專利名稱：一種高爐渣及沖渣水余熱有機(jī)工質(zhì)超臨界發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)工質(zhì)超臨界余熱發(fā)電裝置，尤其是利用鋼鐵企業(yè)沖渣水和高爐渣余熱的有機(jī)工質(zhì)超臨界發(fā)電系統(tǒng)，屬于工業(yè)余熱利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)保和低碳要求的不斷提高，對工業(yè)余熱的利用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，鋼鐵企業(yè)余熱利用成為重要的發(fā)展領(lǐng)域。高爐沖渣水平均水溫60-90°C，即使在最寒冷的冬夜仍可保持在50°C左右，由于沖渣水循環(huán)重復(fù)使用，熱值還會不斷增高，對沖渣水廢棄能源進(jìn)行再利用，具有產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前，利用沖渣水余熱的方式有采暖、加熱洗澡水及預(yù)熱等，采用的方法主要有換熱和發(fā)電等，這些余熱利用方法不能有效的利用沖渣水的余熱，而且換熱(發(fā)電)效率很低， 運(yùn)行效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種高爐渣及沖渣水余熱有機(jī)工質(zhì)超臨界發(fā)電系統(tǒng)，利用沖渣水及高爐渣余熱將有機(jī)工質(zhì)梯級加熱到超臨界狀態(tài)，推動透平帶動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，對沖渣水及高爐渣余熱進(jìn)行更好的利用。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是高爐渣及沖渣水余熱有機(jī)工質(zhì)超臨界發(fā)電系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、透平、發(fā)電機(jī)、冷凝器、儲液箱及循環(huán)泵和連接管道等，沖渣水管道接蒸發(fā)器加熱室，加熱工質(zhì)蒸發(fā)，其特征是工質(zhì)蒸發(fā)管路中設(shè)有預(yù)熱工質(zhì)溫度的預(yù)熱器3和提高工質(zhì)蒸汽溫度的爐渣余熱換熱系統(tǒng)；預(yù)熱器3的一端通過管道與透平10相連，另一端通過管道與冷凝器1相連；儲液箱4 一端通過管道與預(yù)熱器3相連，另一端通過管道、經(jīng)循環(huán)泵1與蒸發(fā)器6相連；爐渣余熱換熱系統(tǒng)的一端通過管道與蒸發(fā)器6相連，另一端通過管道與透平 10相連。所述爐渣余熱換熱系統(tǒng)包括具有換熱功能的爐渣下瀉槽9、蓄熱-換熱器7、以及導(dǎo)熱油循環(huán)管路，下瀉槽9內(nèi)部設(shè)有換熱管道，換熱管道通過導(dǎo)熱油循環(huán)管路與蓄熱-換熱器7加熱室連接，形成爐渣余熱換熱回路。所述爐渣余熱換熱系統(tǒng)的換熱回路中設(shè)有循環(huán)泵II 8，儲液箱4與蒸發(fā)器6之間的管路中設(shè)有環(huán)泵I 5，冷凝器1與預(yù)熱器3之間的管路中設(shè)有環(huán)泵III 2。本發(fā)明的工作原理是循環(huán)泵II 8將導(dǎo)熱油輸送到具有換熱功能的爐渣下瀉槽9 吸收高爐渣的余熱，并將其蓄熱到蓄熱-換熱器中，保證蓄熱-換熱器7中儲存足夠的熱量，連續(xù)將有機(jī)工質(zhì)蒸汽加熱到超臨界狀態(tài)。循環(huán)泵I將有機(jī)工質(zhì)輸送到蒸發(fā)器6中加熱變成蒸汽，蒸汽通過蓄熱-換熱器7被加熱到超臨界狀態(tài)后，進(jìn)入透平10膨脹做功，帶動發(fā)電機(jī)11發(fā)電，乏汽進(jìn)入預(yù)熱器3加熱通過冷凝器1的有機(jī)工質(zhì)后進(jìn)入冷凝器1，冷凝后由循環(huán)泵III2輸送到預(yù)熱器7進(jìn)行預(yù)熱后回到儲液箱4，預(yù)熱后的有機(jī)工質(zhì)由循環(huán)泵I 5再輸送到蒸發(fā)器進(jìn)行加熱，完成一次循環(huán)。發(fā)電機(jī)11發(fā)出的電一部分自用后，剩余電能輸入電網(wǎng)。
本發(fā)明的有益效果是利用鋼鐵企業(yè)的沖渣水及高爐渣余熱，通過具有換熱功能的爐渣下瀉槽9換熱，連續(xù)將有機(jī)工質(zhì)蒸汽加熱到超臨界狀態(tài)，進(jìn)入透平10膨脹做功，帶動發(fā)電機(jī)11發(fā)電，可實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)余熱資源的再利用。由于利用了具有換熱功能的爐渣下瀉槽9換熱對來自蒸發(fā)器的有機(jī)工質(zhì)蒸汽進(jìn)一步加熱，使得有機(jī)工質(zhì)蒸汽可以被加熱到超臨界狀態(tài)，從而大大提高了做功和發(fā)電效率。具有余熱利用率高，發(fā)電量大，應(yīng)用價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)ο


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)示意圖。圖中1、冷凝器，2、循環(huán)泵111，3、預(yù)熱器，4、儲液箱，5、循環(huán)泵I，6、蒸發(fā)器，7、蓄
