[發(fā)明專利]流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011448740.3
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112746140B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周托;張楊鑫;王志寧;黃德洪;張揚;張海
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學山西清潔能源研究院;清華大學
• 主分類號: C21B3/08
• 分類號: C21B3/08;F27D17/00;F01D15/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃玉霞

本發(fā)明公開了一種流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電系統(tǒng)包括：高爐沖渣單元，高爐沖渣單元包括依次連接的沖渣冷水池、沖渣裝置、沖渣熱水池；儲熱及換熱單元，儲熱及換熱單元包括流化小球儲熱器、換熱器、蒸發(fā)器、過熱器；有機工質(zhì)膨脹發(fā)電單元，有機工質(zhì)膨脹發(fā)電單元包括膨脹機和發(fā)電機；有機工質(zhì)冷卻及壓縮單元，有機工質(zhì)冷卻及壓縮單元包括回熱器、冷凝器、壓縮泵。由此，通過本申請的發(fā)電系統(tǒng)，可以利用高爐沖渣水的余熱加熱有機工質(zhì)進行發(fā)電，從而能夠避免余熱資源的浪費，可以實現(xiàn)余熱資源的高效利用，也可以防止污染環(huán)境，同時，不需要改變高爐沖渣的水淬工藝，從而不會影響爐渣的最終活性，可以降低高爐沖渣水余熱的利用難度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電領(lǐng)域，尤其是涉及一種流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鋼鐵企業(yè)是我國的耗能大戶，其總能耗約占全國總能耗量的15％左右，其中煉鐵工序能耗占全行業(yè)能耗量高達64％，是節(jié)能降耗的重點工序環(huán)節(jié)。開發(fā)、利用、挖潛寶貴余熱資源，實現(xiàn)高效利用，是國家實施節(jié)能經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)重要舉措之一。鋼鐵行業(yè)在煉鐵過程中會產(chǎn)生1450-1550℃的高溫爐渣，通常可以選用水對高溫爐渣降溫，由此產(chǎn)生大量的高爐沖渣熱水，高爐沖渣熱水的溫度在是86-90℃，目前對高爐沖渣水的利用難度很大。

相關(guān)技術(shù)中，對于高爐沖渣水這種間斷性熱源的利用為一部分用于冬季采暖，大部分通過冷卻塔將熱量放散到大氣中，這種處理方式不僅浪費了大量的余熱資源，而且還會造成環(huán)境污染。同時，若使用導(dǎo)熱油直接吸收高溫熔渣的熱量，會導(dǎo)致高溫熔渣的溫度降低，從而會改變高爐沖渣的水淬工藝，因此在實際工程中很難應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發(fā)電系統(tǒng)，通過本申請的發(fā)電系統(tǒng)，可以利用高爐沖渣水的余熱加熱有機工質(zhì)進行發(fā)電，從而能夠避免余熱資源的浪費，可以實現(xiàn)余熱資源的高效利用，也可以防止污染環(huán)境，同時，不需要改變高爐沖渣的水淬工藝，從而不會影響爐渣的最終活性，可以降低高爐沖渣水余熱的利用難度。

根據(jù)本發(fā)明的流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發(fā)電系統(tǒng)包括：高爐沖渣單元，所述高爐沖渣單元包括依次連接的沖渣冷水池、沖渣裝置、沖渣熱水池；儲熱及換熱單元，所述儲熱及換熱單元包括流化小球儲熱器、換熱器、蒸發(fā)器、過熱器，所述沖渣熱水池出口與所述流化小球儲熱器和所述過熱器的水進口相連，所述流化小球儲熱器和所述過熱器的水出口匯合后與所述蒸發(fā)器水進口相連，所述蒸發(fā)器水出口與沖渣冷水池相連，所述流化小球儲熱器水出口還與所述換熱器的水進口相連，所述換熱器水出口還與所述流化小球儲熱器水進口相連。所述換熱器的工質(zhì)出口與所述蒸發(fā)器工質(zhì)進口相連，所述蒸發(fā)器工質(zhì)出口與所述過熱器工質(zhì)進口相連；有機工質(zhì)膨脹發(fā)電單元，所述有機工質(zhì)膨脹發(fā)電單元包括膨脹機和發(fā)電機，所述過熱器工質(zhì)出口與膨脹機工質(zhì)進口相連；有機工質(zhì)冷卻及壓縮單元，所述有機工質(zhì)冷卻及壓縮單元包括回熱器、冷凝器、壓縮泵，所述膨脹機的工質(zhì)出口連接至所述回熱器高溫側(cè)的入口，所述回熱器高溫側(cè)的出口連接至所述冷凝器的入口，所述冷凝器的出口與所述壓縮泵的入口連接，所述壓縮泵的出口連接至回熱器低溫側(cè)的進口且還與所述換熱器的工質(zhì)進口相連，所述回熱器低溫側(cè)的出口連接至所述換熱器的工質(zhì)進口。

根據(jù)本發(fā)明的流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發(fā)電系統(tǒng)，可以利用高爐沖渣水的余熱加熱有機工質(zhì)進行發(fā)電，從而能夠避免余熱資源的浪費，可以實現(xiàn)余熱資源的高效利用，也可以防止污染環(huán)境，同時，不需要改變高爐沖渣的水淬工藝，從而不會影響爐渣的最終活性，可以降低高爐沖渣水余熱的利用難度。