[發明專利]基于高爐煉鐵的分布式能源系統

有效

• 申請號: 201610240713.4
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN105695649B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 江文豪;張學超;姚群
• 申請（專利權）人: 中冶華天工程技術有限公司
• 主分類號: C21B7/00
• 分類號: C21B7/00;C21B9/00
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標代理事務所11325
• 代理人: 張岱

技術領域

本發明涉及一種基于高爐煉鐵的分布式能源系統。

背景技術

“能源、環境、發展”是當今人類面臨的三大主題，能源的合理開發與利用是環境友好和人類可持續發展的重要保證。在過去30多年的經濟快速發展中，以煤為主的能源結構所造成的環境污染和生態問題已對我國的可持續發展造成了巨大壓力。煤炭在開采、運輸和利用環節會造成對土地資源的破壞、對水資源的破壞和大氣污染。如何改善能源消費結構，最大限度地減少環境污染是實現可持續發展戰略所面臨的關鍵問題。

為應對全球氣候變化，我國計劃到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放要比2005年下降40％～45％，其中節能提高能效的貢獻率要達到85％以上，這也給節能減排帶來了巨大挑戰。

在能源供應日益緊張的今天，節能降耗、合理利用資源、提高能源利用效率已成為人們普遍關注的問題，也是我國能源發展的根本途徑。為了提高能源利用效率，迫切需要將高品質的電與低品質的冷、熱三種能量需求有機統一，冷熱電分布式能源系統正是在能源結構調整中涌現出來的提高能源利用效率的一種最佳利用方式，它是安裝在用戶端的高效冷熱電聯供系統，是在負荷中心就近實現能源供應的現代能源供應方式。

分布式能源能綜合利用效率達到70％～90％，節能率達到20％～40％，實現了科學用能和能源梯級利用，符合節能環保和建設節約型社會要求。分布式能源是解決我國能源與環境問題、大力推進節能減排和科學用能的重要技術途徑，它兼具能源效率高、安全、經濟、環境友好等特點，是構建未來新一代能源系統的關鍵技術。

鋼鐵工業是我國的基礎產業之一，是國民經濟的支柱性產業，其在整個國民經濟中起著舉足輕重的作用。鋼鐵工業生產流程是一個龐大、復雜的能源循環系統，在該系統的各生產工序中，存在著大量的能源需求用戶，且這些用戶存在用能大、用能條件參差不齊、用戶點分散等特點。長期以來，鋼鐵廠一直以各生產工藝本身的優化升級、工藝設備容量及規模的提升為主要發展目標，對于熱能綜合利用的重視程度遠遠低于其他工業領域，造成了鋼鐵行業能源利用的重大浪費，甚至影響了鋼鐵工業的發展和進步速度。因此，對于鋼鐵廠各生產工序的用能進行整合規劃，構建一套合理的分布式能源利用系統，具有重要的經濟效益和社會價值。

在鋼鐵冶煉流程中，高爐煉鐵工序是主要的工藝生產環節。煉鐵工序存在許多能源用戶，而這些用戶又多是“各自為陣”，布局較為分散，高爐煤氣的產生、收集、利用等環節均存在用能不充分、系統不合理的特點，如果能對這些用能系統按照“按需分配、能量對口、梯級利用”的原則進行合理布局，實現科學用能、優化用能，必然能產生可觀的收益，為鋼鐵工業的結構調整、優化升級產生重要的推動作用。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種以高爐為基礎的能源梯級利用并根據高爐煉鐵區域實際用能情況對冷、熱、電、功等多種能源形式進行聯合供應的基于高爐煉鐵的分布式能源系統。

為達到上述目的，本發明一種基于高爐煉鐵的分布式能源系統，包括高爐，所述高爐的進風口通過管道依次連接設置有熱風爐、高爐鼓風機，所述高爐的爐頂煤氣出口通過煤氣管道依次連接有煤氣凈化裝置、煤氣透平、煤氣柜、煤氣壓縮機、燃氣輪機燃燒室，所述燃氣輪機燃燒室的煙氣出口通過煙道依次串聯有燃氣輪機、余熱鍋爐、第一煙氣-水換熱器、第一煙囪；所述燃氣輪機燃燒室的空氣進口設置有空氣壓縮機，所述余熱鍋爐的蒸汽出口通過蒸汽管道連接有蒸汽輪機；

所述煤氣壓縮機與所述蒸汽輪機、發電機、所述空氣壓縮機、所述燃氣輪機順次相連，所述蒸汽輪機和所述燃氣輪機共同拖動所述煤氣壓縮機和所述空氣壓縮機做功，所述蒸汽輪機和所述燃氣輪機共同帶動所述發電機運轉發電；所述煤氣透平與高爐鼓風機連接，所述煤氣透平驅動所述高爐鼓風機做功；

所述熱風爐的煙氣出口通過煙氣管道依次串聯有第二煙氣-水換熱器、第二煙囪；

所述高爐出渣口設置有通過水來吸收高溫爐渣顯熱的高爐爐渣余熱回收裝置；

所述第一煙氣-水換熱器的水側出口、第二煙氣-水換熱器的水側出口、高爐爐渣余熱回收裝置的水側出口連接到同一熱水母管上，所述熱水母管分為兩路干管對外供應熱水，一路與采暖用戶相連，另一路與熱水型吸收式制冷機組相連，所述熱水型吸收式制冷機組出口冷凍水管道分為兩路對外供應冷凍水，一路與制冷用戶相連，另一路與空氣脫濕裝置相連，所述空氣脫濕裝置的出口冷空氣管道分為兩路，一路與所述高爐鼓風機相連，另一路與所述空氣壓縮機相連。

進一步地，所述高爐鼓風機還連接有電動機；所述電動機與所述煤氣透平共同驅動所述高爐鼓風機做功。