一种基于钢铁企业高炉冲渣水余热利用技术的发电机

摘要

本发明涉及余热利用领域，尤其涉及一种基于钢铁企业高炉冲渣水余热利用技术的发电机，包括有主架、固定托板、螺杆膨胀壳体、安装板等；主架上固定连接有固定托板，主架顶部固定连接有螺杆膨胀壳体，主架顶部固定连接有安装板。蒸汽带动第一发电机发电后会被冷凝成低温液体工质，冷凝后的低温液体工质会再次流回换热本体内部，以提高换热本体内部液体工质的蒸发效率，从而可以提高发电效率，便于充分地利用高炉冲渣水中的余热，实现了能够自动地将液体工质循环利用以提高对高炉冲渣水中的余热的利用率的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及余热利用领域，尤其涉及一种基于钢铁企业高炉冲渣水余热利用技术的发电机。

背景技术

高炉冲渣水是高炉炼铁产生的一种副产品，高炉冲渣水作为一种低温废热源，具有温度稳定、流量大的特点，若不对高炉冲渣水中的热量加以利用，这部分热量就会浪费，因此如何让高炉冲渣水发挥余热利用的效益，已经逐渐成为一个研究课题。

高炉冲渣水可以用于发电，此发电技术属于低温余热发电，比较广泛受到认可的方式是利用低沸点液体工质和螺杆膨胀机进行发电，高炉冲渣水与液体工质热交换形成的蒸汽可以带动发电机发电，从而可以实现利用高炉冲渣水中的余热发电的目的，但是现有技术在利用高炉冲渣水中的余热发电的过程中，利用后的含有一定温度的液体工质一般被用于其它方面使用，不能循环地对其进行利用，造成无法充分地利用高炉冲渣水中的热量，且现有技术只通过蒸汽带动发电机发电，发电效率不高。

发明内容

基于此，有必要针对以上问题，提出一种能够自动地将液体工质循环利用以提高对高炉冲渣水中的余热的利用率、能够充分有效地提高发电效率的基于钢铁企业高炉冲渣水余热利用技术的发电机，以解决上述背景技术中提出的现有技术无法充分地利用高炉冲渣水中的热量、发电效率不高的问题。

技术方案为：一种基于钢铁企业高炉冲渣水余热利用技术的发电机，包括有主架、固定托板、螺杆膨胀壳体、安装板、换热本体、蒸汽发电组件和冷凝回流组件：

固定托板，主架上固定连接有固定托板；

螺杆膨胀壳体，主架顶部固定连接有螺杆膨胀壳体，螺杆膨胀壳体内部呈空腔结构；

安装板，主架顶部固定连接有安装板，安装板与螺杆膨胀壳体联接；

换热本体，固定托板上固接有换热本体；

蒸汽发电组件，换热本体上设有蒸汽发电组件，蒸汽发电组件用于利用高炉冲渣水中的余热产生蒸汽发电；

冷凝回流组件，主架上设有冷凝回流组件，蒸汽在冷凝回流组件的运行之下回流至蒸汽发电组件上并再次用于发电。

作为上述方案的改进，蒸汽发电组件包括有进水管、换热环形管、出水管、蒸汽升筒、蒸汽加压管、膨胀螺旋杆、梯形框、垫板和第一发电机，换热本体上方法兰连接有进水管，进水管穿过换热本体，进水管底端接通有换热环形管，换热本体上法兰连接有出水管，出水管穿过换热本体，出水管与换热环形管连通，换热本体外顶部接通有蒸汽升筒，蒸汽升筒顶部接通有蒸汽加压管，蒸汽加压管与螺杆膨胀壳体相通，螺杆膨胀壳体内部对称转动式连接有膨胀螺旋杆，螺杆膨胀壳体外顶部联接有梯形框，梯形框与螺杆膨胀壳体相通，安装板顶部固接有垫板，垫板上固定安装有第一发电机，第一发电机输出轴与其中一膨胀螺旋杆联接。

作为上述方案的改进，换热环形管呈环形结构，用于使其内部的高炉冲渣水与换热环形管内部的液体工质充分接触，起提高热交换效率的作用。

作为上述方案的改进，冷凝回流组件包括有低温水框、冷凝壶、冷凝管、抽泵和输水管，主架顶部联接有低温水框，低温水框外顶部固接有冷凝壶，梯形框底部接通有冷凝管，冷凝管穿过冷凝壶与低温水框，冷凝管与低温水框相通，低温水框内部固接有抽泵，抽泵输出轴上联接有输水管，输水管穿过低温水框，输水管穿过换热本体，输水管与换热本体相通。

