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CN102425954A - 一种高炉渣及冲渣水余热有机工质超临界发电系统 - Google Patents

一种高炉渣及冲渣水余热有机工质超临界发电系统 Download PDF

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肖松
王�华
吴淑英
郑东升
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Kunming University of Science and Technology
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Kunming University of Science and Technology
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Abstract

本发明涉及一种有机工质超临界余热发电装置，属工业余热利用技术领域。包括蒸发器、透平、发电机、冷凝器、储液箱、循环泵和连接管等，冲渣水管道接蒸发器加热室，工质蒸发管路中设有预热器和炉渣余热换热系统，预热器两端分别与透平和冷凝器相连，储液箱两端分别与预热器和蒸发器相连；炉渣余热换热系统包括内设换热管道的炉渣下泻槽、蓄热-换热器和导热油循环管路，下泻槽换热管经导热油循环管路与蓄热-换热器加热室连接，形成炉渣余热换热回路。有机工质进入蒸发器加热变成蒸汽，导热油经下泻槽吸收高炉渣余热，通过蓄热-换热器加热有机工质蒸汽至超临界状态进入透平膨胀做功发电。具有余热利用率高、发电量大、应用价值高等优点。

Description

一种高炉渣及冲渣水余热有机工质超临界发电系统
技术领域
本发明涉及一种有机工质超临界余热发电装置，尤其是利用钢铁企业冲渣水和高炉渣余热的有机工质超临界发电系统，属于工业余热利用技术领域。
技术背景
随着环保和低碳要求的不断提高，对工业余热的利用领域不断扩大，钢铁企业余热利用成为重要的发展领域。高炉冲渣水平均水温60-90℃，即使在最寒冷的冬夜仍可保持在50℃左右，由于冲渣水循环重复使用，热值还会不断增高，对冲渣水废弃能源进行再利用，具有产生很大的经济价值。
目前，利用冲渣水余热的方式有采暖、加热洗澡水及预热等，采用的方法主要有换热和发电等，这些余热利用方法不能有效的利用冲渣水的余热，而且换热（发电）效率很低，运行效果不佳。
发明内容
本发明提供一种高炉渣及冲渣水余热有机工质超临界发电系统，利用冲渣水及高炉渣余热将有机工质梯级加热到超临界状态，推动透平带动发电机产生电能，对冲渣水及高炉渣余热进行更好的利用。
本发明采用的技术方案是：高炉渣及冲渣水余热有机工质超临界发电系统，包括蒸发器、透平、发电机、冷凝器、储液箱及循环泵和连接管道等，冲渣水管道接蒸发器加热室，加热工质蒸发，其特征是：工质蒸发管路中设有预热工质温度的预热器3和提高工质蒸汽温度的炉渣余热换热系统；预热器3的一端通过管道与透平10相连，另一端通过管道与冷凝器1相连；储液箱4一端通过管道与预热器3相连，另一端通过管道、经循环泵1与蒸发器6相连；炉渣余热换热系统的一端通过管道与蒸发器6相连，另一端通过管道与透平10相连。
所述炉渣余热换热系统包括具有换热功能的炉渣下泻槽9、蓄热-换热器7、以及导热油循环管路，下泻槽9内部设有换热管道，换热管道通过导热油循环管路与蓄热-换热器7加热室连接，形成炉渣余热换热回路。
所述炉渣余热换热系统的换热回路中设有循环泵Ⅱ8，储液箱4与蒸发器6之间的管路中设有环泵Ⅰ5，冷凝器1与预热器3之间的管路中设有环泵Ⅲ2。
本发明的工作原理是：循环泵Ⅱ8将导热油输送到具有换热功能的炉渣下泻槽9吸收高炉渣的余热，并将其蓄热到蓄热-换热器中，保证蓄热-换热器7中储存足够的热量，连续将有机工质蒸汽加热到超临界状态。循环泵Ⅰ将有机工质输送到蒸发器6中加热变成蒸汽，蒸汽通过蓄热-换热器7被加热到超临界状态后，进入透平10膨胀做功，带动发电机11发电，乏汽进入预热器3加热通过冷凝器1的有机工质后进入冷凝器1，冷凝后由循环泵Ⅲ2输送到预热器7进行预热后回到储液箱4，预热后的有机工质由循环泵Ⅰ5再输送到蒸发器进行加热，完成一次循环。发电机11发出的电一部分自用后，剩余电能输入电网。
本发明的有益效果是：利用钢铁企业的冲渣水及高炉渣余热，通过具有换热功能的炉渣下泻槽9换热，连续将有机工质蒸汽加热到超临界状态，进入透平10膨胀做功，带动发电机11发电，可实现钢铁企业余热资源的再利用。由于利用了具有换热功能的炉渣下泻槽9换热对来自蒸发器的有机工质蒸汽进一步加热，使得有机工质蒸汽可以被加热到超临界状态，从而大大提高了做功和发电效率。具有余热利用率高，发电量大，应用价值高等优点。
附图说明
图1是本发明系统示意图。
图中：1、冷凝器，2、循环泵Ⅲ，3、预热器，4、储液箱，5、循环泵Ⅰ，6、蒸发器，7、蓄热-换热器，8、循环泵Ⅱ，9、炉渣下泻槽，10、透平，11、发电机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于所述内容。
参见图1，本高炉渣及冲渣水余热有机工质超临界发电系统，包括蒸发器、透平、发电机、冷凝器、储液箱及循环泵和连接管道等，冲渣水管道接蒸发器加热室，加热工质蒸发，其特征是：工质蒸发管路中设有预热工质温度的预热器3和提高工质蒸汽温度的炉渣余热换热系统；预热器3的一端通过管道与透平10相连，另一端通过管道与冷凝器1相连；储液箱4一端通过管道与预热器3相连，另一端通过管道、经循环泵1与蒸发器6相连；炉渣余热换热系统的一端通过管道与蒸发器6相连，另一端通过管道与透平10相连。
炉渣余热换热系统包括具有换热功能的炉渣下泻槽9、蓄热-换热器7、以及导热油循环管路，下泻槽9内部设有换热管道，换热管道通过导热油循环管路与蓄热-换热器7加热室连接，形成炉渣余热换热回路。炉渣余热换热系统的换热回路中设有循环泵Ⅱ8，储液箱4与蒸发器6之间的管路中设有环泵Ⅰ5，冷凝器1与预热器3之间的管路中设有环泵Ⅲ2。

