转炉双蓄热器叠能稳压蓄热及蒸汽过热系统

摘要

本发明涉及一种转炉双蓄热器叠能稳压蓄热及蒸汽过热系统，包括转炉余热锅炉、低压饱和蒸汽过热器，转炉余热锅炉配置有使其产生压力不同的两种饱和蒸汽的强制循环水泵，并对应设置低压汽包和高压汽包，同时设置有基能蓄热器和叠能蓄热器；由低压汽包引出的低压通道分为两路，一路通过低温饱和蒸汽过热器直接进入汽轮机，另一路通过基能蓄热器再进入叠能蓄热器；由高压汽包引出的高压通道分为两路，一路进入叠能蓄热器，另一路进入低压饱和蒸汽过热器。本发明利用压力不同的两个蓄热器，其中高压蓄热器为低压蓄热器提供稳压热及为低压蒸汽提供过热，有效解决了停吹后蒸汽压力过低，汽轮机利用效率低，乏汽干度低，饱和汽轮机能量损失较大等问题。

说明书

技术领域

本发明涉及转炉煤气余热发电蓄热系统，尤其是一种转炉双蓄热器叠能稳压蓄热及蒸汽过热系统，属于转炉煤气显热余热发电领域。

背景技术

目前，转炉煤气显热回收基本上均采用转炉余热发电方案。转炉炼钢是一个不连续的生产过程，转炉煤气的产生也是间断性的。为了使汽轮机进气保持连续性，转炉余热锅炉与汽轮机之间需要设置蒸汽连续化装置，以便将转炉余热锅炉间断产生的水蒸汽转化为连续输出的水蒸汽，一般由蓄热器来完成的。

公知的转炉煤气余热发电系统采用的是单蓄热器变压蓄热技术即转炉吹炼时，转炉余热锅炉产生额定压力的饱和蒸汽，该饱和蒸汽由余热锅炉汽包引出后一路直接进入汽轮机进行热功转换，另一路进入蓄热器进行蓄热。转炉停吹时，转炉余热锅炉无蒸汽产生，此时，蓄热器降压闪蒸出的蒸汽进入汽轮机做功，由于蓄热器需要在转炉停吹期间连续产生蒸汽以维持汽轮机连续工作状态，所以蓄热器闪蒸过程是在压力不断降低的情况下工作的。

由以上的工作原理可知，目前的转炉煤气余热发电蓄热系统存在有以下问题：蓄热器变压运行，停吹后期蒸汽压力过低，导致汽轮机利用效率低；停烧前期蒸汽需节流以保持汽轮机进气压力恒定，影响发电效率；蓄热器进口是饱和蒸汽，有可能带水，危及汽轮机安全，乏汽干度低，饱和汽轮机能量损失较大。

因此，对公知转炉煤气余热发电蓄热系统进行技术革新是非常必要的。

发明内容

本发明旨在解决现有转炉煤气余热发电蓄热系统存在的上述问题，而提供一种利用压力不同的两个蓄热器，其中高压蓄热器为低压蓄热器提供稳压热及为低压蒸汽提供过热热的转炉双蓄热器叠能稳压蓄热及蒸汽过热系统。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：

一种转炉双蓄热器叠能稳压蓄热及蒸汽过热系统，包括转炉余热锅炉、低压饱和蒸汽过热器，转炉余热锅炉配置有使其产生压力不同的两种饱和蒸汽的强制循环水泵，并对应设置低压汽包和高压汽包，同时设置有基能蓄热器和叠能蓄热器；由低压汽包引出的低压通道分为两路，一路通过低温饱和蒸汽过热器直接进入汽轮机，另一路通过基能蓄热器再进入叠能蓄热器；由高压汽包引出的高压通道分为两路，一路进入叠能蓄热器，另一路进入低压饱和蒸汽过热器。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是:

转炉吹炼期间，通过强制循环水泵产生的高压饱和蒸汽进入高压通道，由高压汽包引出后进入叠能蓄热器进行蓄热；低压蒸汽由低压汽包引出后进入低压通道，分为两路，一路直接进入低温饱和蒸汽过热器中对汽轮机做功，另一路进入基能蓄热器进行蓄热。

转炉停吹期间，转炉余热锅炉不再产生蒸汽，基能蓄热器闪蒸产生温度较低的低温饱和蒸汽，进入低温饱和蒸汽过热器中对汽轮机做功；叠能蓄热器闪蒸出温度较高的高压饱和蒸汽进入基能蓄热器的水空间中释放汽化潜热，为基能蓄热器的低压水提供蒸发热，以避免停吹期纯粹靠降压产生蒸汽从而使基能蓄热器降压幅度过大的问题。

本发明蓄热系统采用了两种不同参数的蓄热器，叠能蓄热器采用较高的压力参数、基能蓄热器采用较低的压力参数，二者的作用不同，基能蓄热器的作用是为汽轮机提供做功工质，叠能蓄热器的主要作用是将自己的能量叠加在基能蓄热器之上，为低压做功工质提供形成一定过热度所需要的较高品位过热热，以及在停吹期间为基能蓄热器压力稳定提供稳压热源。由此，本发明可以大幅度减小停吹期汽轮机进气压力的波动幅度，使循环质量得以显著改善。从而解决停吹后期蒸汽压力过低，汽轮机利用效率低；停烧前期蒸汽需节流以保持汽轮机进气压力恒定，乏汽干度低，饱和汽轮机能量损失较大等问题。