作为上述方案的改进，还包括有往复增压组件，往复增压组件设于进水管上，往复增压组件包括有固定板一、动力轴、水轮、传动杆、锥齿轮、固定旋转轴、带轮、皮带、固定往复槽杆、第二发电机、固定导向板、往复移动杆、固定支板、第一气筒、固定拉杆、第一封板、第一活塞、第一吸管、单向阀一、单向阀二、输气管和单向阀三，进水管内部联接有固定板一，固定板一上转动式连接有动力轴，动力轴顶端联接有水轮，进水管上转动式连接有传动杆，传动杆一端联接有锥齿轮，动力轴底端同样联接有锥齿轮，两锥齿轮啮合，另一膨胀螺旋杆一端联接有固定旋转轴，固定旋转轴上固接有带轮，传动杆上同样固接有带轮，两带轮之间绕有皮带，另一膨胀螺旋杆另一端固接有固定往复槽杆，安装板顶部固接有第二发电机，第二发电机输出轴与固定往复槽杆联接，安装板与螺杆膨胀壳体之间共同联接有固定导向板，固定导向板上滑动式连接有往复移动杆，往复移动杆与固定往复槽杆滑动式配合，螺杆膨胀壳体外顶部联接有固定支板，固定支板上联接有第一气筒，往复移动杆顶端固接有固定拉杆，固定拉杆一端联接有第一活塞，第一活塞与第一气筒滑动式配合，第一活塞上固接有第一封板，第一封板与第一气筒贴合，第一气筒外部接通有第一吸管，第一吸管内部固接有单向阀一，第一气筒上接通有输气管，输气管与固定支板固接，输气管与蒸汽加压管接通，输气管内部固接有单向阀二，蒸汽升筒内上部固接有单向阀三。

作为上述方案的改进，还包括有蒸汽吸收组件，蒸汽吸收组件设于蒸汽升筒上，蒸汽吸收组件包括有固定L形板、固定转杆、固定板二、吸收转杆、吸取扇叶和万向联轴器，螺杆膨胀壳体外壁上联接有固定L形板，固定L形板上转动式连接有固定转杆，固定转杆一端与固定旋转轴固接，蒸汽升筒内壁上联接有固定板二，固定板二上转动式连接有吸收转杆，吸收转杆底端联接有吸取扇叶，吸收转杆一端固接有万向联轴器，万向联轴器一端与固定转杆固接，万向联轴器与蒸汽升筒转动式连接。

作为上述方案的改进，还包括有冷凝加速组件，冷凝加速组件设于固定支板上，冷凝加速组件包括有第二气筒、第二活塞、第二封板、第二吸管、单向阀四、单向阀五和泵气管，固定支板上固定连接有第二气筒，第一活塞上联接有第二活塞，第二活塞与第二气筒滑动式配合，第二活塞上固接有第二封板，第二封板与第二气筒贴合，第二气筒上接通有第二吸管，第二吸管内部联接有单向阀四，第二气筒上联接泵气管，泵气管内部固接有单向阀五。

作为上述方案的改进，泵气管伸入冷凝壶的部分开有小孔，用于使气体分散地排至冷凝壶内部。

作为上述方案的改进，还包括有水力发电组件，水力发电组件设于主架上，水力发电组件包括有安装托板和第三发电机，主架上联接有安装托板，安装托板上固定安装有第三发电机，第三发电机输出轴与传动杆固接。

本发明具有以下优点：

蒸汽带动第一发电机发电后会被冷凝成低温液体工质，冷凝后的低温液体工质会再次流回换热本体内部，以提高换热本体内部液体工质的蒸发效率，从而可以提高发电效率，便于充分地利用高炉冲渣水中的余热，实现了能够自动地将液体工质循环利用以提高对高炉冲渣水中的余热的利用率的目的。

输气管会向蒸汽加压管内部输入气压，气压会随着蒸汽一同注入螺杆膨胀壳体内部，以加快膨胀螺旋杆的转动速度，从而可以提高发电效率，实现了能够充分有效地提高发电效率的目的。

