本發(fā)明創(chuàng)造涉及AOD爐煙氣余熱發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種多臺(tái)AOD爐煙氣余熱錯(cuò)開(kāi)發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鋼鐵行業(yè)屬于高能耗產(chǎn)業(yè)，我國(guó)每年都要消耗大量的能源，在當(dāng)今社會(huì)能源緊缺的情況下，我國(guó)特別關(guān)注能源的合理利用和環(huán)境保護(hù)，因此，降低能源消耗及減少環(huán)境污染是鋼鐵行業(yè)發(fā)展的方向，這樣不但提高企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益還可以增加社會(huì)效益，為鋼鐵企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中占先機(jī)。

AOD爐是冶煉不銹鋼過(guò)程中必須的工藝設(shè)備之一，AOD是氬氧脫碳法(Argon Oxygen Decarburization)的簡(jiǎn)稱。AOD爐的煙氣是在冶煉過(guò)程中由含CO的煙氣在爐口處與吸入的空氣混合燃燒后所產(chǎn)生的煙氣，由于AOD爐在冶煉時(shí)間段內(nèi)，煙氣溫度波動(dòng)變化大，如圖1和圖2所示，以70t/爐為例，每爐鋼的冶煉周期大概60分鐘， AOD爐在吹氧時(shí)間段的煙氣溫度達(dá)到最大且煙氣量最大，大概連續(xù)15~20分鐘；而在冶煉時(shí)間段雖然煙氣溫度并不低，但是煙氣流量較少；在出鋼時(shí)間段和加料時(shí)間段，煙氣溫度很低。相鄰兩個(gè)冶煉周期的間歇期是大概15~20分鐘，因此煙氣呈周期性變化，溫度的變化范圍大概在100-1600℃。

為解決以上冶煉工藝所存在的問(wèn)題，目前基本都是采用以下工藝方式：

采用汽化煙道進(jìn)行煙氣余熱回收利用，由于煙氣的溫度頻繁的周期性變化，對(duì)煙氣余熱利用導(dǎo)致直接的結(jié)果是蒸汽波動(dòng)也隨跟煙氣的溫度波動(dòng)而變化。目前國(guó)內(nèi)的煙氣余熱利用設(shè)備無(wú)法滿足技術(shù)要求，比如用于發(fā)電的發(fā)電機(jī)組性能無(wú)法適應(yīng)蒸汽波動(dòng)太大或者間歇性沒(méi)有蒸汽的問(wèn)題，這會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組經(jīng)常出現(xiàn)啟動(dòng)和停機(jī)操作狀態(tài)，這是對(duì)于一個(gè)發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)技術(shù)上是不允許也不可行的，其原因是沒(méi)有利用經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并且由于啟停操作情況，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備容易出現(xiàn)故障等問(wèn)題。因此，在現(xiàn)有余熱發(fā)電工藝的AOD爐煙氣余熱系統(tǒng)中都增加了一個(gè)容積很大蓄熱器（比如：每臺(tái)汽化煙道產(chǎn)生的蒸汽量為17t/h，如果三臺(tái)汽化煙道投運(yùn)，配置的蓄熱器容積大概300t/h）來(lái)蓄熱解決蒸汽流量進(jìn)入發(fā)電機(jī)組波動(dòng)變化不穩(wěn)的問(wèn)題，利用汽化煙道產(chǎn)生的飽和蒸汽通過(guò)蓄熱器蓄熱后再進(jìn)行發(fā)電利用，然而這種雖然一部分上基本解決了蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)波動(dòng)變化大的問(wèn)題，但是跟隨著的問(wèn)題是由于蓄熱器的容積過(guò)于龐大，使進(jìn)入蓄熱器的蒸汽波動(dòng)變化依然很大，蓄熱器在蓄熱過(guò)程中熱量散熱損失嚴(yán)重，并且還增加了蓄熱器的投資成本，對(duì)于鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)在不影響生產(chǎn)工藝的情況下，與降低成本追求利潤(rùn)最大化是不相符的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明創(chuàng)造的目的是提供一種能夠提供穩(wěn)定熱源的多臺(tái)AOD爐煙氣余熱錯(cuò)開(kāi)發(fā)電系統(tǒng)及。