熱-換熱器，8、循環(huán)泵II，9、爐渣下瀉槽，10、透平，11、發(fā)電機(jī)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于所述內(nèi)容。參見圖1，本高爐渣及沖渣水余熱有機(jī)工質(zhì)超臨界發(fā)電系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、透平、發(fā)電機(jī)、冷凝器、儲液箱及循環(huán)泵和連接管道等，沖渣水管道接蒸發(fā)器加熱室，加熱工質(zhì)蒸發(fā)， 其特征是工質(zhì)蒸發(fā)管路中設(shè)有預(yù)熱工質(zhì)溫度的預(yù)熱器3和提高工質(zhì)蒸汽溫度的爐渣余熱換熱系統(tǒng)；預(yù)熱器3的一端通過管道與透平10相連，另一端通過管道與冷凝器1相連；儲液箱4 一端通過管道與預(yù)熱器3相連，另一端通過管道、經(jīng)循環(huán)泵1與蒸發(fā)器6相連；爐渣余熱換熱系統(tǒng)的一端通過管道與蒸發(fā)器6相連，另一端通過管道與透平10相連。爐渣余熱換熱系統(tǒng)包括具有換熱功能的爐渣下瀉槽9、蓄熱-換熱器7、以及導(dǎo)熱油循環(huán)管路，下瀉槽9內(nèi)部設(shè)有換熱管道，換熱管道通過導(dǎo)熱油循環(huán)管路與蓄熱-換熱器7 加熱室連接，形成爐渣余熱換熱回路。爐渣余熱換熱系統(tǒng)的換熱回路中設(shè)有循環(huán)泵II 8，儲液箱4與蒸發(fā)器6之間的管路中設(shè)有環(huán)泵I 5，冷凝器1與預(yù)熱器3之間的管路中設(shè)有環(huán)泵 1112。
權(quán)利要求
1.一種高爐渣及沖渣水余熱有機(jī)工質(zhì)超臨界發(fā)電系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、透平、發(fā)電機(jī)、冷凝器、儲液箱及循環(huán)泵和連接管道等，沖渣水管道接蒸發(fā)器加熱室，加熱工質(zhì)蒸發(fā)，其特征是工質(zhì)蒸發(fā)管路中設(shè)有預(yù)熱工質(zhì)溫度的預(yù)熱器(3)和提高工質(zhì)蒸汽溫度的爐渣余熱換熱系統(tǒng)；預(yù)熱器(3)的一端通過管道與透平(10)相連，另一端通過管道與冷凝器(1)相連；儲液箱(4) 一端通過管道與預(yù)熱器(3)相連，另一端通過管道、經(jīng)循環(huán)泵(1)與蒸發(fā)器(6)相連；爐渣余熱換熱系統(tǒng)的一端通過管道與蒸發(fā)器(6)相連、另一端通過管道與透平(10)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐渣及沖渣水余熱有機(jī)工質(zhì)超臨界發(fā)電系統(tǒng)，其特征是 爐渣余熱換熱系統(tǒng)包括具有換熱功能的爐渣下瀉槽(9)、蓄熱-換熱器(7)、以及導(dǎo)熱油循環(huán)管路，下瀉槽(9)內(nèi)部設(shè)有換熱管道，換熱管道通過導(dǎo)熱油循環(huán)管路與蓄熱-換熱器(7) 加熱室連接，形成爐渣余熱換熱回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐渣及沖渣水余熱有機(jī)工質(zhì)超臨界發(fā)電系統(tǒng)，其特征是 爐渣余熱換熱系統(tǒng)的換熱回路中設(shè)有循環(huán)泵II (8)，儲液箱(4)與蒸發(fā)器(6)之間的管路中設(shè)有環(huán)泵1(5)，冷凝器(1)與預(yù)熱器(3)之間的管路中設(shè)有環(huán)泵III(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機(jī)工質(zhì)超臨界余熱發(fā)電裝置，屬工業(yè)余熱利用技術(shù)領(lǐng)域。包括蒸發(fā)器、透平、發(fā)電機(jī)、冷凝器、儲液箱、循環(huán)泵和連接管等，沖渣水管道接蒸發(fā)器加熱室，工質(zhì)蒸發(fā)管路中設(shè)有預(yù)熱器和爐渣余熱換熱系統(tǒng)，預(yù)熱器兩端分別與透平和冷凝器相連，儲液箱兩端分別與預(yù)熱器和蒸發(fā)器相連；爐渣余熱換熱系統(tǒng)包括內(nèi)設(shè)換熱管道的爐渣下瀉槽、蓄熱-換熱器和導(dǎo)熱油循環(huán)管路，下瀉槽換熱管經(jīng)導(dǎo)熱油循環(huán)管路與蓄熱-換熱器加熱室連接，形成爐渣余熱換熱回路。有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器加熱變成蒸汽，導(dǎo)熱油經(jīng)下瀉槽吸收高爐渣余熱，通過蓄熱-換熱器加熱有機(jī)工質(zhì)蒸汽至超臨界狀態(tài)進(jìn)入透平膨脹做功發(fā)電。具有余熱利用率高、發(fā)電量大、應(yīng)用價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F01D15/10GK102425954SQ201110407949
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者吳淑英, 王 華, 肖松, 鄭東升 申請人:昆明理工大學(xué)