侧设有保温机构，所述导气环管的外侧依次设有辅助加热机构和温度监测机构，所述辅助加热机构和所述温度监测机构均位于所述环冷机低温段内，所述水泵的外侧安装有水阀，所述导气环管的外侧安装有气泵。
6.作为优选，上述所述辅助加热机构包括第一导气管和第二导气管，所述导气环管的一端连通有三通管，所述三通管的其余两端分别与所述第一导气管和所述第二导气管连通，所述第二导气管的外侧安装有加热套筒，所述加热套筒的内部开设有第一内腔，所述加热套筒的外侧安装有太阳能集热板，所述加热套筒的内侧壁固定连接有环形铜片，所述环形铜片的内侧壁与所述第二导气管的外侧贴合。
7.作为优选，上述所述加热套筒的外侧安装有温度计控制仪，所述第一内腔的内侧壁安装有温度传感器，所述温度传感器通过plc对温度计控制仪进行电性控制，所述第一导气管的一端安装有第一电动阀，所述第二导气管的一端安装有第二电动阀，所述温度计控制仪的电控输出端分别与所述第一电动阀的电控输入端和所述第二电动阀的电控输入端
电性连接。
8.作为优选，上述所述第一导气管的内壁与所述第二导气管的内壁均固定连接有限位块，所述第一导气管的一端与所述第二导气管的一端通过所述导气环管连通，所述第一导气管的内部与所述第二导气管的内部滑动连接有塞块。
9.作为优选，上述所述加热套筒的外侧设有集热机构，所述集热机构包括聚光镜，所述聚光镜的外侧固定连接有支撑架，所述聚光镜的内部安装有太阳能追踪器，所述聚光镜位于所述太阳能集热板的外侧。
10.作为优选，上述所述温度监测机构包括筒体，所述套筒套接于所述导气环管的外侧，所述筒体的内部开设有第二内腔，所述第二内腔的内部顶壁安装有点动开关，所述筒体的外侧安装有报警器本体，所述第二内腔的内侧壁滑动连接有活塞，所述活塞的一端固定连接有移动块，所述移动块的顶端固定连接有弧形块，所述弧形块位于所述点动开关的下方，所述第二内腔的内部注入有检测液，所述点动开关的电控输出端与所述报警器本体的电控输入端电性连接。
11.作为优选，上述所述保温机构包括送气管，所述送气管的两端分别与所述环冷锅炉的一端和所述汽轮机本体的进气口连通，所述送气管的外侧套接有第二保温套筒，所述第二保温套筒的内侧套接有第一保温套筒，所述第一保温套筒的内侧与所述送气管的外侧贴合，所述第一保温套筒的外侧与所述第二保温套筒的内侧之间设有真空层。
12.另外本发明还提供了一种钢铁厂用环冷余热发电装置的发电方法，包括以下步骤：s1、准备工作：打开水阀，将水泵内部的冷水注入环冷锅炉内，打开气泵；s2、环冷锅炉吸热工作：钢铁厂的加工装置的余热被导气环管吸收之后，高热的气体对环冷锅炉内部冷水进行加热；s3、温度监测工作：冷却的气体随导气环管流至温度监测机构处，若气体温度过高，检测液受热挥发，增大内腔气压，报警器本体报警，检测液的沸点在120度~200度之间，检测液选择乳酸乙酯，属于无毒性气体，不会对人体造成伤害；s4、环冷机低温段气体循环工作：冷却的气体随导气环管送至环冷机低温段处，当外界温度较高时，冷却的气体在第二导气管内流动，太阳能集热板吸收太阳能热量对其进行加热，加热的气体重新进入导气环管，进行循环加热作业；s5、蒸汽发电工作：环冷锅炉内的蒸汽通过送气管输入汽轮机本体内部做功，带动发电机本体发电。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：一、本发明的环冷机低温段部的冷却的气体，在外界阳光强烈时，通过太阳能集热机构对太阳能集热板进行加热，从而对第二导气管进行加热，对第二导气管内的冷却气体进行加热，加热之后的气体循环进入钢铁加工装置内进行持续吸热，相较于传统的气体吸热流程，此举需要升温的温度差较小，从而减小了升温时间，提高了环冷机的工作效率；二、本发明环冷锅炉内的盘管外侧沾附较多的水垢之后，会干扰盘管的正常放热，导致环冷机低温段的气体温度高于100度，导致环冷机的放热效率低下，此时检测液受到气体的热传递作用，受热汽化，增大了第二内腔的压强，通过活塞推动弧形块移动，对点动开关进行挤压，使得报警器本体警鸣报警，引起工作人员注意，得以清除水垢，此举不需要对
环形锅炉进行高频低效清理，降低了工作人员的工作强度，而且环冷锅炉内的水垢及时得以清除，保证了环冷机的正常放热效率；三、本发明的环冷锅炉内的蒸汽随送气管送至汽轮机本体的进气口处，在此过程中，第一保温套筒、第二保温套筒和真空层对蒸汽起到良好的保温效果，防止蒸汽在送气管内冷凝，而影响了汽轮机本体的工作效率。
附图说明
14.图1为本发明的流程图；图2为本发明的环冷锅炉的剖视结构示意图；图3为本发明的三通管的剖视结构示意图；图4为本发明的筒体的剖视结构示意图；图5为本发明的加热套筒的剖视结构示意图；图6为本发明的第一保温套筒的剖视结构示意图；图7为本发明的第二保温套筒的结构示意图；图8为本发明的聚光镜的剖视结构示意图。
