一種高爐渣及衝渣水餘熱有機工質超臨界發電系統的製作方法

2024-02-27 03:17:15 3

專利名稱：一種高爐渣及衝渣水餘熱有機工質超臨界發電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種有機工質超臨界餘熱發電裝置，尤其是利用鋼鐵企業衝渣水和高爐渣餘熱的有機工質超臨界發電系統，屬於工業餘熱利用技術領域。
背景技術：
隨著環保和低碳要求的不斷提高，對工業餘熱的利用領域不斷擴大，鋼鐵企業餘熱利用成為重要的發展領域。高爐衝渣水平均水溫60-90°C，即使在最寒冷的冬夜仍可保持在50°C左右，由於衝渣水循環重複使用，熱值還會不斷增高，對衝渣水廢棄能源進行再利用，具有產生很大的經濟價值。目前，利用衝渣水餘熱的方式有採暖、加熱洗澡水及預熱等，採用的方法主要有換熱和發電等，這些餘熱利用方法不能有效的利用衝渣水的餘熱，而且換熱(發電)效率很低， 運行效果不佳。

發明內容
本發明提供一種高爐渣及衝渣水餘熱有機工質超臨界發電系統，利用衝渣水及高爐渣餘熱將有機工質梯級加熱到超臨界狀態，推動透平帶動發電機產生電能，對衝渣水及高爐渣餘熱進行更好的利用。本發明採用的技術方案是高爐渣及衝渣水餘熱有機工質超臨界發電系統，包括蒸發器、透平、發電機、冷凝器、儲液箱及循環泵和連接管道等，衝渣水管道接蒸發器加熱室，加熱工質蒸發，其特徵是工質蒸發管路中設有預熱工質溫度的預熱器3和提高工質蒸汽溫度的爐渣餘熱換熱系統；預熱器3的一端通過管道與透平10相連，另一端通過管道與冷凝器1相連；儲液箱4 一端通過管道與預熱器3相連，另一端通過管道、經循環泵1與蒸發器6相連；爐渣餘熱換熱系統的一端通過管道與蒸發器6相連，另一端通過管道與透平 10相連。所述爐渣餘熱換熱系統包括具有換熱功能的爐渣下瀉槽9、蓄熱-換熱器7、以及導熱油循環管路，下瀉槽9內部設有換熱管道，換熱管道通過導熱油循環管路與蓄熱-換熱器7加熱室連接，形成爐渣餘熱換熱迴路。所述爐渣餘熱換熱系統的換熱迴路中設有循環泵II 8，儲液箱4與蒸發器6之間的管路中設有環泵I 5，冷凝器1與預熱器3之間的管路中設有環泵III 2。本發明的工作原理是循環泵II 8將導熱油輸送到具有換熱功能的爐渣下瀉槽9 吸收高爐渣的餘熱，並將其蓄熱到蓄熱-換熱器中，保證蓄熱-換熱器7中儲存足夠的熱量，連續將有機工質蒸汽加熱到超臨界狀態。循環泵I將有機工質輸送到蒸發器6中加熱變成蒸汽，蒸汽通過蓄熱-換熱器7被加熱到超臨界狀態後，進入透平10膨脹做功，帶動發電機11發電，乏汽進入預熱器3加熱通過冷凝器1的有機工質後進入冷凝器1，冷凝後由循環泵III2輸送到預熱器7進行預熱後回到儲液箱4，預熱後的有機工質由循環泵I 5再輸送到蒸發器進行加熱，完成一次循環。發電機11發出的電一部分自用後，剩餘電能輸入電網。
本發明的有益效果是利用鋼鐵企業的衝渣水及高爐渣餘熱，通過具有換熱功能的爐渣下瀉槽9換熱，連續將有機工質蒸汽加熱到超臨界狀態，進入透平10膨脹做功，帶動發電機11發電，可實現鋼鐵企業餘熱資源的再利用。由於利用了具有換熱功能的爐渣下瀉槽9換熱對來自蒸發器的有機工質蒸汽進一步加熱，使得有機工質蒸汽可以被加熱到超臨界狀態，從而大大提高了做功和發電效率。具有餘熱利用率高，發電量大，應用價值高等優點ο


