專利名稱：高爐冷卻水回水余壓發(fā)電的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用冶金工業(yè)主要冶煉設備煉鐵高爐冷卻水回水余壓(水頭)發(fā)電的方法。
背景技術：
目前，公知的高爐冶煉工藝特點是連續(xù)生產(chǎn)，因此，要求高爐冷卻水也必須是連續(xù)不間斷的供給。冷卻水工藝流程有兩種，分別是1.水泵站(加壓)→高爐系統(tǒng)→回水管道(自流)→冷卻水泵(加壓)→冷卻水塔→水泵站，密閉循環(huán)使用。
2.水泵站(加壓)→高爐系統(tǒng)→回水管道(自流)→自由排放。
其中，冷卻水從高爐經(jīng)回水管道自流到冷卻水泵或者自由排放時，兩者之間有9米左右的高差，形成了一股持續(xù)穩(wěn)定的水利資源。這股水利資源在上述工藝流程中并沒有很好的利用，白白流失。
發(fā)明內(nèi)容
高爐冷卻回水具有水頭穩(wěn)定、流量穩(wěn)定，管道直徑一定，而且遵守有壓恒定的規(guī)律流動，是一股典型的恒流量、恒水頭持續(xù)而穩(wěn)定的水利資源。為了將這股優(yōu)良的水利資源回收利用，本發(fā)明將小型徑流式水力發(fā)電原理引用到高爐冷卻回水系統(tǒng)中來，通過水輪機發(fā)電的方式回收利用。
本發(fā)明采用的技術方案是在回水管道適當?shù)奈恢眉右宦放酝ü艿?。在旁通管道上安裝一臺水輪發(fā)電機將高爐冷卻回水中蘊藏的能量回收利用。為了保證高爐冷卻水的正?；亓?、水輪發(fā)電機的正常發(fā)電、故障檢修三種情況下冷卻水系統(tǒng)的正常工作，在回水管道上安裝了水位信號自動檢測裝置和主控閥門，在水輪發(fā)電機進、出水管道上安裝了進水閥門、出水閥門和自動排氣閥。為了保證水輪發(fā)電機在啟動和故障時冷卻水能正?；亓?，在旁通管道閥門后面安裝安裝了一套水位調(diào)節(jié)閥，做回水水位超高時緊急排水用。電氣系統(tǒng)由輸配電系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)、繼電保護系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。
工作原理是1.當水輪發(fā)電機不工作時；主控閥門打開，進水閥門和出水閥門關閉，自動排氣閥在開位，水位調(diào)節(jié)緊急排水裝置和水位信號自動檢測裝置關閉，高爐冷卻回水經(jīng)回水管道自流到冷卻水泵或者自由排放。
2.當水輪發(fā)電機工作時；主控閥門關閉，進水閥門和出水閥門打開，自動排氣閥在關位，水位信號自動檢測裝置和水位調(diào)節(jié)閥工作。(1)當水輪發(fā)電機起機時；由水位信號自動檢測裝置測量水位情況并反饋到控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)指令主控閥門、水位調(diào)節(jié)閥和水輪機導葉裝置參與調(diào)節(jié)。當水位調(diào)節(jié)閥和水輪機導葉裝置開度足夠大能夠自主調(diào)節(jié)水位和水量時，主控閥門退出調(diào)節(jié)關閉。(2)當水輪發(fā)電機正常發(fā)電時；高爐冷卻回水經(jīng)進水閥門、水輪發(fā)電機、出水閥門、回水管道自流到冷卻水泵或者自由排放。所發(fā)電力經(jīng)電氣系統(tǒng)送至用戶。
3.當水輪發(fā)電機故障時；主控閥門開啟，進水閥門和出水閥門關閉，自動排氣閥開啟，水位調(diào)節(jié)閥和水位信號自動檢測裝置關閉，水輪發(fā)電機分解檢修。
本發(fā)明的有益效果是，利用了高爐冷卻回水的余壓(水頭)發(fā)電，它不額外消耗能源，由于具有水頭穩(wěn)定、流量穩(wěn)定，管道直徑一定，而且遵守有壓恒定規(guī)律流動的特點，再選用成熟的發(fā)電技術和定型的發(fā)電設備(軸流式或者貫流式水輪發(fā)電機)，因此是一個投資少、發(fā)電效率高、優(yōu)質(zhì)、清潔和可持續(xù)的節(jié)能方法。按照能源回報率概念測算(發(fā)電系統(tǒng)在其正常的使用年限內(nèi)能源產(chǎn)出與投入的比率)，高爐冷卻回水的余壓(水頭)發(fā)電的能源回報率為174～267，是目前所有發(fā)電方法中回報率最高的。
下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。
圖1是高爐冷卻水工藝流程框圖(循環(huán)使用)。
圖2是高爐冷卻水工藝流程框圖(自由排放)。
圖3是高爐冷卻水回水發(fā)電工藝流程圖。
圖4是高爐冷卻水回水發(fā)電工況工藝流程圖。
圖5是爐冷卻高水回水不發(fā)電工況工藝流程圖。
