一种熔渣烟气联合热力系统的制作方法

1.本发明属于炉窑熔融炉渣和烟气热量回收技术范畴，具体涉及一种熔渣烟气联合热力系统。


背景技术：

2.在高炉生铁、钢、镍、黄磷等产品的生产过程中，由于冶炼造渣对渣的流动性要求，炉渣须具有很高的温度，在高温条件下，炉渣呈熔融液态，流动性好。炉渣的主要成分为cao、sio2、al2o3等，经过水或空气急速冷却淬制后，可作为水泥熟料混合材，即便在高压环境中水淬，可获得的蒸汽温度也并不高，通常为低于310℃饱和蒸汽；其次，高温炉渣有较高的显热，其可利用显热约为1700kj/kg；再次，炉窑排除的高温烟气如炼钢转炉烟气，温度可以达到1500℃以上，属于优质热源，通常用于制取低230℃左右的温饱和蒸汽；高炉在冶炼过程中排放高炉煤气，含有大量还原性气体，通常用于燃烧产生1300℃以上的烟气，用以生产540℃的过热蒸汽用于汽轮机拖动或发电。在蒸汽轮机发电的汽水循环系统中，给水加热、给水蒸发、蒸汽过热三部分热能由烟气热能转换而来，温度和压力更高的蒸汽其给水蒸发所消耗的能量占比就越小，就可获得更高的循环热效率，因此，提高热力发电系统的初始蒸汽参数，降低蒸发能耗至关重要。常用的过滤汽水参数见下表：
[0003][0004]
以1300℃烟气为例，过滤常用排烟温度为130℃，可利用温度区间为130-1300℃之间，为1170℃，对于540℃过热蒸汽温度的汽水循环系统，其理论上可用于过热部分的温度区间为350℃-1300℃，为950℃，占总可利用热能的81%，远高于目前44.9%的水平。高炉煤气、转炉煤气等炉窑高品位气态热源与炉窑所生产的熔渣具有同时产生、固定比例的特性，整合好炉窑气态热源与熔渣热源的热能利用，在提升企业效益和降低碳排放方面有重要社会意义。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的在于提供一种高效经济的熔渣烟气联合热力系统，具体由以下技术方案实现：
[0006]
熔渣烟气联合热力系统，包括：给水泵、熔渣余热回收装置、蒸发机构、烟气加热机构以及汽轮机，所述熔渣余热回收装置与所述蒸发机构通过管路连接，熔渣余热回收装置利用水吸收熔渣的余热从而向所述的蒸发机构输出熔渣热介质；所述给水泵与蒸发机构连接，向蒸发机构泵入冷凝水，熔渣热介质将冷凝水蒸发成饱和蒸汽；所述烟气加热机构与高温烟气管路以及所述蒸发机构连接，以高温烟气加热饱和蒸汽形成过热蒸汽；所述汽轮机与烟气加热机构连接，过热蒸汽进入汽轮机做功。
[0007]
所述的熔渣烟气联合热力系统，其进一步设计在于，所述蒸发机构包括依次连接的加热器以及蒸发器，并且所述熔渣余热回收装置分别通过熔渣热介质管路与加热器和蒸发器连接。
[0008]
所述的熔渣烟气联合热力系统，其进一步设计在于，所述蒸发机构与所述烟气加热机构之间设置有用以分离水汽的汽包。
[0009]
所述的熔渣烟气联合热力系统，其进一步设计在于，所述蒸发机构还并联有位于给水泵与所述烟气加热机构之间的蒸发式省煤器，所述汽包分离出的水输送至所述蒸发式省煤器。
[0010]
所述的熔渣烟气联合热力系统，其进一步设计在于，所述烟气加热机构包括过热器，所述过热器接收饱和蒸汽的同时所述过热器与高温烟气管路连接，向所述汽轮机输出过热蒸汽。
[0011]
所述的熔渣烟气联合热力系统，其进一步设计在于，所述汽轮机内部设置有高压缸、中压缸以及低压缸，所述过热器的输出管路与所述高压缸连接；所述高压缸与再热器连接，将做功后的水汽输送至再热器，所述再热器连接高温烟气管路，以高温烟气加热再热器中的水汽，并且再热器与所述中压缸或者低压缸连接，以再热器输出蒸汽至中压缸或者低压缸做功。
[0012]
