一种炼铁流程余热梯级综合利用系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种炼铁流程余热梯级综合利用系统及方法，属于钢铁企业炼铁流程余热利用以及火电汽轮机装置技术领域；该系统包括汽轮机，以及与汽轮机同轴装配的发电机，所述汽轮机包括高压缸和低压缸；还包括用于提供蒸汽的煤气锅炉，以及烧结余热锅炉；本发明专利技术将传统煤气利用发电单元和烧结余热利用发电单元由两个独立的系统整合为一个系统。通过采用高参数一次再热汽轮机，能节省传统烧结余热利用系统汽轮机、发电机、控制系统、汽水系统、润滑油系统、汽机厂房及电气系统的投资。并且再热汽轮机不设回热抽汽，能节约大量回热抽汽管道。由于不再从再热汽轮机中抽汽，煤气锅炉产生的蒸汽全部进入汽轮机，提升了汽轮机发电量。提升了汽轮机发电量。提升了汽轮机发电量。

【技术实现步骤摘要】
一种炼铁流程余热梯级综合利用系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种炼铁流程余热梯级综合利用系统及方法，属于钢铁企业炼铁流程余热利用以及火电汽轮机装置


技术介绍

[0002]我国是钢铁生产大国，炼铁是钢铁产业中重要的工序环节。在高炉炼铁过程中，会产生大量煤气。据统计，高炉每冶炼1t生铁能产生1700－2500m3的煤气，其化学成分包括CO、CO2、H2、N2和CH4，可以作为燃料进行利用。目前，对于高炉煤气已有一系列的利用方式，例如采用高炉煤气燃机联合循环、高炉煤气燃烧推动再热发电汽轮机发电、高炉煤气余压透平发电等。其中最为主要的利用方式是通入煤气锅炉燃烧产生高参数过热蒸汽推动再热发电汽轮机发电。
[0003]烧结法生产烧结矿，是铁矿石在入炉前的重要工序。烧结过程中会产生大量余热，研究表明，烧结工序余热资源量约占吨钢余热资源总量的近20％。其余热利用的方法主要是将高温废气引入余热锅炉，产生蒸汽推动汽轮机发电。
[0004]上述两种余热利用方法本质上均为汽轮机发电，但是有很大的差异。高炉煤气燃烧产生蒸汽参数高，量较大。目前国内钢铁企业煤气利用发电主蒸汽参数普遍超过13.2MPa/535℃，不少项目采用了亚临界参数16.7MPa/566℃，个别项目甚至采用了超超临界参数24.2MPa/600℃，并且均采用了一次再热技术。汽轮机功率等级介于50MW－150MW之间。而烧结余热利用由于其本身烟气温度较低(200℃－400℃之间)，产生的主蒸汽参数品质并不高，汽轮机功率小，且多采用纯凝式机组。例如某烧结余热利用项目主蒸汽参数为0.7MPa/285℃，配置25MW凝汽式汽轮机。由于参数和功率等级的差异，传统意义上，煤气发电和烧结余热发电为独立的两个系统，设置两台独立的汽轮机，配套的发电机、汽水系统、润滑油系统、电气系统、厂房基础均为两套，投资成本大。并且，对于烧结余热利用汽轮机，由于其蒸汽参数低、功率小，汽轮机通流效率低，经济性不高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种炼铁流程余热梯级综合利用系统及方法，该系统将煤气利用发电系统以及烧结余热发电系统进行整合，以煤气利用发电系统为基础，通过采用特殊的高参数、一次再热、凝汽式式汽轮机，该汽轮机不设回热抽汽，烧结余热锅炉产生的蒸汽一部分通入回热系统加热给水，另一部分用于驱动给水泵汽轮机，实现煤气利用发电系统以及烧结余热发电系统合二为一。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种炼铁流程余热梯级综合利用系统，包括汽轮机，以及与汽轮机同轴装配的发电机，所述汽轮机包括高压缸和低压缸；
[0008]还包括用于提供蒸汽的煤气锅炉，以及烧结余热锅炉，所述高压缸的进汽源自于煤气锅炉，所述高压缸的排汽进入煤气锅炉再热后进入低压缸，低压缸的排汽进入到凝汽
器，所述煤气锅炉的水源源自于第一给水泵，所述第一给水泵通过给水泵汽轮机，所述给水泵汽轮机的蒸汽源自于烧结余热锅炉。
[0009]进一步的，所述凝汽器的出水端通过两路排出，包括第一支路和第二支路，其中第一支路进入到煤气锅里进行加热产生蒸汽用于汽轮机，第二支路进入到烧结余热锅炉进行加热产生蒸汽。
[0010]进一步的，所述第一支路上设置有用于给水除氧和加热的回热系统以及用于增加给水压力的第一给水泵，所述给水通过凝汽器流出后，经过回热系统加热和除氧后通过第一给水泵进行加压进入到煤气锅炉。
[0011]进一步的，所述回热系统的热量源自于烧结余热锅炉的出汽。
[0012]进一步的，所述所述第二支路上设置有流量调节阀和第二给水泵，通过所述流量调节阀控制进入烧结余热锅炉的给水流量，并通过第二给水泵为给水加压。
[0013]进一步的，所述烧结余热锅炉的出汽分为两路，其中一路连通至给水泵汽轮机的进汽，另一路用于第一支路上的用热单元。