15.图中：100、环冷机高温段；200、环冷锅炉；300、环冷机低温段；400、水泵；500、汽轮机本体；600、发电机本体；700、导气环管；101、气泵；201、盘管；202、送气管；203、第一保温套筒；204、第二保温套筒；205、真空层；401、水阀；301、第一导气管；302、第二导气管；303、三通管；304、加热套筒；305、太阳能集热板；306、温度计控制仪；307、环形铜片；308、温度传感器；309、第一电动阀；310、第二电动阀；311、塞块；312、限位块；313、第一内腔；314、筒体；315、第二内腔；316、活塞；317、移动块；318、弧形块；319、点动开关；320、报警器本体；321、检测液；322、聚光镜。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.请参阅图1
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8，本发明提供一种技术方案：一种钢铁厂用环冷余热发电装置，包括环冷送热机构，环冷送热机构包括环冷机高温段100、环冷锅炉200、环冷机低温段300和导气环管700，环冷锅炉200的一侧设有送水机构，送水机构包括水泵400，环冷锅炉200的一侧通过管道连通有发电机构，发电机构包括汽轮机本体500和发电机本体600，环冷锅炉200包括盘管201，盘管201与导气环管700连通，环冷锅炉200的一侧设有保温机构，导气环管700的外侧依次设有辅助加热机构和温度监测机构，辅助加热机构和温度监测机构均位于环冷机低温段300内，水泵400的外侧安装有水阀401，导气环管700的外侧安装有气泵101。
18.辅助加热机构包括第一导气管301和第二导气管302，导气环管700的一端连通有三通管303，三通管303的其余两端分别与第一导气管301和第二导气管302连通，第二导气管302的外侧安装有加热套筒304，加热套筒304的内部开设有第一内腔313，加热套筒304的外侧安装有太阳能集热板305，加热套筒304的内侧壁固定连接有环形铜片307，环形铜片
307的内侧壁与第二导气管302的外侧贴合；当外界温度较低，没有较强烈的太阳光照时，被吸热的气体经第一导气管301进入导气环管700内，当外界温度较高，有强烈的太阳光照时，此时被吸热的气体在第二导气管302内流动，太阳能集热板305吸收了太阳能热，通过环形铜片307对第二导气管302内的气体进行加热，从而将100度左右的气体加热，当加热之后的气体流入导气环管700内，对钢铁厂加工装置内部进行吸热时，相较于传统的气体升温，需要升温较小的温度差，从而减小了升温时间，提高了环冷机的工作效率。
19.加热套筒304的外侧安装有温度计控制仪306，第一内腔313的内侧壁安装有温度传感器308，温度传感器308通过plc对温度计控制仪306进行电性控制，第一导气管301的一端安装有第一电动阀309，第二导气管302的一端安装有第二电动阀310，温度计控制仪306的电控输出端分别与第一电动阀309的电控输入端和第二电动阀310的电控输入端电性连接；当外界温度较低，没有太阳能光照时，温度计控制仪306控制第一电动阀309启动，气体从第一导气管301内流入导气环管700内，当外界温度较高，有太阳能光照时，温度传感器308探测到第一内腔313内部气温达标，通过plc控制温度计控制仪306启动第二电动阀310，气体得以流入第二导气管302，对气体进行加热，加热后的气体从第二导气管302流入导气环管700内。
20.第一导气管301的内壁与第二导气管302的内壁均固定连接有限位块312，第一导气管301的一端与第二导气管302的一端通过导气环管700连通，第一导气管301的内部与第二导气管302的内部滑动连接有塞块311；当气体在第一导气管301内部流动时，气流推动塞块311推入第二导气管302内，堵住第二导气管302，当气体在第二导气管302内部流动时，气流推动塞块311推入第一导气管301内，堵住第一导气管301，防止气体流向错误，导致滞留在导气管内部，限位块312对塞块311起到限位作用。
21.加热套筒304的外侧设有集热机构，集热机构包括聚光镜322，聚光镜322的外侧固定连接有支撑架，聚光镜322的内部安装有太阳能追踪器，聚光镜322位于太阳能集热板305的外侧；聚光镜322在太阳能追踪器的作用下移动，将太阳热聚焦于太阳能集热板305上，从而对第二导气管302内的气体进行加热。