吸取扇叶可以将换热本体内部的蒸汽吸取至蒸汽升筒内部，从而可以有效地避免大量的蒸汽停留在换热本体内部，进而可以有效地提高发电效率。

附图说明

图1为本发明的第一种立体结构示意图。

图2为本发明的第二种立体结构示意图。

图3为本发明的第三种立体结构示意图。

图4为本发明的第一种部分立体结构示意图。

图5为本发明的第二种部分立体结构示意图。

图6为本发明蒸汽发电组件的剖视立体结构示意图。

图7为本发明冷凝回流组件的部分立体结构示意图。

图8为本发明冷凝回流组件的拆分立体结构示意图。

图9为本发明蒸汽发电组件的部分剖视立体结构示意图。

图10为本发明往复增压组件的第一种部分剖视立体结构示意图。

图11为本发明往复增压组件的部分立体结构示意图。

图12为本发明往复增压组件的第二种部分剖视立体结构示意图。

图13为本发明蒸汽吸收组件的剖视立体结构示意图。

图14为本发明冷凝加速组件的部分立体结构示意图。

图15为本发明冷凝加速组件的部分剖视立体结构示意图。

图16为本发明水力发电组件的立体结构示意图。

图中标号名称：1-主架，2-固定托板，3-螺杆膨胀壳体，4-安装板，5-换热本体，6-蒸汽发电组件，61-进水管，62-换热环形管，63-出水管，64-蒸汽升筒，65-蒸汽加压管，66-膨胀螺旋杆，67-梯形框，68-垫板，69-第一发电机，7-冷凝回流组件，71-低温水框，72-冷凝壶，73-冷凝管，74-抽泵，75-输水管，8-往复增压组件，81-固定板一，82-动力轴，83-水轮，84-传动杆，85-锥齿轮，86-固定旋转轴，87-带轮，88-皮带，89-固定往复槽杆，810-第二发电机，811-固定导向板，812-往复移动杆，813-固定支板，814-第一气筒，815-固定拉杆，816-第一封板，817-第一活塞，818-第一吸管，819-单向阀一，820-单向阀二，821-输气管，822-单向阀三，9-蒸汽吸收组件，91-固定L形板，92-固定转杆，93-固定板二，94-吸收转杆，95-吸取扇叶，96-万向联轴器，10-冷凝加速组件，101-第二气筒，102-第二活塞，103-第二封板，104-第二吸管，105-单向阀四，106-单向阀五，107-泵气管，11-水力发电组件，111-安装托板，112-第三发电机。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

实施例1

一种基于钢铁企业高炉冲渣水余热利用技术的发电机，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示，包括有主架1、固定托板2、螺杆膨胀壳体3、安装板4、换热本体5、蒸汽发电组件6和冷凝回流组件7，主架1上固定连接有固定托板2，主架1顶部固定连接有螺杆膨胀壳体3，主架1顶部固定连接有安装板4，安装板4与螺杆膨胀壳体3联接，固定托板2上固接有换热本体5，换热本体5内部呈空腔结构，换热本体5上设有用于利用高炉冲渣水中的余热发电的蒸汽发电组件6，主架1上设有冷凝回流组件7，蒸汽在冷凝回流组件7的运行之下回流至蒸汽发电组件6上。

蒸汽发电组件6包括有进水管61、换热环形管62、出水管63、蒸汽升筒64、蒸汽加压管65、膨胀螺旋杆66、梯形框67、垫板68和第一发电机69，换热本体5上方法兰连接有用于传输高炉冲渣水的进水管61，进水管61穿过换热本体5，进水管61底端接通有换热环形管62，换热环形管62呈环形，换热本体5上法兰连接有用于为换热环形管62内部的高炉冲渣水提供排出的通道的出水管63，出水管63穿过换热本体5，出水管63与换热环形管62连通，换热本体5外顶部接通有蒸汽升筒64，蒸汽升筒64顶部接通有用于输送蒸汽的蒸汽加压管65，蒸汽加压管65与螺杆膨胀壳体3相通，螺杆膨胀壳体3内部对称转动式连接有膨胀螺旋杆66，螺杆膨胀壳体3外顶部联接有梯形框67，梯形框67呈梯形结构，梯形框67与螺杆膨胀壳体3相通，安装板4顶部固接有垫板68，垫板68上固定安装有用于发电的第一发电机69，第一发电机69输出轴与其中一膨胀螺旋杆66联接。

