Спосіб утилізації тепла конвертерного газу

Реферат: Спосіб утилізації тепла конвертерного газу містить відведення пари від охолоджувача конвертерного газу, подачу утвореної в охолоджувачі пари в перегрівач і накопичувач, подачу перегрітої пари на вхід парової турбіни з електрогенератором, скидання надлишку пари і конденсату в деаератор і повернення деаерованої води в охолоджувач конвертерного газу. З накопичувача у випарник низькокиплячої рідини подають конденсат, де він охолоджується за рахунок кипіння низькокиплячої рідини. Охолоджений у випарнику конденсат повертають в накопичувач, де він змішується з гарячим конденсатом, і, через деаератор конденсат подають в охолоджувач конвертерного газу, завершуючи цикл випарного охолодження. UA 99870 U (12) UA 99870 U UA 99870 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до металургії, а саме конвертерного виробництва сталі, зокрема технології обробки і утилізації тепла конвертерного газу і пари охолоджувача конвертерних газів. Відомий спосіб утилізації тепла конвертерного газу, при якому гази, що виходять під час продування з конвертера, проходять через котел, де їх тепло перетворюється на пару, яка надходить в акумулятор, звідки прямує в перегрівач і пароперетворювач, де пара конденсується, віддаючи тепло середовищу, що нагрівається. Конденсат повертається в циркуляційний контур (див. А.С. СРСР № 777347 MПК 3 F22B 31/02, 1980, Бюл. №41). Недоліком відомого способу є низька ефективність використання конвертерного газу в результаті неповної утилізації потенціалу тепла продуктів згоряння відхідного газу. Найбільш близьким аналогом по технічній суті і технічному результату, що досягається, до корисної моделі, є спосіб утилізації конвертерного газу і пари з котла-охолоджувача конвертера, що включає відведення пари з охолоджувача конвертерного газу, скруберну газоочистку конвертерного газу, його відведення в газгольдер, відведення з газгольдера на спалювання в пальниках і видалення через димар, подачу утвореної в котлі-охолоджувачі пари в акумуляторнакопичувач, де відбувається поперемінна акумуляція пари у вигляді води і конденсату, подачу пари на пароперегрівач, і подачу перегрітої пари на вхід парової турбіни і електрогенератор, подачу пари і води в деаератор, повернення деаерованої води в охолоджувач конвертерного газу. Суттєвими ознаками прототипу, що збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі, є відведення пари від охолоджувача конвертерного газу, подача утвореної в охолоджувачі пари в перегрівач і накопичувач, подача перегрітої пари на вхід парової турбіни і електрогенератор, скидання надлишку пари і конденсату в деаератор і повернення деаерованої води в охолоджувач конвертерного газу. Недоліком прототипу є низька ефективність використання конвертерного газу унаслідок неповної утилізації тепла продуктів його згорання, що не дозволяє максимально використовувати вторинні енергоресурси сталеплавильного виробництва. У основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу утилізації тепла конвертерного газу шляхом створення двоетапної системи утилізації, що забезпечує підвищення ефективності утилізації тепла продуктів згорання конвертерних газів з використанням пари низькокиплячої рідини для вироблення електроенергії і дозволяє раціональніше використовувати вторинні енергоресурси сталеплавильного виробництва. Поставлена задача вирішується тим, що в способі утилізації тепла конвертерного газу, що містить відведення пари від охолоджувача конвертерного газу, подачу утвореної в охолоджувачі пари в перегрівач і накопичувач, подачу перегрітої пари на вхід парової турбіни з електрогенератором, скидання надлишку пари і конденсату в деаератор і повернення деаерованої води в охолоджувач конвертерного газу, згідно з корисною моделлю, з накопичувача у випарник низькокиплячої рідини подають конденсат, де він охолоджується за рахунок кипіння низькокиплячої рідини, а охолоджений у випарнику конденсат повертають в накопичувач, де він змішується з гарячим конденсатом, і, через деаератор конденсат подають в охолоджувач конвертерного газу, завершуючи цикл випарного охолодження, при цьому, у випарник з бака запасу низькокиплячої рідини подають низькокиплячу рідину і отриману пару низькокиплячої рідини пропускають через перегрівач для нагріву та подають її на турбіну з генератором електричної енергії через ресівер, далі пари низькокиплячої рідини від турбіни відводять в конденсатор, для теплообміну з охолоджувальною водою, отриману низькокиплячу рідину повертають в бак запасу низькокиплячої рідини для завершення циклу утилізації тепла низькокиплячої рідини, причому тиск пари низькокиплячої рідини, що знаходиться в ресивері, регулюють, змінюючи інтенсивність випаровування у випарнику низькокиплячої рідини шляхом регулювання витрати конденсату, що подається з накопичувача конденсату. При припиненні подачі пари від охолоджувача конвертерного газу на турбіну подають пару низькокиплячої рідини, вироблену за рахунок тепла, закумульованого в накопичувачі конденсату. У періоди подачі пари від охолоджувача конвертерного газу, надлишок пари з накопичувача конденсату використовують для продування парового простору деаератора з відключенням подачі пари від зовнішнього джерела. