[發明專利]燒結煙氣余熱發電系統和方法

有效

• 申請號: 201310142348.X
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103225961A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 蓋東興;周全;張佳佳;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: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F01K27/00
• 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

本發明涉及燒結煙氣余熱回收領域，具體涉及一種采用氨水混合工質動力循環實現燒結煙氣余熱回收發電的系統和方法。

背景技術

燒結是鋼鐵生產工藝中的一個重要環節，它是將鐵礦粉、煤粉和石灰、高爐灰塵、軋鋼皮、鋼渣等按一定配比混勻，經燒結而成的有足夠強度和粒度的燒結礦作為煉鐵的熟料。利用燒結熟料煉鐵對于提高高爐利用系數、降低焦比、提高高爐透氣性以保證高爐運行均有重要意義。我國燒結礦產量居世界第一，燒結工序是僅次于煉鐵工序的第二大耗能工序，其中燒結煙氣帶走的熱量約占燒結工序能耗的16-24%，其回收利用對于鋼鐵廠節能降耗具有重要意義。燒結煙氣流量大，其中高溫段溫度在300-380℃，中低溫段溫度在180-240℃左右，由于燒結煙氣余熱品位較低，采用以水為工質的朗肯循環系統發電效率較低。本發明采用新型的以氨水為工質的動力循環系統，提高燒結煙氣余熱回收水平。

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，提供一種燒結煙氣余熱發電系統和方法，能夠高效率地回收燒結煙氣余熱。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

燒結煙氣余熱發電系統，其特征在于：主要包括與燒結系統煙氣排出管路相連的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；氨水循環系統與煙氣循環通道在換熱器中逆流換熱；氨水循環系統與冷卻水循環通道在冷凝器中逆流換熱；煙氣循環通道的進口端分別連通中低溫煙氣管道和高溫煙氣管路，出口端連通煙氣排放管路，煙氣排放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回水管路，冷卻水進口管路和冷卻水回水管路分別與外部冷卻塔連通；氨水循環系統的動力輸出端與膨脹機連通，膨脹機與發電機相連。

按上述技術方案，氨水循環系統主要包括蒸發器、過熱器、膨脹機、回熱器、閃蒸器、低壓冷凝器、低壓泵、高壓冷凝器、高壓泵；高溫煙氣管路經過過熱器后與中低溫煙氣管道匯合并經過蒸發器后與煙氣排放管路連通；蒸發器和過熱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，出口端與過熱蒸汽管路連通；過熱蒸汽管路與膨脹機進口端連通，膨脹機膨脹做功帶動發電機發電；膨脹機的乏汽出口設置乏汽管路，乏汽管路通過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；低壓泵的出口端為高壓基本溶液管路；高壓基本溶液管路分為兩路，一路通過回熱器與閃蒸器的進口端連通，另一路與閃蒸器出口端的富氨蒸汽管路匯合并經過高壓冷凝器后與高壓泵的進口端連通；高壓泵的出口端與高壓工作溶液管路連通；閃蒸器的出口端還設置稀氨溶液管路，稀氨溶液管路與低壓基礎溶液管路在低壓冷凝器前匯合，稀氨溶液管路上設置節流閥；冷卻水循環通道貫穿于低壓冷凝器和高壓冷凝器。

按上述技術方案，低壓冷凝器和高壓冷凝器共用一個冷卻水循環通道，冷卻水循環通道在各冷凝器中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僅設置一組冷卻水進口管路和冷卻水回水管路，冷卻水進口管路和冷卻水回水管路分別與外部冷卻塔連通。

采用上述燒結煙氣余熱發電系統進行發電的方法，其特征在于：

燒結系統根據燒結工藝分高溫段和中低溫段分別產生高溫煙氣和中低溫煙氣，高溫燒結煙氣溫度在300-380℃，直接從高溫煙氣管路進入過熱器；中低溫燒結煙氣溫度180-240℃，通過中低溫煙氣管道與通過過熱器的高溫燒結煙氣混合后通入蒸發器；

在蒸發器內，燒結煙氣將熱量傳遞給氨水溶液，使之發生相變產生蒸汽，蒸汽在過熱器內被加熱至過熱狀態，推動膨脹機做功，膨脹機帶動發電機對外發電；做功乏汽在回熱器將熱量傳遞給高壓基礎溶液，吸收熱量的高壓基礎溶液在閃蒸器內分離成濃氨蒸汽和稀氨溶液；濃氨蒸汽自富氨蒸汽管路輸出；稀氨溶液自稀氨溶液管路排出后經過節流閥減壓，之后和回熱器的出口乏汽混合形成低壓基礎溶液；低壓基礎溶液依次經過低壓冷凝器和低壓泵后變成高壓基礎溶液，高壓基礎溶液一部分進入回熱器，另一部分和富氨蒸汽管路中的濃氨蒸汽混合成低壓工作溶液，低壓工作溶液經過高壓冷凝器和高壓泵后成為高壓工作溶液，高壓工作溶液通過高壓工作溶液管路輸往蒸發器，完成一個循環。