圖1是本發明系統示意圖。圖中1、冷凝器，2、循環泵111，3、預熱器，4、儲液箱，5、循環泵I，6、蒸發器，7、蓄
熱-換熱器，8、循環泵II，9、爐渣下瀉槽，10、透平，11、發電機。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，但本發明的保護範圍不限於所述內容。參見圖1，本高爐渣及衝渣水餘熱有機工質超臨界發電系統，包括蒸發器、透平、發電機、冷凝器、儲液箱及循環泵和連接管道等，衝渣水管道接蒸發器加熱室，加熱工質蒸發， 其特徵是工質蒸發管路中設有預熱工質溫度的預熱器3和提高工質蒸汽溫度的爐渣餘熱換熱系統；預熱器3的一端通過管道與透平10相連，另一端通過管道與冷凝器1相連；儲液箱4 一端通過管道與預熱器3相連，另一端通過管道、經循環泵1與蒸發器6相連；爐渣餘熱換熱系統的一端通過管道與蒸發器6相連，另一端通過管道與透平10相連。爐渣餘熱換熱系統包括具有換熱功能的爐渣下瀉槽9、蓄熱-換熱器7、以及導熱油循環管路，下瀉槽9內部設有換熱管道，換熱管道通過導熱油循環管路與蓄熱-換熱器7 加熱室連接，形成爐渣餘熱換熱迴路。爐渣餘熱換熱系統的換熱迴路中設有循環泵II 8，儲液箱4與蒸發器6之間的管路中設有環泵I 5，冷凝器1與預熱器3之間的管路中設有環泵 1112。
權利要求
1.一種高爐渣及衝渣水餘熱有機工質超臨界發電系統，包括蒸發器、透平、發電機、冷凝器、儲液箱及循環泵和連接管道等，衝渣水管道接蒸發器加熱室，加熱工質蒸發，其特徵是工質蒸發管路中設有預熱工質溫度的預熱器(3)和提高工質蒸汽溫度的爐渣餘熱換熱系統；預熱器(3)的一端通過管道與透平(10)相連，另一端通過管道與冷凝器(1)相連；儲液箱(4) 一端通過管道與預熱器(3)相連，另一端通過管道、經循環泵(1)與蒸發器(6)相連；爐渣餘熱換熱系統的一端通過管道與蒸發器(6)相連、另一端通過管道與透平(10)相連。
2.根據權利要求1所述的高爐渣及衝渣水餘熱有機工質超臨界發電系統，其特徵是 爐渣餘熱換熱系統包括具有換熱功能的爐渣下瀉槽(9)、蓄熱-換熱器(7)、以及導熱油循環管路，下瀉槽(9)內部設有換熱管道，換熱管道通過導熱油循環管路與蓄熱-換熱器(7) 加熱室連接，形成爐渣餘熱換熱迴路。
3.根據權利要求1所述的高爐渣及衝渣水餘熱有機工質超臨界發電系統，其特徵是 爐渣餘熱換熱系統的換熱迴路中設有循環泵II (8)，儲液箱(4)與蒸發器(6)之間的管路中設有環泵1(5)，冷凝器(1)與預熱器(3)之間的管路中設有環泵III(2)。
全文摘要
本發明涉及一種有機工質超臨界餘熱發電裝置，屬工業餘熱利用技術領域。包括蒸發器、透平、發電機、冷凝器、儲液箱、循環泵和連接管等，衝渣水管道接蒸發器加熱室，工質蒸發管路中設有預熱器和爐渣餘熱換熱系統，預熱器兩端分別與透平和冷凝器相連，儲液箱兩端分別與預熱器和蒸發器相連；爐渣餘熱換熱系統包括內設換熱管道的爐渣下瀉槽、蓄熱-換熱器和導熱油循環管路，下瀉槽換熱管經導熱油循環管路與蓄熱-換熱器加熱室連接，形成爐渣餘熱換熱迴路。有機工質進入蒸發器加熱變成蒸汽，導熱油經下瀉槽吸收高爐渣餘熱，通過蓄熱-換熱器加熱有機工質蒸汽至超臨界狀態進入透平膨脹做功發電。具有餘熱利用率高、發電量大、應用價值高等優點。
文檔編號F01D15/10GK102425954SQ201110407949
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者吳淑英, 王 華, 肖松, 鄭東升 申請人:昆明理工大學