[0014]进一步的，所述给水泵汽轮机的排汽连通至凝汽器，并与汽轮机共用一个凝汽器。
[0015]一种炼铁流程余热梯级综合利用方法，采用上述的一种炼铁流程余热梯级综合利用系统，包括以下步骤：
[0016]煤气锅炉对给水加热，将给水加热后产生的蒸汽送入到汽轮机的高压缸进行作用，经过做功后，高压缸的排汽将蒸汽输送至煤气锅炉进行一次再热，蒸汽进过一次再热后进入到汽轮机的低压缸进行做功，做功后，低压缸的排汽将水汽送入到凝汽器，经凝汽器冷凝后，冷凝水送出；
[0017]输出的冷凝水分两路，其中一路经过回热系统加热和除氧后，通过第一给水泵加压后再次进入到煤气锅炉；另一路通过流量调节阀后，再通过第二给水泵进入到烧结余热锅炉进行加热，产生的蒸汽用于给水泵汽轮机做功，给水泵汽轮机的排汽连通至凝汽器，通过给水泵汽轮机驱动第一给水泵运转。
[0018]进一步的，所述回热系统的热能源自于烧结余热锅炉。
[0019]进一步的，整个系统启动过程中，首先启动烧结余热锅炉，产生蒸汽带动给水泵汽轮机，实现煤气锅炉上水和吹管。
[0020]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术的一种炼铁流程余热梯级综合利用系统及方法，通过采用一种炼铁流程余热梯级综合利用系统，将传统煤气利用发电单元和烧结余热利用发电单元由两个独立的系统整合为一个系统。通过采用高参数一次再热汽轮机，能节省传统烧结余热利用系统汽轮机、发电机、控制系统、汽水系统、润滑油系统、汽机厂房及电气系统的投资。并且再热汽轮机不设回热抽汽，能节约大量回热抽汽管道。由于不再从再热汽轮机中抽汽，煤气锅炉产生的蒸汽全部进入汽轮机，提升了汽轮机发电量。
附图说明
[0022]本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
[0023]图1是本专利技术的结构示意图。
[0024]图中标记：1－汽轮机，2－发电机，3－凝汽器，4－流量调节阀，5－回热系统，6－
第一给水泵，7－第二给水泵，8－给水泵汽轮机，9－烧结余热锅炉，10－煤气锅炉。
具体实施方式
[0025]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0026]本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0027]实施例1
[0028]一种炼铁流程余热梯级综合利用系统，如图1所示，包括汽轮机1，以及与汽轮机同轴装配的发电机2，所述汽轮机1包括高压缸和低压缸；
[0029]还包括用于提供蒸汽的煤气锅炉10，以及烧结余热锅炉9，所述高压缸的进汽源自于煤气锅炉10，所述高压缸的排汽进入煤气锅炉10再热后进入低压缸，低压缸的排汽进入到凝汽器3，所述煤气锅炉10的水源源自于第一给水泵6，所述第一给水泵6通过给水泵汽轮机8，所述给水泵汽轮机8的蒸汽源自于烧结余热锅炉9。
[0030]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炼铁流程余热梯级综合利用系统，其特征在于：包括汽轮机，以及与汽轮机同轴装配的发电机，所述汽轮机包括高压缸和低压缸；还包括用于提供蒸汽的煤气锅炉，以及烧结余热锅炉，所述高压缸的进汽源自于煤气锅炉，所述高压缸的排汽进入煤气锅炉再热后进入低压缸，低压缸的排汽进入到凝汽器，所述煤气锅炉的水源源自于第一给水泵，所述第一给水泵通过给水泵汽轮机，所述给水泵汽轮机的蒸汽源自于烧结余热锅炉。2.如权利要求1所述的一种炼铁流程余热梯级综合利用系统，其特征在于：所述凝汽器的出水端通过两路排出，包括第一支路和第二支路，其中第一支路进入到煤气锅里进行加热产生蒸汽用于汽轮机，第二支路进入到烧结余热锅炉进行加热产生蒸汽。3.如权利要求2所述的一种炼铁流程余热梯级综合利用系统，其特征在于：所述第一支路上设置有用于给水除氧和加热的回热系统以及用于增加给水压力的第一给水泵，所述给水通过凝汽器流出后，经过回热系统加热和除氧后通过第一给水泵进行加压进入到煤气锅炉。4.如权利要求3所述的一种炼铁流程余热梯级综合利用系统，其特征在于：所述回热系统的热量源自于烧结余热锅炉的出汽。5.如权利要求2或3所述的一种炼铁流程余热梯级综合利用系统，其特征在于：所述所述第二支路上设置有流量调节阀和第二给水泵，通过所述流量调节阀控制进入烧结余热锅炉的给水流量，并通过第二给水泵为给水加压。6.如权利要求2所述的一种炼铁流...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹刚，尹华劼，吴方松，熊春，牟余，张鹏飞，
申请(专利权)人：东方电气集团东方汽轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：