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом полягає в наступному. Внесення змін до технології утилізації тепла і пари продуктів згорання конвертерного газу, дозволяє здійснити двох етапну утилізацію тепла конвертерного газу. Вдосконалена технологія містить два цикли утилізації тепла конвертерного газу: цикл випарного охолодження пароводяної суміші і термодинамічний цикл утилізації тепла низькокиплячої рідини, що 1 UA 99870 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 забезпечує раціональніше використання теплового потенціалу конвертерних газів сталеплавильного виробництва і дозволяє виробляти електричну енергію. Безперервність процесу вироблення електроенергії забезпечується подачею тепла, що акумулюється в накопичувачі конденсату в період пікового надходження пари від охолоджувача конвертерних газів, яке, при припиненні надходження пари від охолоджувача конвертерних газів, використовується за допомогою термодинамічного циклу низькокиплячої рідини. Можливість регулювання витрати конденсату в накопичувачі і підтримка постійного тиску низькокиплячої рідини в ресивері, необхідного для обертання турбіни, також забезпечує безперебійність вироблення електроенергії. Спосіб утилізації тепла конвертерного газу реалізований за допомогою установки, схема якої приведена на кресленні. Установка містить охолоджувачі 1 конвертерного газу, оснащені барабанами-сепараторами 2, сполучені трубопроводом 3 подачі пари з перегрівачем 4 пари. Перегрівач 4 трубопроводом 5 пароводяної суміші підключений до накопичувача 6 конденсату і трубопроводом пари низькокиплячої рідини 29 з ресивером 23. Накопичувач 6 конденсату, забезпечений запобіжним клапаном 33 для скидання надлишків пари, підключений до парового простору деаератора 9 трубопроводом 11 пари з регулятором тиску 12, а до колонки 36 деаератора 9, підключений трубопроводом 7 конденсату, зі встановленим на ньому насосом 8 подачі конденсату, підключеним до датчика 30 рівня конденсату в деаераторі 9. Деаератор 9 підключений до трубопроводу 10 від зовнішнього джерела пари і до барабанівсепараторів 2,через трубопровід 14 подач деаерованої води, обладнаний живильним насосом 13. Трубопровід 14 подачі деаерованої води сполучений з колонкою 36 деаератора 9, призначеною для скидання надлишку деаерованої води за допомогою трубопроводу 35 повернення деаерованої води, оснащеного регулятором тиску 34. Випарник 16 низькокиплячій рідині підключений до накопичувача 6 конденсату трубопроводом 17 гарячого конденсату, обладнаним циркуляційним насосом 15 і трубопроводом 18 охолодженого конденсату. Циркуляційний насос 15 підключений електричним зв'язком 25 до датчика тиску, встановленого на ресивері 23. Випарник низькокиплячої рідини 16 підключений до бака 28 запасу низькокиплячої рідини трубопроводом 37 подачі низькокиплячої рідини з живильним насосом 31, і трубопроводом 38 пари низькокиплячої рідини до перегрівача 4. Ресивер 23, оснащений датчиком тиску 24, підключений трубопроводом 26 пари низькокиплячої рідини, оснащений регулятором тиску 22, до турбини19 парів низькокиплячої рідини з електрогенератором 20. Конденсатор 21 пари низькокиплячої рідини підключений трубопроводом 27 відпрацьованої пари низькокиплячої рідини до турбіни 19, трубопроводом 39 повернення низькокиплячої рідини - до бака 28 запасу низькокиплячої рідини, і трубопроводами 32 охолоджуючої технічної води до оборотного циклу. Спосіб утилізації тепла конвертерного газу здійснюється наступним чином. Пару, що виробляється в барабанах-сепараторах 2 охолоджувачів 1 конвертерного газу, подають в перегрівач 4, де вона віддає тепло парам низькокиплячої рідини і частково конденсується. Отриману суміш пари і конденсату подають в накопичувач 6 конденсату, де вона змішується з охолодженим конденсатом, підігріваючи його за рахунок додаткової конденсації пари. Для забезпечення безпеки накопичувач 6 обладнаний запобіжним клапаном 33. Конденсат з накопичувача 6 конденсату насосом 15 подається по трубопроводу гарячого