所述的熔渣烟气联合热力系统，其进一步设计在于，所述汽轮机连接凝汽器，所述凝汽器将做功后的蒸汽凝结成所述的冷凝水。
[0013]
所述的熔渣烟气联合热力系统，其进一步设计在于，所述凝汽器连接有除氧器，所述除氧器连接所述给水泵，熔渣余热回收装置与所述除氧器连接，以熔渣热介质加热流经除氧器的冷凝水，进行除氧作业。
[0014]
本实用新型有益效果在于：
[0015]
本实用新型以密闭系统中水淬高温熔融炉渣，产生饱和蒸汽或高温热水并为联合热力系统中的凝结水除氧、加热、给水加热、给水蒸发等用能环节提供热源，以高温烟气作为联合热力系统中的过热蒸汽加热、再热蒸汽加热的热源，以改善水淬高温熔融炉渣所获得的热源温度低的缺点，提高炉窑废气、废渣余热回收利用水平。
附图说明
[0016]
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0017]
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0018]
熔渣烟气联合热力系统，包括：给水泵1、熔渣余热回收装置2、蒸发机构3、烟气加热机构4以及汽轮机5，所述熔渣余热回收装置与所述蒸发机构通过管路连接，熔渣余热回收装置利用水吸收熔渣的余热从而向所述的蒸发机构输出熔渣热介质；所述给水泵与蒸发机构连接，向蒸发机构泵入冷凝水，熔渣热介质将冷凝水蒸发成饱和蒸汽；所述烟气加热机构与高温烟气管路以及所述蒸发机构连接，以高温烟气加热饱和蒸汽形成过热蒸汽；所述汽轮机与烟气加热机构连接，过热蒸汽进入汽轮机做功。
[0019]
实施例中，熔渣余热回收装置所获得熔渣热介质的温度较低，利用这种温度较低的熔渣热介质加热形成低温的饱和蒸汽，而后利用高温烟气加热饱和蒸汽可以得到高品质的过热蒸汽。
[0020]
具体而言，所述蒸发机构3包括依次连接的加热器31以及蒸发器32，并且所述熔渣余热回收装置2分别通过熔渣热介质管路与加热器和蒸发器连接。所述蒸发机构与所述烟气加热机构之间设置有用以分离水汽的汽包6。
[0021]
所述蒸发机构还并联有位于给水泵与所述烟气加热机构之间的蒸发式省煤器7，所述汽包分离出的水输送至所述蒸发式省煤器。
[0022]
所述烟气加热机构4包括过热器41，所述过热器接收饱和蒸汽的同时所述过热器与高温烟气管路连接，向所述汽轮机输出过热蒸汽。
[0023]
所述汽轮机5内部设置有高压缸、中压缸以及低压缸，所述过热器41的输出管路与所述高压缸连接；所述高压缸与再热器连接，将做功后的水汽输送至再热器，所述再热器42连接高温烟气管路，以高温烟气加热再热器中的水汽，并且再热器与所述中压缸或者低压缸连接，以再热器输出蒸汽至中压缸或者低压缸做功。
[0024]
所述汽轮机连接凝汽器8，所述凝汽器将做功后的蒸汽凝结成所述的冷凝水。
[0025]
所述凝汽器连接有除氧器9，所述除氧器连接所述给水泵，熔渣余热回收装置与所述除氧器连接，以熔渣热介质加热流经除氧器的冷凝水，进行除氧作业。
[0026]
来自凝汽器8的凝结水经凝结水泵10加压后输送至除氧器9，利用熔渣热能系统产生的中温热水或蒸汽对凝结水进行热力除氧，除氧后的凝结水经给水泵1加压后分别送至加热器31和蒸发式省煤器6，其中加热器31利用熔渣热能系统产生的高温热水或蒸汽加热给水，然后输送至蒸发器32，蒸发式省煤器7利用烟气热能系统产生的高温烟气加热给水并达到饱和温度，产生10mpa饱和蒸汽；来自蒸发器32和省煤器7的汽水混合物进入汽包6进行汽水分离，分离后的蒸汽进入过热器41在烟气热能系统中加热至目标温度，水则通过循环泵61重新循环回给水管网。在过热器41被加热9.8mpa的过热蒸汽，送至汽轮机5高压缸，作功后排放至再热器42，然后再进入汽轮机5中压缸或低压缸，最后排放至凝汽器8凝结为水完成循环。