高爐熱風爐燃燒廢氣用于高爐蒸汽鼓風機的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高爐熱風爐燃燒廢氣用于高爐蒸汽鼓風機的系統(tǒng)和方法，主要包括氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、氨水透平、高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機，且氨水透平與高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機同軸設置并同軸運行；將高爐熱風爐燃燒廢氣作為熱源，把液態(tài)氨水加熱成高溫高壓的氣態(tài)氨水，高溫高壓的氣態(tài)氨水推動氨水透平旋轉(zhuǎn)，帶動與氨水透平同軸設置的高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機同軸運轉(zhuǎn)，并由鼓風機給高爐鼓風。這樣，只需要加大高爐鼓風機的能力，不需要單獨投資用于回收氨水透平旋轉(zhuǎn)機械能的發(fā)電設備，大大減少初期投資成本和運行維護成本。
【專利說明】高爐熱風爐燃燒廢氣用于高爐蒸汽鼓風機的系統(tǒng)和方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高爐熱風爐燃燒廢氣熱源的利用系統(tǒng)和方法，具體涉及一種將高 爐熱風爐燃燒廢氣熱源用于高爐蒸汽鼓風機的系統(tǒng)和方法。

【背景技術】
[0002] 高爐熱風爐燃燒廢氣氣量大，蘊含較大的熱能。但由于氣溫較低，熱源品位低，如 何高效地利用是一個難題。采用朗肯循環(huán)發(fā)電方法或氨水工質(zhì)循環(huán)的發(fā)電方法，都可能由 于發(fā)電效率低造成投入難以回收或回收期過長的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種高爐熱風爐燃燒 廢氣熱源用于高爐蒸汽鼓風機的系統(tǒng)和方法，利用現(xiàn)有高爐蒸汽鼓風機即可高效率地回收 高爐熱風爐燃燒廢氣熱源，不需要單獨投資建設系統(tǒng)，大大減少初期投資成本和運行維護 成本。
[0004] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是： 一種高爐熱風爐燃燒廢氣用于高爐蒸汽鼓風機的方法，其特征在于：將高爐熱風爐燃 燒廢氣作為熱源，把液態(tài)氨水加熱成高溫高壓的氣態(tài)氨水，高溫高壓的氣態(tài)氨水送入氨水 透平推動氨水透平旋轉(zhuǎn)，氨水透平與高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機同軸設置，氨水 透平與蒸汽透平共同帶動鼓風機運行，并由鼓風機給高爐鼓風。
[0005] 按上述技術方案，高爐熱風爐燃燒廢氣作為熱源輸入氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，通過氨 水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)把液態(tài)氨水加熱成高溫高壓的氣態(tài)氨水；所述的氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)設置 氨水泵、冷卻系統(tǒng)和換熱系統(tǒng)，高爐熱風爐燃燒廢氣進入換熱系統(tǒng)，通過熱交換把液態(tài)氨水 加熱成高溫高壓的氣態(tài)氨水，從換熱系統(tǒng)排出的高溫高壓的氣態(tài)氨水送入氨水透平中，推 動氨水透平旋轉(zhuǎn)；從氨水透平排出的低壓低溫氨水和乏氨氣經(jīng)冷卻系統(tǒng)冷卻成液態(tài)氨水， 再由氨水泵增壓送入換熱系統(tǒng)加熱成高溫高壓的氣態(tài)氨水，高溫高壓的氣態(tài)氨水被再次送 入到氨水透平中推動氨水透平旋轉(zhuǎn)。
[0006] 按上述技術方案，從氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中換熱后排出的燃燒廢氣排至熱風爐煙 囪。
[0007] 按上述技術方案，所述的鼓風機吸入大氣，并將排出壓縮空氣送至熱風爐。
[0008] 按上述技術方案，所述的蒸汽透平吸入來自汽包的高壓蒸汽，并將透平后的低壓 蒸汽排至冷凝器。