冷凝回流组件7包括有低温水框71、冷凝壶72、冷凝管73、抽泵74和输水管75，主架1顶部联接有低温水框71，低温水框71外顶部固接有冷凝壶72，冷凝壶72呈圆台结构，梯形框67底部接通有冷凝管73，冷凝管73采用螺旋结构，冷凝管73穿过冷凝壶72与低温水框71，冷凝管73与低温水框71相通，低温水框71内部固接有抽泵74，抽泵74输出轴上联接有用于将低温水框71内部冷凝后的液体工质输送至换热本体5内部的输水管75，输水管75穿过低温水框71，输水管75穿过换热本体5，输水管75与换热本体5相通。

冷凝壶72内部装有冷凝液，进水管61与外部高炉冲渣水供给端接通，高炉冲渣水通过进水管61注入换热环形管62内部并通过出水管63排出，换热本体5内部装有液体工质，其与换热环形管62内部的高炉冲渣水发生热交换形成蒸汽，蒸汽通过蒸汽升筒64、蒸汽加压管65进入螺杆膨胀壳体3内部并使膨胀螺旋杆66转动，进而使其带动第一发电机69发电，随后蒸汽通过梯形框67进入冷凝管73内部，冷凝壶72内部的冷凝液可以将冷凝管73内部的蒸汽冷凝成液体工质，冷凝后的低温液体工质会排至低温水框71内部，手动控制抽泵74运作，低温水框71内部冷凝后的液体工质则会通过输水管75被输送至换热本体5内部并再次被加热生成蒸汽继而带动第一发电机69发电，如此循环，便于充分地将高炉冲渣水中的余热利用，然后手动控制抽泵74关闭，重复上述操作可以再次使用该设备利用高炉冲渣水中的余热发电。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图9、图11和图12所示，还包括有往复增压组件8，用于提高发电效率的往复增压组件8设于进水管61上，往复增压组件8包括有固定板一81、动力轴82、水轮83、传动杆84、锥齿轮85、固定旋转轴86、带轮87、皮带88、固定往复槽杆89、第二发电机810、固定导向板811、往复移动杆812、固定支板813、第一气筒814、固定拉杆815、第一封板816、第一活塞817、第一吸管818、单向阀一819、单向阀二820、输气管821和单向阀三822，进水管61内部联接有固定板一81，固定板一81上转动式连接有动力轴82，动力轴82顶端联接有水轮83，水轮83位于进水管61内部，进水管61上转动式连接有传动杆84，传动杆84一端联接有锥齿轮85，动力轴82底端同样联接有锥齿轮85，两锥齿轮85啮合，锥齿轮85位于进水管61内部，另一膨胀螺旋杆66一端联接有固定旋转轴86，固定旋转轴86上固接有带轮87，传动杆84上同样固接有带轮87，两带轮87之间绕有用于传递动力的皮带88，另一膨胀螺旋杆66另一端固接有固定往复槽杆89，安装板4顶部固接有用于发电的第二发电机810，第二发电机810输出轴与固定往复槽杆89联接，安装板4与螺杆膨胀壳体3之间共同联接有固定导向板811，固定导向板811上滑动式连接有往复移动杆812，往复移动杆812与固定往复槽杆89滑动式配合，螺杆膨胀壳体3外顶部联接有固定支板813，固定支板813上联接有第一气筒814，第一气筒814呈封闭的圆筒结构，往复移动杆812顶端固接有固定拉杆815，固定拉杆815一端联接有第一活塞817，第一活塞817与第一气筒814滑动式配合，第一活塞817上固接有第一封板816，第一封板816与第一气筒814贴合，第一气筒814外部接通有第一吸管818，第一吸管818内部固接有单向阀一819，气体只能单向通过单向阀一819，第一气筒814上接通有输气管821，输气管821与固定支板813固接，输气管821与蒸汽加压管65接通，输气管821内部固接有单向阀二820，蒸汽升筒64内上部固接有单向阀三822，气体只能单向通过单向阀三822。