本發(fā)明創(chuàng)造的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明創(chuàng)造提供一種多臺(tái)AOD爐煙氣余熱錯(cuò)開(kāi)發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)組和至少兩臺(tái)AOD爐，各臺(tái)AOD爐分別連接有一個(gè)用于把給水加熱為蒸汽的汽化煙道，蒸汽供給發(fā)電機(jī)組發(fā)電，該發(fā)電系統(tǒng)還包括用于蓄集蒸汽的蓄熱器，各汽化煙道的輸出端并列地連接蓄熱器的輸入端，蓄熱器的輸出端連接發(fā)電機(jī)組，各臺(tái)AOD爐在周期內(nèi)的吹氧時(shí)間段在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)。

其中，各臺(tái)AOD爐的吹氧時(shí)間段在時(shí)間上無(wú)重疊部分。

其中，各臺(tái)AOD爐在周期內(nèi)的吹氧時(shí)間段在時(shí)間上分布均勻。

其中，包括多個(gè)汽包，每個(gè)汽包連接一個(gè)汽化煙道，所述給水分別通過(guò)各汽包進(jìn)入各自的汽化煙道加熱為蒸汽后回到自身的汽包，各汽包把蒸汽送至蓄熱器。

其中，還包括在發(fā)電機(jī)組的輸出端與汽包的輸入端之間依次連接的凝汽器、凝結(jié)水泵、除氧器、給水泵，凝汽器的一個(gè)出口連接有冷卻塔，冷卻塔經(jīng)過(guò)錯(cuò)開(kāi)水泵連接凝汽器的一個(gè)進(jìn)口。

其中，AOD爐有三臺(tái)。

本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果是：因?yàn)榘迅髋_(tái)AOD爐在吹氧時(shí)間段所加熱的蒸汽在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)地進(jìn)入蓄熱器以供給發(fā)電機(jī)組發(fā)電，所以發(fā)電機(jī)組始終能夠獲得穩(wěn)定的蒸汽熱源進(jìn)行發(fā)電，這提高了發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電質(zhì)量，增強(qiáng)了發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，從而提高了設(shè)備的使用壽命。另外，蓄熱器只需錯(cuò)開(kāi)地蓄集各臺(tái)AOD爐在吹氧時(shí)間段所產(chǎn)生的蒸汽，從而無(wú)需大容積的蓄熱器也可以滿足需求，從而避免蓄熱器內(nèi)的蒸汽波動(dòng)變化太大和熱量損失嚴(yán)重，并且降低了設(shè)備投資成本。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：

圖1是單臺(tái)AOD爐冶煉周期的煙氣溫度變化曲線圖。

圖2是單臺(tái)AOD爐冶煉單個(gè)周期的煙氣流量變化曲線圖。

圖3是多臺(tái)AOD爐的汽化煙道在各自吹氧時(shí)間段錯(cuò)開(kāi)進(jìn)入蓄熱器后蓄熱器輸出的蒸汽流量變化曲線圖。

圖4是實(shí)施例中的發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖4中包括：1——AOD爐、2——汽化煙道、3——汽包、4——除塵器、5——風(fēng)機(jī)、6——煙囪、7——汽輪機(jī)、8——發(fā)電機(jī)、9——凝汽器、10——冷卻塔、11——循環(huán)水泵、12——凝結(jié)水泵、13——除氧器、14——給水泵、15——蓄熱器。

具體實(shí)施方式

如圖4所示，對(duì)于其中一臺(tái)AOD爐的發(fā)電系統(tǒng)， AOD爐1產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入汽化煙道2，高溫?zé)煔獗黄療煹?利用后變成低溫?zé)煔膺M(jìn)入除塵器4除塵，除塵后的煙氣通過(guò)風(fēng)機(jī)5從煙囪6排進(jìn)大氣。汽化煙道2連接有汽包3，汽包3的輸入端連接提供給水的管道，其輸出端連接蓄熱器15的輸入端，蓄熱器15的輸出端連接由汽輪機(jī)7和發(fā)電機(jī)8組成的發(fā)電機(jī)組，在汽輪機(jī)7的輸出端與汽包3的輸入端之間依次連接的凝汽器9、凝結(jié)水泵12、除氧器13、給水泵14，凝汽器9的一個(gè)出口連接有冷卻塔10，冷卻塔10經(jīng)過(guò)循環(huán)水泵11連接凝汽器9的一個(gè)進(jìn)口。