[0009] -種高爐熱風爐燃燒廢氣用于高爐蒸汽鼓風機的系統(tǒng)，其特征在于：主要包括氨 水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、氨水透平、高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機，且氨水透平與高爐鼓風 機系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機同軸設置并同軸運行； 氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中設置氨水泵、冷卻系統(tǒng)和換熱系統(tǒng)；換熱系統(tǒng)中高爐熱風爐燃燒 廢氣循環(huán)通道與高壓氨水通道并行；高爐熱風爐燃燒廢氣循環(huán)通道的進口端與熱風爐的高 溫煙氣出口連通，出口端與熱風爐煙囪連通；高壓氨水通道的進口端與氨水泵的出口端連 通，高壓氨水通道的出口端與氨水透平的氨水進口相連通；冷卻系統(tǒng)中冷卻水循環(huán)通道與 低壓氨水通道并行，低壓氨水通道的進口端與氨水透平的氨水出口相連通，低壓氨水通道 的出口端與氨水泵的進口端連通。
[0010] 按上述技術方案，鼓風機的氣體輸入口與大氣連通，鼓風機的壓縮空氣排出口與 熱風爐連通。
[0011] 按上述技術方案，冷卻水循環(huán)通道的進水端和回水端均與外部冷卻塔連通。
[0012] 按上述技術方案，所述的蒸汽透平高壓氣體輸入口與汽包連通，低壓蒸汽排出口 與冷凝器連通。
[0013] 本發(fā)明的核心在于：氨水透平與高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機同軸設置， 氨水透平和蒸汽透平共同帶動鼓風機運行，并由鼓風機給高爐鼓風，這個方案中并不局限 于使用氨水透平，如采用水、氟利昂等工質(zhì)的透平裝置或者是其他形式的能量轉(zhuǎn)換裝置與 高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機同軸設置都可以實現(xiàn)本發(fā)明的工藝；換熱系統(tǒng)的熱源 也不局限于采用廢煙氣熱源進行換熱，高爐熱風爐燃燒廢氣熱源和其他煙氣也同樣可以。
[0014] 本發(fā)明的工作原理為：高爐熱風爐燃燒廢氣跟蒸汽透平聯(lián)合工作用于高爐鼓風， 來自高爐熱風爐的燃燒廢氣作為熱源，把液態(tài)氨水加熱成高溫高壓的氣態(tài)氨水，高溫高壓 的氣態(tài)氨水推動與高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機同軸的氨水透平旋轉(zhuǎn)，并由鼓風機 給高爐鼓風。這樣，只需要加大高爐鼓風機的能力，不需要單獨投資用于回收氨水透平旋轉(zhuǎn) 機械能的發(fā)電設備，大大減少初期投資成本和運行維護成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明的高爐熱風爐燃燒廢氣用于高爐蒸汽鼓風機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工藝流 程圖。

【具體實施方式】
[0016] 以下結(jié)合附圖1和實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不限定本發(fā)明。
[0017] 如圖1所示的高爐熱風爐燃燒廢氣用于高爐蒸汽鼓風機的方法，其特征在于：將 高爐熱風爐燃燒廢氣作為熱源，把液態(tài)氨水加熱成高溫高壓的氣態(tài)氨水，高溫高壓的氣態(tài) 氨水送入氨水透平3推動氨水透平3旋轉(zhuǎn)，氨水透平3與高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平2和 鼓風機4同軸設置，氨水透平2與蒸汽透平2共同帶動鼓風機4運行，并由鼓風機4給高爐 鼓風。