作为优选，本发明更进一步的技术方案是：

转炉余热锅炉的移动段水冷烟罩部分为强制循环段，产生压力较高的饱和蒸汽；转炉余热锅炉的水冷烟罩后段为自然循环段，产生压力较低的饱和蒸汽。

低压通道和高压通道上分别设置有蒸汽调节阀。

低压饱和蒸汽过热器为间壁式换热器。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺流程图。

图中：1-高压汽包；2-转炉余热锅炉；3-低压汽包；4-蒸汽调节阀；5-基能蓄热器；6-叠能蓄热器；7-低压饱和蒸汽过热器；8-强制循环水泵。

具体实施方式

以下结合附图及实施例详述本发明，目的仅在于更加清楚的理解本发明的技术方案，所举之例并非限制本发明的保护范围。

参见图1，一种转炉双蓄热器叠能稳压蓄热及蒸汽过热系统，在转炉余热锅炉2的移动段水冷烟罩部分设置强制循环水泵8，使该强制循环段产生压力较高的饱和蒸汽，而转炉余热锅炉2的水冷烟罩后段为自然循环段，产生压力较低的饱和蒸汽；对应这两种压力不同的饱和蒸汽，系统设置有低压汽包3和高压汽包1，同时设置有基能蓄热器5和叠能蓄热器6；由低压汽包3引出的低压通道分为两路，一路通过低温饱和蒸汽过热器7直接进入汽轮机，另一路通过基能蓄热器5再进入叠能蓄热器6；由高压汽包1引出的高压通道分为两路，一路进入叠能蓄热器6，另一路进入低压饱和蒸汽过热器7；低压通道和高压通道上分别设置有蒸汽调节阀4；低压饱和蒸汽过热器7为间壁式换热器。

转炉双蓄热器叠能稳压蓄热及蒸汽过热系统的工作过程简述如下：

转炉余热锅炉2工作期间，由高压汽包1引出的一路高压饱和蒸汽进入叠能蓄热器6向其中的液态水放出汽化潜热，即进行蓄热过程；另一路进入低压饱和蒸汽过热器7，为来自基能蓄热器5的低压饱和蒸汽提供过热热后凝结为叠能凝结水，使低温饱和蒸汽形成20℃左右的低过热度，低过热度既可以避免汽轮机进汽由于管道温损而带水，又可以提高汽轮机乏汽干度；叠能凝结水在叠能蓄热器6与基能蓄热器5间压差作用下进入基能蓄热器5的水空间。

由低压汽包3引出低压饱和蒸汽分为两路，一路进入基能蓄热器5向其中的液态水放出汽化潜热，即进行蓄热过程。另一路进入低压饱和蒸汽过热器7，吸收高压饱和蒸汽的汽化潜热形成具有一定过热度的过热蒸汽，然后进入汽轮机做功。

转炉停吹期间，高压汽包1不再产生蒸汽，此时由叠能蓄热器6闪蒸产生高压蒸汽，叠能蓄热器6闪蒸产生的高压蒸汽分为两路，一路进入低压饱和蒸汽过热器7为来自基能蓄热器5的低压饱和蒸汽提供过热热后凝结为叠能凝结水，使低温饱和蒸汽形成20℃左右的低过热度，低过热度既可以避免汽轮机进汽由于管道温损而带水，又可以提高汽轮机乏汽干度。叠能凝结水在叠能蓄热器6与基能蓄热器5间压差作用下进入基能蓄热器5的水空间。另一路进入基能蓄热器5的水空间放出汽化潜热，补偿基能蓄热器5的压降，使基能蓄热器5中的饱和水蒸发成低压饱和蒸汽，维持汽轮机做功需要的蒸汽量。

同时，低压汽包3不再产生蒸汽，此时由基能蓄热器5产生低压蒸汽，基能蓄热器5产生低压蒸汽的热源来自叠能蓄热器6闪蒸产生的高压蒸汽凝结放出的汽化潜热以及基能蓄热器5自身小幅闪蒸提供的汽化潜热。基能蓄热器5产生低压蒸汽进入低压饱和蒸汽过热器7，吸收高压饱和蒸汽的汽化潜热形成具有一定过热度的过热蒸汽，然后进入汽轮机做功。

由以上实施方式可知，在工作过程中高压通道有力的补偿了低压通道停吹后期蒸汽压力过低的问题，能够有效解决汽轮机利用效率低的这一弊端；叠能蓄热器6对基能蓄热器5的压力补偿一定程度上解决了蓄热器变压运行的问题；解决了蓄热器进口是饱和蒸汽，有可能带水，危及汽轮机安全及乏汽干度低，饱和汽轮机能量损失较大的问题。