конденсату 17 у випарник 16 низькокиплячій рідині, де тепло передається низькокиплячій рідині, яка при кипінні перетворюється на пару низькокиплячої рідини. Охолоджений конденсат з випарника 16 повертається в накопичувач 6 конденсату і змішується з конденсатом, що знаходиться там. Конденсат з накопичувача по 6 трубопроводу 7 подається насосом 8 в деаератор 9, в якому за допомогою насоса 8 і датчика 30 підтримується постійний рівень. Пара з накопичувача 6 конденсату через регулятор тиску 12 і трубопровід 11 подається в деаератор 9. Подача пари в деаератор 9 при недостатньому тиску пари в накопичувачі 6 конденсату забезпечується по трубопроводу 10 від зовнішнього джерела. Деаерована вода з деаератора 9 подається насосом 13 по трубопроводу 14 в барабанисепаратори 2, замикаючи цикл випарного охолоджування. Надлишок живильної води скидається через трубопровід 35 регулятором 34 тиск в колонку 36 деаератора 9. 2 UA 99870 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Утилізація тепла пари, що надходить в барабани-сепаратори 2 охолоджувачів 1 конвертерних газів, здійснюється таким чином. Низькокипляча рідина з бака 28 подається насосом 31 по трубопроводу 37 у випарник 16 низькокиплячої рідини, де вона безперервно випаровується за рахунок охолодження конденсату, що подається з накопичувача конденсату 6. Пари низькокиплячої рідини подаються в перегрівач 4, де поглинають тепло від пари охолоджувача 1 конвертерного газу в періоди його вироблення. З перегрівача 4 пари низькокиплячої рідини по трубопроводу 29 подаються на ресивер 23, де підтримується постійний тиск, необхідний для обертання турбіни 19 і вироблення електроенергії електрогенератором 20. Тиск низькокиплячої рідини в ресивері 23 регулюється датчиком тиску 24, за показниками якого насос 15 змінює подачу гарячого конденсату на випарник 16. Додаткове регулювання тиску низькокиплячої пари перед турбіною 19 здійснюється регулятором тиску 22, встановленим на трубопроводі 26 подачі пари на турбіну. Після турбіни 19 пари низькокиплячої рідини по трубопроводу 27 подаються в конденсатор 21, де віддають тепло охолоджуючій воді, яка циркулює по трубопроводах 32. Сконденсована низькокипляча рідина потрапляє в бак 28 запасу і цикл повторюється. Запропонований спосіб забезпечує підвищення ефективності утилізації тепла конвертерних газів за рахунок використання низькокиплячої рідини для вироблення електроенергії і дозволяє раціональніше використовувати вторинні енергоресурси сталеплавильного виробництва. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб утилізації тепла конвертерного газу, що містить відведення пари від охолоджувача конвертерного газу, подачу утвореної в охолоджувачі пари в перегрівач і накопичувач, подачу перегрітої пари на вхід парової турбіни з електрогенератором, скидання надлишку пари і конденсату в деаератор і повернення деаерованої води в охолоджувач конвертерного газу, який відрізняється тим, що з накопичувача у випарник низькокиплячої рідини подають конденсат, де він охолоджується за рахунок кипіння низькокиплячої рідини, а охолоджений у випарнику конденсат повертають в накопичувач, де він змішується з гарячим конденсатом, і, через деаератор конденсат подають в охолоджувач конвертерного газу, завершуючи цикл випарного охолодження, при цьому, у випарник з бака запасу низькокиплячої рідини подають низькокиплячу рідину і отриману пару низькокиплячої рідини пропускають через перегрівач для нагріву та подають її на турбіну з генератором електричної енергії через ресивер, далі пари низькокиплячої рідини від турбіни відводять в конденсатор, для теплообміну з охолоджувальною водою, отриману низькокиплячу рідину повертають в бак запасу низькокиплячої рідини для завершення циклу утилізації тепла низькокиплячої рідини, причому тиск пари низькокиплячої рідини, що знаходиться в ресивері, регулюють, змінюючи інтенсивність випаровування у випарнику низькокиплячої рідини шляхом регулювання витрати конденсату, що подається з накопичувача конденсату. 2. Спосіб утилізації тепла конвертерного газу за п. 1, який відрізняється тим, що при припиненні подачі пари від охолоджувача конвертерного газу на турбіну подають пару низькокиплячої рідини, вироблену за рахунок тепла, закумульованого в накопичувачі конденсату. 3. Спосіб утилізації теплаконвертерного газу за п. 1, який відрізняється тим, що в періоди подачі пари від охолоджувача конвертерного газу, надлишок пари з накопичувача конденсату використовують для продування парового простору деаератора з відключенням подачі пари від зовнішнього джерела. 3 UA 99870 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4