圖中1.水泵站，2.高爐，3.回水管道，4.冷卻水泵，5.冷卻水塔，6.主控閥門，7.進水閥門，8.水輪發(fā)電機，9.水位調(diào)節(jié)閥，10.出水閥門，11.自動排氣閥，12.水位信號自動檢測裝置，13.控制系統(tǒng)，14.電氣系統(tǒng)，15.用戶。各圖箭頭所示為水流路徑。
具體實施例方式
在圖1中，冷卻水經(jīng)水泵站(1)加壓通過管道送到高爐系統(tǒng)(2)，回水經(jīng)回水管道(3)自流到冷卻水泵(4)，加壓后送到冷卻水塔(5)降溫，然后自流到水泵站(1)，密閉循環(huán)使用。
在圖2中，冷卻水經(jīng)水泵站(1)加壓通過管道送到高爐系統(tǒng)(2)，回水經(jīng)回水管道(3)自由排放。
在圖3中冷卻水經(jīng)水泵站(1)加壓通過管道送到高爐系統(tǒng)(2)，冷卻回水經(jīng)回水管道(3)自流到旁通管水輪發(fā)電機系統(tǒng)，經(jīng)過進水閥門(7)、水輪發(fā)電機(8)、水位調(diào)節(jié)閥(9)、出水閥門(10)然后流到冷卻水泵(4)，加壓后送到冷卻水塔(5)降溫，然后自流到水泵站(1)，密閉循環(huán)使用或者自由排放。
在圖4所示是高爐冷卻水回水發(fā)電工況工藝流程。冷卻水經(jīng)水泵站(1)加壓通過管道送到高爐系統(tǒng)(2)，冷卻回水經(jīng)回水管道(3)自流到旁通管水輪發(fā)電機系統(tǒng)，主控閥門(6)關閉，進水閥門(7)和出水閥門(10)打開，自動排氣閥(11)關閉，水位信號自動檢測裝置(12)和水位調(diào)節(jié)閥(9)工作。高爐冷卻回水經(jīng)進水閥門(7)、水輪發(fā)電機(8)、出水閥門(10)、回水管道(3)自流到冷卻水泵(4)或者自由排放。所發(fā)電力經(jīng)電氣系統(tǒng)(14)送至用戶(15)。
在圖5所示是爐冷卻高水回水不發(fā)電工況工藝流程。冷卻水經(jīng)水泵站(1)加壓通過管道送到高爐系統(tǒng)(2)，冷卻回水經(jīng)回水管道(3)自流。主控閥門(6)打開，進水閥門(7)和出水閥門(10)關閉，自動排氣閥(11)在打開，水位調(diào)節(jié)閥(9)和水位信號自動檢測裝置(12)關閉。高爐冷卻回水經(jīng)回水管道(3)自流到冷卻水泵(4)或者自由排放。
權利要求
1.一種高爐冷卻水回水余壓發(fā)電的方法，利用冷卻水從高爐經(jīng)回水管道回流到冷卻水泵或者自由排放時，兩者之間有9米左右的高差，形成了一股穩(wěn)定的水利資源，其特征是在回水管道上加一路旁通管道，在旁通管道上安裝一臺水輪發(fā)電機將高爐冷卻回水中蘊藏的能量回收利用。
2.根據(jù)權利要求1所述的高爐冷卻水回水余壓發(fā)電的方法，其特征是為了保證高爐冷卻水的正常回流、水輪發(fā)電機的正常發(fā)電、故障檢修三種情況下冷卻水系統(tǒng)的正常工作，在回水管道上安裝了水位信號自動檢測裝置和主控閥門，在水輪發(fā)電機進、出水管道上安裝了進水閥門、出水閥門和自動排氣閥，在進水閥門后面安裝安裝了一套水位調(diào)節(jié)閥，做回水水位超高時緊急排水用。
3.根據(jù)權利要求1所述的高爐冷卻水回水余壓發(fā)電的方法，其特征是當水輪發(fā)電機啟機時，由水位信號自動檢測裝置測量水位情況并反饋到控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)指令主控閥門、水位調(diào)節(jié)閥和水輪機導葉裝置參與調(diào)節(jié)。當水位調(diào)節(jié)閥和水輪機導葉裝置開度足夠大能夠自主調(diào)節(jié)水位和水量時，主控閥門退出調(diào)節(jié)關閉。
全文摘要
一種利用煉鐵高爐冷卻水回水余壓(水頭)發(fā)電的方法。它是將小型徑流式水力發(fā)電的原理引用到高爐冷卻回水系統(tǒng)中來，利用高爐冷卻水回水自流到冷卻水泵或者自由排放時，形成9米左右的高差，產(chǎn)生了一股水頭穩(wěn)定、流量穩(wěn)定、遵循有壓恒定規(guī)律的持續(xù)而穩(wěn)定的水利資源發(fā)電。技術方案是在回水管道上加一路旁通管道，上面安裝一臺水輪發(fā)電機。為了保證高爐冷卻水的正?；亓?、水輪發(fā)電機的正常發(fā)電、故障檢修三種情況下冷卻水系統(tǒng)的正常工作，在回水管道上安裝了水位信號自動檢測裝置和主控閥門，在水輪發(fā)電機進、出水管道上安裝了進水閥門、出水閥門、自動排氣閥和水位調(diào)節(jié)閥。電氣系統(tǒng)由輸配電系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)、繼電保護系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。
文檔編號H02K7/18GK101021197SQ200610146200
公開日2007年8月22日 申請日期2006年11月22日 優(yōu)先權日2006年11月22日
發(fā)明者王崗 申請人:王崗