在通过进水管61输送高炉冲渣水的过程中，水流会带动水轮83及其上装置转动，使得其中一锥齿轮85带动另一锥齿轮85及其上装置转动，其中一带轮87会通过皮带88带动另一带轮87及其上装置转动，以加快两膨胀螺旋杆66及其上装置的转动速度，从而可以提高第一发电机69的发电效率，同时固定往复槽杆89会转动并带动第二发电机810发电，由于固定往复槽杆89的作用，往复移动杆812及其上装置会往复运动，第一活塞817运动时会对第一气筒814内部的空气进行挤压，从而使得第一气筒814内部的空气通过输气管821排至蒸汽加压管65内部，进而起到对蒸汽加压管65内部进行增压的作用，以加快膨胀螺旋杆66的转动速度，便于提高发电效率，第一活塞817复位时，外部空气会通过第一吸管818吸入第一气筒814内部，由于单向阀一819的作用，使得空气只能单向通过，在上述过程中，通过第一封板816，可以始终将第一气筒814密封，防止其内部的空气泄漏，通过单向阀二820，使得气体只能从第一气筒814流向输气管821，通过单向阀三822，使得蒸汽加压管65内部的气体不会流向蒸汽升筒64，实现了能够进一步地提高发电效率的目的。

实施例3

在实施例2的基础之上，如图13所示，还包括有蒸汽吸收组件9，用于避免大量的蒸汽停留在换热本体5内部的蒸汽吸收组件9设于蒸汽升筒64上，蒸汽吸收组件9包括有固定L形板91、固定转杆92、固定板二93、吸收转杆94、吸取扇叶95和万向联轴器96，螺杆膨胀壳体3外壁上联接有固定L形板91，固定L形板91呈L型，固定L形板91上转动式连接有固定转杆92，固定转杆92一端与固定旋转轴86固接，蒸汽升筒64内壁上联接有固定板二93，固定板二93上转动式连接有吸收转杆94，吸收转杆94底端联接有用于将换热本体5内部的蒸汽吸取至蒸汽升筒64内部的吸取扇叶95，吸收转杆94一端固接有用于传递动力的万向联轴器96，万向联轴器96一端与固定转杆92固接，万向联轴器96与蒸汽升筒64转动式连接。

在固定旋转轴86及其上装置转动的过程中，由于万向联轴器96的作用，吸收转杆94及其上装置会转动并使吸取扇叶95将换热本体5内部的蒸汽吸取至蒸汽升筒64内部，避免大量的蒸汽停留在换热本体5内部，有利于发电。

实施例4

在实施例3的基础之上，如图14和图15所示，还包括有冷凝加速组件10，用于提高冷凝效率的冷凝加速组件10设于固定支板813上，冷凝加速组件10包括有第二气筒101、第二活塞102、第二封板103、第二吸管104、单向阀四105、单向阀五106和泵气管107，固定支板813上固定连接有第二气筒101，第二气筒101采用圆筒状，第一活塞817上联接有第二活塞102，第二活塞102与第二气筒101滑动式配合，第二活塞102上固接有第二封板103，第二封板103用于将第二气筒101密封，第二封板103与第二气筒101贴合，第二气筒101上接通有用于传输空气的第二吸管104，第二吸管104内部联接有单向阀四105，气体只能单向通过第二气筒101，第二气筒101上联接泵气管107，泵气管107内部固接有单向阀五106。

当第一活塞817及其上装置运动时，第二活塞102会对第二气筒101内部的气体进行挤压，使得第二气筒101内部的气体通过泵气管107排出，从而使冷凝壶72内部的冷凝液流动，以提高冷凝效率，当第一活塞817及其上装置复位时，第二活塞102及其上装置随之会复位，在上述过程中第二封板103始终将第二气筒101密封，通过单向阀四105与单向阀五106，使得气体只单向通过，实现了能够有效地提高冷凝效率的目的。

实施例5

在实施例4的基础之上，如图16所示，还包括有水力发电组件11，用于充分地利用高炉冲渣水发电的水力发电组件11设于主架1上，水力发电组件11包括有安装托板111和第三发电机112，主架1上联接有安装托板111，安装托板111上固定安装有用于发电的第三发电机112，第三发电机112输出轴与传动杆84固接。

在通过进水管61输送高炉冲渣水的过程中，传动杆84及其上装置会转动并带动第三发电机112发电，便于充分地利用高炉冲渣水。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。