[0018] 按上述技術方案，將高爐熱風爐燃燒廢氣作為熱源輸入氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)1，通過 氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)1把液態(tài)氨水加熱成高溫高壓的氣態(tài)氨水；所述的氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)1 內(nèi)設置氨水泵1. 2、冷卻系統(tǒng)1. 1和換熱系統(tǒng)1. 3,高爐熱風爐燃燒廢氣進入換熱系統(tǒng)1. 3， 通過熱交換把液態(tài)氨水加熱成高溫高壓的氣態(tài)氨水，從換熱系統(tǒng)1. 3排出的高溫高壓的氣 態(tài)氨水送入氨水透平3中，推動氨水透平3旋轉(zhuǎn)；從氨水透平3排出的低壓低溫氨水和乏氨 氣經(jīng)冷卻系統(tǒng)1. 1冷卻成液態(tài)氨水，再由氨水泵1. 2增壓送入換熱系統(tǒng)1. 3加熱成高溫高 壓的氣態(tài)氨水，高溫高壓的氣態(tài)氨水被再次送入到氨水透平3中推動氨水透平旋轉(zhuǎn)。
[0019] 按上述技術方案，按上述技術方案，從氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)1排出的廢煙氣送回到 熱風爐煙囪。
[0020] 按上述技術方案，所述的鼓風機4吸入大氣，并將排出壓縮空氣送至熱風爐。
[0021] 按上述技術方案，所述的蒸汽透平2吸入來自汽包的高壓蒸汽，并將透平后的低 壓蒸汽排至冷凝器。
[0022] 圖1為高爐熱風爐燃燒廢氣用于高爐蒸汽鼓風機的系統(tǒng)的一種實施方式，其特征 在于：主要包括氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)1、氨水透平3、高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平2和鼓風機 4,且氨水透平3與高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平2和鼓風4機同軸設置并同軸運行； 氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)1中設置氨水泵1. 2、冷卻系統(tǒng)1. 1和換熱系統(tǒng)1. 3 ;換熱系統(tǒng)1. 3 中高爐熱風爐燃燒廢氣循環(huán)通道與高壓氨水通道并行；高爐熱風爐燃燒廢氣循環(huán)通道的進 口端與熱風爐的高溫煙氣出口連通，出口端與熱風爐煙囪連通；高壓氨水通道的進口端與 氨水泵1. 2的出口端連通，高壓氨水通道的出口端與氨水透平3的氨水進口相連通；冷卻系 統(tǒng)1. 1中冷卻水循環(huán)通道與低壓氨水通道并行，低壓氨水通道的進口端與氨水透平3的氨 水出口相連通，低壓氨水通道的出口端與氨水泵1. 2的進口端連通。
[0023] 鼓風機4的氣體輸入口與大氣連通，鼓風機4的壓縮空氣排出口與熱風爐連通。
[0024] 按上述技術方案，冷卻水循環(huán)通道的進水端和回水端均與外部冷卻塔連通。
[0025] 按上述技術方案，所述的蒸汽透平2高壓氣體輸入口與汽包連通，低壓蒸汽排出 口與冷凝器連通。
[0026] 本發(fā)明的核心在于：氨水透平與高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機同軸設置， 氨水透平和蒸汽透平共同帶動鼓風機運行，并由鼓風機給高爐鼓風，這個方案中并不局限 于使用氨水透平，如采用水、氟利昂等工質(zhì)的透平裝置或者是其他形式的能量轉(zhuǎn)換裝置與 高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機同軸設置都可以實現(xiàn)本發(fā)明；換熱系統(tǒng)的熱源也不局 限于采用廢煙氣熱源進行換熱，高爐熱風爐燃燒廢氣熱源和其他煙氣也同樣可以。
[0027] 本發(fā)明的工作原理為：高爐熱風爐燃燒廢氣跟蒸汽透平聯(lián)合工作用于高爐鼓風， 來自高爐熱風爐的燃燒廢氣作為熱源，把液態(tài)氨水加熱成高溫高壓的氣態(tài)氨水，高溫高壓 的氣態(tài)氨水推動與高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機同軸的氨水透平旋轉(zhuǎn)，并由鼓風機 給高爐鼓風。這樣，只需要加大高爐鼓風機的能力，不需要單獨投資用于回收氨水透平旋轉(zhuǎn) 機械能的發(fā)電設備，大大減少初期投資成本和運行維護成本。
[0028] 同時，高爐熱風爐燃燒廢氣跟蒸汽透平聯(lián)合工作用于高爐鼓風，將高爐熱風爐燃 燒廢氣與蒸汽透平綜合進同一個透平系統(tǒng)，因而簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，且提高了單獨設置各能 源利用系統(tǒng)的不便，因而能源利用效率更高。
