[發明專利]燒結礦豎爐冷卻氣雙沸點工質循環閉式發電設備和方法

在審

• 申請號: 201810221678.0
• 申請日: 2018-03-17
• 公開（公告）號: CN108800955A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 王為術;徐維暉;李振;彭巖;時小寶;趙鵬飛;馬自強
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學;中信重工機械股份有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F27D15/02;F22B1/18;F22B37/26;F22D11/06;F01D15/10
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所 11324
• 代理人: 李強

本發明提供了一種燒結礦豎爐冷卻氣雙沸點工質循環閉式發電設備和方法，屬于余熱發電技術領域。該設備包括燒結礦冷卻部分、余熱鍋爐發電部分、基于降膜蒸發的有機朗肯循環發電部分和煙氣循環部分，煙氣循環部分連接了燒結礦冷卻部分、余熱鍋爐發電部分和有機朗肯循環發電部分形成閉合回路。該系統可實現對燒結礦冷卻過程中排放的余熱資源深度回收，實現了余熱梯級利用，提高發電量，降低系統自用電率，具有節能和減排雙重效果。

技術領域

本發明涉及燒結礦豎爐冷卻氣雙沸點工質循環閉式發電設備和方法。

背景技術

鋼鐵行業作為國民經濟中的重要基礎行業，同時也是高耗能工業。鋼鐵生產中的燒結工序，是鋼鐵生產中僅次于煉鋼工序的第二大耗能項，占鋼鐵生產總能耗的9％～12％，燒結工序余熱資源量約占噸鋼余熱資源總量的19.3％，具有很大節能潛力。燒結余熱回收是降低燒結工序能耗及提高資源利用效率的重要途徑。燒結機排出的燒結礦必須經過燒結冷卻后才能進入后續工藝。對燒結礦的冷卻普遍采用環冷機或者帶冷機以空氣為介質對燒結礦進行冷卻，冷卻后的廢氣溫度在100～400℃之間。有些顯熱廢氣只進行簡單利用，甚至直接排放，造成了余熱資源的極大浪費，環境的粉塵污染和熱污染。

目前，燒結礦冷卻裝置的布風一般采用風帽布風，但風帽布風存在著氣場分布不均，導致容易發生溝流和產生布風死區，導致燒結礦冷卻不充分，換熱效果低下，存在排礦溫度過高或過低的情況，從而直接影響燒結礦的冷卻效率；對燒結礦冷卻后的煙氣，進行余熱回收，一般采用余熱鍋爐進行回收，換熱后的煙氣溫度降到120℃直接排放；但120℃的煙氣也是具有可利用價值的余熱資源，且其排放也會對環境造成污染，加重霧霾天氣的形成，并且構成熱污染。現有技術沒有對余熱資源深度回收利用，造成了余熱資源的極大浪費，且現有技術的余熱回收也存在能耗較高、換熱不充分、余熱利用效率低、余熱發電系統不穩定、對環境造成污染。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種燒結礦豎爐冷卻氣雙沸點工質循環閉式發電設備，其特征在于包括：

雙壓余熱鍋爐、中壓汽包、補氣凝汽式汽輪機、發電機、凝汽器、凝結水泵、低壓給水泵、主給水泵、除氧器、冷卻塔和第一循環水泵，

其中，

中壓汽包出來的蒸汽經雙壓余熱鍋爐加熱后作為雙壓余熱鍋爐的主蒸汽，

雙壓余熱鍋爐的主蒸汽口連接補汽凝汽式汽輪機的主汽門，

補汽凝汽式汽輪機連接發電機，

汽輪機的尾部乏汽出口連接凝汽器的蒸汽入口，

凝汽器、冷卻塔以及第一循環水泵組成了尾部乏汽冷卻的循環水部分，

凝汽器的凝結水出口連接凝結水泵的入口，

凝結水泵的出口與除氧器的入口相連，

除氧器的入口分別連接低壓給水泵的入口和主給水泵的入口，

低壓給水泵連接低壓汽包，

主給水泵出口與中壓省煤器入口相連，

進一步包括：

降膜蒸發器、氣液分離器、螺桿膨脹機、電動機、凝汽器、冷卻塔、第二循環水泵、有機工質循環泵，

其中：

采用低沸點的有機工質作為發電的循環工質，

有機工質經過有機工質循環泵加壓后進入降膜蒸發器，在降膜蒸發器中與余熱鍋爐排出的低溫煙氣進行充分換熱，使有機工質蒸發，

蒸發的有機工質進入氣液分離器進行氣液分離，分離后的有機蒸汽進入螺桿膨脹機中膨脹做功，驅動發電機發電，