22.温度监测机构包括筒体314，筒体314套接于导气环管700的外侧，筒体314的内部开设有第二内腔315，第二内腔315的内部顶壁安装有点动开关319，筒体314的外侧安装有报警器本体320，第二内腔315的内侧壁滑动连接有活塞316，活塞316的一端固定连接有移动块317，移动块317的顶端固定连接有弧形块318，弧形块318位于点动开关319的下方，第二内腔315的内部注入有检测液321，点动开关319的电控输出端与报警器本体320的电控输入端电性连接；当盘管201外侧的水垢过多时，会干扰盘管201内的气体的正常送热效率，导致气体将热能力低，较热的气体回流入导气环管700内，导致环冷机低温段300的气体温度较高，会导致第二内腔315内部的检测液321汽化，增大了第二内腔315的压强，通过活塞316推动弧形块318按压点动开关319，启动报警器本体320，报警器本体320警鸣，引起工作人员注意，及时对盘管201外侧的水垢进行清除。
23.保温机构包括送气管202，送气管202的两端分别与环冷锅炉200的一端和汽轮机本体500的进气口连通，送气管202的外侧套接有第二保温套筒204，第二保温套筒204的内侧套接有第一保温套筒203，第一保温套筒203的内侧与送气管202的外侧贴合，第一保温套筒203的外侧与第二保温套筒204的内侧之间设有真空层205；蒸汽随送气管202送入汽轮机
本体500时，第一保温套筒203和第二保温套筒204对蒸汽进行保温，真空层205增大了其保温性能。
24.工作原理或者结构原理，使用时，启动水阀401，将水泵400内的冷水注入环冷锅炉200内，启动气泵101，导气环管700内部注入气体，气体随导气环管700移动至高热的钢铁加工装置内进行吸热，吸热的气体温度高达300度以上，高热的气体从环冷机高温段100移动至盘管201内，对环冷锅炉200内的冷水进行加热汽化，气体的温度也从300度冷却至100度左右，随导气环管700排出环冷锅炉200，环冷锅炉200内的蒸汽注入送气管202，第一保温套筒203、第二保温套筒204和真空层205对蒸汽进行保温，防止蒸汽冷凝，环冷锅炉200内的蒸汽通过送气管202输入汽轮机本体500内部做功，带动发电机本体600发电。
25.冷却的100度左右的气体随导气环管700排出环冷锅炉200，当外界温度较低，没有较强烈的太阳光照时，温度计控制仪306控制第一电动阀309启动，第二电动阀310关闭，气流推动塞块311推入第二导气管302内，堵住第二导气管302，冷却的气流随第二导气管302流回导气环管700内；当外界温度较高，有强烈的太阳光照时，聚光镜322在太阳能追踪器的作用下移动，将太阳热聚焦于太阳能集热板305上，从而对第二导气管302内的气体进行加热，太阳能集热板305吸收的太阳能热通过环形铜片307对第二导气管302进行加热，当第一内腔313内的温度比冷却的气体温度要高时，温度传感器308通过plc控制温度计控制仪306，启动第二电动阀310，关闭第一电动阀309，从而将冷却的气体流入第二导气管302内，第二导气管302对100度左右的气体加热，加热之后的气体流入导气环管700内，对钢铁厂加工装置内部进行吸热，相较于传统的气体升温，需要升温较小的温度差，从而减小了升温时间，提高了环冷机的工作效率。
26.当盘管201外侧的水垢过多时，会干扰盘管201内的气体的正常送热效率，导致气体将热能力低，较热的气体回流入导气环管700内，导致环冷机低温段300的气体温度较高，会导致第二内腔315内部的检测液321汽化，增大了第二内腔315的压强，通过活塞316推动弧形块318按压点动开关319，启动报警器本体320，报警器本体320警鸣，引起工作人员注意，及时对盘管201外侧的水垢进行清除。
27.另外本发明还提供了一种钢铁厂用环冷余热发电装置的发电方法，包括以下步骤：s1、准备工作：打开水阀401，将水泵400内部的冷水注入环冷锅炉200内，打开气泵101；s2、环冷锅炉200吸热工作：钢铁厂的加工装置的余热被导气环管700吸收之后，高热的气体对环冷锅炉200内部冷水进行加热；s3、温度监测工作：冷却的气体随导气环管700流至温度监测机构处，若气体温度过高，检测液321受热挥发，增大内腔气压，报警器本体320报警，检测液321的沸点在120度~200度之间，检测液321可取丁醇、二甲苯和乳酸乙酯等，此处检测液321选择乳酸乙酯，属于无毒性气体，不会对人体造成伤害；s4、环冷机低温段300气体循环工作：冷却的气体随导气环管700送至环冷机低温段300处，当外界温度较高时，冷却的气体在第二导气管302内流动，太阳能集热板305吸收太阳能热量对其进行加热，加热的气体重新进入导气环管700，进行循环加热作业；s5、蒸汽发电工作：环冷锅炉200内的蒸汽通过送气管202输入汽轮机本体500内部
做功，带动发电机本体600发电。
28.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。