Claims (3)

1.一种高炉渣及冲渣水余热有机工质超临界发电系统，包括蒸发器、透平、发电机、冷凝器、储液箱及循环泵和连接管道等，冲渣水管道接蒸发器加热室，加热工质蒸发，其特征是：工质蒸发管路中设有预热工质温度的预热器（3）和提高工质蒸汽温度的炉渣余热换热系统；预热器（3）的一端通过管道与透平（10）相连，另一端通过管道与冷凝器（1）相连；储液箱（4）一端通过管道与预热器（3）相连，另一端通过管道、经循环泵（1）与蒸发器（6）相连；炉渣余热换热系统的一端通过管道与蒸发器（6）相连、另一端通过管道与透平（10）相连。
2.根据权利要求1所述的高炉渣及冲渣水余热有机工质超临界发电系统，其特征是：炉渣余热换热系统包括具有换热功能的炉渣下泻槽（9）、蓄热-换热器（7）、以及导热油循环管路，下泻槽（9）内部设有换热管道，换热管道通过导热油循环管路与蓄热-换热器（7）加热室连接，形成炉渣余热换热回路。
3.根据权利要求1所述的高炉渣及冲渣水余热有机工质超临界发电系统，其特征是：炉渣余热换热系统的换热回路中设有循环泵Ⅱ（8），储液箱（4）与蒸发器（6）之间的管路中设有环泵Ⅰ（5），冷凝器（1）与预热器（3）之间的管路中设有环泵Ⅲ（2）。
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