[發明專利]焦爐煙道氣余熱發電系統和方法

無效

• 申請號: 201310142320.6
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103244210A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 蓋東興;張佳佳;周全;黃永紅;葉理德
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01K25/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;胡琳萍

技術領域

本發明涉及焦爐煙道氣余熱回收領域，具體涉及一種采用氨水混合工質動力循環實現焦爐煙道氣余熱回收發電的系統和方法。

背景技術

焦爐是將煤在隔絕空氣的條件加熱使之干餾炭化的裝置，通常燃燒高爐煤氣或者混合煤氣提供干餾的能量，燃燒后的廢氣經過上升立火道、頂部跨越孔進入下降立火道，再經蓄熱室，把廢氣的部分顯熱回收后，經過小煙道、分煙道、總煙道、煙囪排入大氣，排放煙氣的溫度在300℃左右，通常不加以回收利用。我國的焦炭產量世界首位，焦爐煙道氣的回收利用還處在探索階段，近年來隨著煤調濕技術的發展，有學者開始研究利用煙道氣余熱作為煤調濕能量；也有用余熱鍋爐回收煙道氣的余熱而產生低壓蒸汽。隨著我國節能減排力度的加大，焦爐煙道氣余熱回收利用已經提上日程。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的上述缺陷，提供一種焦爐煙道氣余熱發電系統和方法，能夠高效率地回收焦爐煙道氣余熱。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

焦爐煙道氣余熱發電系統，其特征在于主要包括氨水混合工質動力循環系統；氨水混合工質動力循環系統中設置氨水循環系統、煙氣循環通道和冷卻水循環通道；煙氣循環通道的兩端分別連通焦爐煙道氣進口管路與焦爐煙道氣出口管路；焦爐煙道氣出口管路與放散煙囪連通；冷卻水循環通道的上分別設置冷卻水進口管路和冷卻水出口管路，冷卻水進口管路和冷卻水出口管路分別與外部冷卻塔連通；氨水循環系統與煙氣循環通道在換熱器中并行；氨水循環系統與冷卻水循環通道在冷凝器中逆流換熱；氨水循環系統輸出動力帶動發電機發電。

按上述技術方案，氨水循環系統主要包括由蒸發器、膨脹機、低壓回熱器、閃蒸器、高壓回熱器、低壓冷凝器、低壓泵、高壓冷凝器、高壓泵；蒸發器內煙氣循環通道與高壓氨水循環通道逆流換熱；高壓氨水循環通道的進口端與高壓工作溶液管路連通，出口端與高溫蒸汽管路連通；高溫蒸汽管路與膨脹機進口端連通，膨脹機的乏汽出口通過乏汽管路通過低壓回熱器并與低壓基礎溶液管路連通；低壓基礎溶液管路通過低壓冷凝器與低壓泵的進口連通，低壓泵的出口分別連通第一高壓基礎溶液管路和第二高壓基礎溶液管路，第二高壓基礎溶液管路依次通過高壓回熱器和低壓回熱器后與閃蒸器的進口端連通；閃蒸器出口端的富氨蒸汽管路與第一高壓基礎溶液管路匯合并通過高壓冷凝器與高壓泵的進口端連通，高壓泵的出口端連通高壓工作溶液管路；閃蒸器出口端的稀氨溶液管路經過高壓回熱器后匯合在低壓冷凝器外的低壓基礎溶液管路進口端上。

按上述技術方案，稀氨溶液管路與低壓基礎溶液管路進口端匯合點間設置節流閥。

按上述技術方案，冷卻水循環通道貫穿于低壓冷凝器和高壓冷凝器中并分別與低壓基礎溶液管路和低壓工作溶液管路逆流換熱；且冷卻水循環通道上分別設置冷卻水進口管路和冷卻水出口管路，冷卻水進口管路和冷卻水出口管路分別與外部冷卻塔連通。

采用上述焦爐煙道氣余熱發電系統進行發電的方法，其特征在于：在蒸發器內，焦爐煙道氣通過煙氣循環通道將熱量傳遞給高壓工作溶液管路中的氨水溶液，使氨水溶液發生相變產生蒸汽，蒸汽推動膨脹機做功，膨脹機帶動發電機對外發電；

做功乏汽在低壓回熱器內將熱量傳遞到第二高壓基礎溶液管路中的高壓基礎溶液中，高壓基礎溶液在閃蒸器內分離成濃氨蒸汽和稀氨溶液，濃氨蒸汽從富氨蒸汽管路輸出；稀氨溶液從稀氨溶液管路輸出后經過高壓回熱器換熱將部分熱量傳遞給第二高壓基礎溶液管路中的高壓基礎溶液，然后稀氨溶液通過節流閥減壓后再和乏汽管路中的做功乏汽混合形成低壓基礎溶液；低壓基礎溶液經過低壓基礎溶液管路進入低壓冷凝器與冷卻水換熱，然后經過低壓泵后變成高壓基礎溶液；

高壓基礎溶液分成兩部分：一部分通過第二高壓基礎溶液管路依次進入高壓回熱器、低壓回熱器換熱后返回閃蒸器閃蒸；另一部分通過第一高壓基礎溶液管路和富氨蒸汽管路中的濃氨蒸汽混合成低壓工作溶液，低壓工作溶液在低壓工作溶液管路中經過高壓冷凝器與冷卻水換熱后進入高壓泵成為高壓工作溶液，高壓工作溶液通過高壓工作溶液管路輸往蒸發器與焦爐煙道氣進行換熱后輸出給膨脹機使發電機發電，完成一個循環。

按上述技術方案，低壓冷凝器和高壓冷凝器用相同的冷卻水源；低壓冷凝器和高壓冷凝器的進口水溫為常溫，出口水溫控制在50℃以下，通過冷卻塔冷卻后循環使用。