由于AOD爐在冶煉時(shí)間段，煙氣溫度波動(dòng)變化大，冶煉持續(xù)時(shí)間周期大概1小時(shí)， AOD爐在吹氧時(shí)間段煙氣溫度達(dá)到最大，而在出鋼時(shí)間段和加料時(shí)間段，煙氣量基本沒(méi)有，間歇期大概是15~20分鐘，根據(jù)AOD爐生產(chǎn)工藝的規(guī)律，本實(shí)施例采用三臺(tái)(A爐、B爐、C爐)AOD爐組成的發(fā)電系統(tǒng)，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，如圖4的a、b、c分別表示三臺(tái)AOD爐的汽包3的輸出端。當(dāng)A爐進(jìn)行間歇換爐的過(guò)程中，B爐進(jìn)行吹氧，C爐進(jìn)行冶煉，B爐在吹氧時(shí)間段所加熱的蒸汽進(jìn)入蓄熱器15；當(dāng)B爐進(jìn)行間歇換爐的過(guò)程中，C爐進(jìn)行吹氧，A爐進(jìn)行冶煉，C爐在吹氧時(shí)間段所加熱的蒸汽進(jìn)入蓄熱器15；當(dāng)C爐進(jìn)行間歇換爐的過(guò)程中，A爐進(jìn)行吹氧，B爐進(jìn)行冶煉，A爐在吹氧時(shí)間段所加熱的蒸汽進(jìn)入蓄熱器15。如圖3所示，三臺(tái)AOD爐在運(yùn)行的過(guò)程中，在時(shí)間上無(wú)重疊部分錯(cuò)開(kāi)地把吹氧時(shí)間段所加熱的蒸汽輸入蓄熱器15，蓄熱器所儲(chǔ)存的蒸汽基本維持在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，從而避免出現(xiàn)蒸汽流量大波動(dòng)變化的情況，使得蒸汽流量、壓力和溫度在穩(wěn)定的范圍進(jìn)行調(diào)整，并穩(wěn)定的提供蒸汽給汽輪機(jī)7，蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)8發(fā)電。三臺(tái)AOD爐在運(yùn)行的過(guò)程中，在時(shí)間上也可以部分錯(cuò)開(kāi)地把吹氧時(shí)間段所加熱的蒸汽輸入蓄熱器15，不過(guò)其效果沒(méi)有無(wú)重疊部分錯(cuò)開(kāi)的好。對(duì)汽輪機(jī)7做功后的蒸汽進(jìn)入凝汽器9，凝汽器9的一個(gè)出口連接有冷卻塔10，冷卻塔10經(jīng)過(guò)循環(huán)水泵11連接凝汽器9的一個(gè)進(jìn)口，在冷凝器9與冷卻塔10的冷卻水進(jìn)行循環(huán)交換冷卻，冷卻后的蒸汽重新變成給水，再通過(guò)凝結(jié)水泵12流向除氧器13，經(jīng)過(guò)除氧器13除氧以后再通過(guò)給水泵14，把除氧的給水輸入汽包3，從而完成整個(gè)閉合水循環(huán)系統(tǒng)，充分利用了水資源。

蓄熱器15只需錯(cuò)開(kāi)地蓄集各臺(tái)AOD爐產(chǎn)生的蒸汽，從而無(wú)需大容積的蓄熱器14也可以滿足需求，如每臺(tái)汽化煙道2產(chǎn)生的蒸汽量為17t/h，如果三臺(tái)汽化煙道投運(yùn)，只需配置容積為100t/h的小型蓄熱器15，從而避免蒸汽波動(dòng)變化太大和熱量損失嚴(yán)重，并且降低了設(shè)備投資成本。