【權(quán)利要求】
1. 一種高爐熱風爐燃燒廢氣用于高爐蒸汽鼓風機的方法，其特征在于：將高爐熱風爐 燃燒廢氣作為熱源，把液態(tài)氨水加熱成高溫高壓的氣態(tài)氨水，高溫高壓的氣態(tài)氨水送入氨 水透平推動氨水透平旋轉(zhuǎn)，氨水透平與高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機同軸設置，氨 水透平與蒸汽透平共同帶動鼓風機運行，并由鼓風機給高爐鼓風。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：高爐熱風爐燃燒廢氣作為熱源輸入氨水 工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，通過氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)把液態(tài)氨水加熱成高溫高壓的氣態(tài)氨水；所述的氨 水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)設置氨水泵、冷卻系統(tǒng)和換熱系統(tǒng)，高爐熱風爐燃燒廢氣進入換熱系統(tǒng)， 通過熱交換把液態(tài)氨水加熱成高溫高壓的氣態(tài)氨水，從換熱系統(tǒng)排出的高溫高壓的氣態(tài)氨 水送入氨水透平中，推動氨水透平旋轉(zhuǎn)；從氨水透平排出的低壓低溫氨水和乏氨氣經(jīng)冷卻 系統(tǒng)冷卻成液態(tài)氨水，再由氨水泵增壓送入換熱系統(tǒng)加熱成高溫高壓的氣態(tài)氨水，高溫高 壓的氣態(tài)氨水被再次送入到氨水透平中推動氨水透平旋轉(zhuǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：從氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中換熱后排出的燃 燒廢氣排至熱風爐煙囪。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于：所述的鼓風機吸入大氣，并將排出 壓縮空氣送至熱風爐。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于：所述的蒸汽透平吸入來自汽包的 高壓蒸汽，并將透平后的低壓蒸汽排至冷凝器。
6. -種高爐熱風爐燃燒廢氣用于高爐蒸汽鼓風機的系統(tǒng)，其特征在于：主要包括氨水 工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、氨水透平、高爐鼓風機系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機，且氨水透平與高爐鼓風機 系統(tǒng)的蒸汽透平和鼓風機同軸設置并同軸運行； 氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中設置氨水泵、冷卻系統(tǒng)和換熱系統(tǒng)；換熱系統(tǒng)中高爐熱風爐燃燒 廢氣循環(huán)通道與高壓氨水通道并行；高爐熱風爐燃燒廢氣循環(huán)通道的進口端與熱風爐的高 溫煙氣出口連通，出口端與熱風爐煙囪連通；高壓氨水通道的進口端與氨水泵的出口端連 通，高壓氨水通道的出口端與氨水透平的氨水進口相連通；冷卻系統(tǒng)中冷卻水循環(huán)通道與 低壓氨水通道并行，低壓氨水通道的進口端與氨水透平的氨水出口相連通，低壓氨水通道 的出口端與氨水泵的進口端連通。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于：鼓風機的氣體輸入口與大氣連通，鼓風機 的壓縮空氣排出口與熱風爐連通。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于：冷卻水循環(huán)通道的進水端和回水端 均與外部冷卻塔連通。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述的蒸汽透平高壓氣體輸入口與 汽包連通，低壓蒸汽排出口與冷凝器連通。
【文檔編號】F01K23/10GK104121048SQ201310141688
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月23日
【發(fā)明者】葉理德, 蓋東興, 張佳佳, 周全, 萬磊 申請人:中冶南方工程技術有限公司