一種利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)，屬于能源與環(huán)境【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明包括沖渣水熱回收換熱系統(tǒng)、有機朗肯循環(huán)、蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)；預(yù)熱器采用內(nèi)螺紋不銹鋼螺旋管管殼式換熱器，蒸汽發(fā)生器采用外螺紋不銹鋼管管殼式換熱器，蒸汽發(fā)生器兼氣液分離器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、加工制作簡單、造價低廉、防堵塞、能較好實現(xiàn)逆流換熱，換熱效率高，能有效利用沖渣水的余熱等優(yōu)點；該系統(tǒng)既能單獨用于發(fā)電或提供原動力，也可單獨用于制冷，還可同時提供電力和制冷空調(diào)所需冷凍水。
【專利說明】一種利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)，屬于能源與環(huán)境【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]高爐沖渣水是高爐煉鐵產(chǎn)生的一種副產(chǎn)品，作為一種低溫廢熱源，具有溫度穩(wěn)定、流量大、蘊含熱量很多的特點，如何讓沖渣水發(fā)揮余熱利用的效益，也逐漸成為一個研究的熱點課題。目前我國高爐爐渣處理工藝主要是水淬渣工藝方式。高爐內(nèi)1400度-1500度的高溫爐渣，經(jīng)渣口流出，在經(jīng)渣溝進入沖渣流槽時，以一定的水量、水壓及流槽坡度，使水與熔渣流成一定的交角，沖擊淬化成合格的水渣。在煉鐵工序中，沖渣消耗的新水占新水總耗50%以上。沖制I噸水渣大約消耗新水11.2噸，循環(huán)用水量約為10噸左右。按照我國鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)量5億噸，按350千克渣比計算，僅用于沖渣的新水消耗就超過1.5億噸，占鋼鐵工業(yè)新水消耗的4%。由沖渣水帶走的高爐渣的物理熱量占煉鐵能耗的8%左右，大約相當(dāng)21千克，標(biāo)煤(按350千克/噸鐵計算)。
[0003]循環(huán)水池的水溫范圍60_95°C，屬于工業(yè)低溫廢熱源，如果不加以利用，這部分能量就會被浪費。目前對于高爐沖渣水的余熱利用，主要還是直接利用顯熱提供冬季采暖，這種利用方式技術(shù)簡單、改造成本很低，但存在一些問題:(1)沖渣水水量大，蘊含的熱量很大，而一般廠區(qū)辦公樓的采暖負(fù)荷較小，不能夠?qū)_渣水的余熱能力完全發(fā)揮出來；(2)采暖只適用于北方的城市冬季使用，夏季不需要，而南方城市一年四季都不需要采暖，因此這種方式存在局限性；(3)沖渣水含有大量的雜質(zhì)，進入管網(wǎng)后易造成堵塞，且供熱管網(wǎng)系統(tǒng)龐大，清洗難度很高。因此，研究高爐沖渣水余熱利用的新技術(shù)，最大程度回收高爐沖渣水的余熱也就變得十分重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:本發(fā)明提供一種利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、加工制作簡單、換熱效率高、防堵塞、能有效利用沖渣水的余熱，該系統(tǒng)既能單獨用于發(fā)電或提供原動力，也可單獨用于制冷，還可同時提供電力和制冷空調(diào)所需冷凍水。
[0005]本發(fā)明技術(shù)方案是:一種利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)，包括沖渣水熱回收換熱系統(tǒng)、有機朗肯循環(huán)、蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)；
所述沖渣水熱回收換熱系統(tǒng)由預(yù)熱器2、蒸汽發(fā)生器I以及將它們連接的管道與附件組成；低壓蒸汽管道與蒸汽發(fā)生器I熱流體側(cè)進口相連接，蒸汽發(fā)生器I熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與預(yù)熱器2熱流體側(cè)進口相連接，預(yù)熱器2熱流體側(cè)出口與凝結(jié)水管路連接；
所述有機朗肯循環(huán)由工質(zhì)儲液罐7、工質(zhì)加壓泵6、回?zé)崞?、預(yù)熱器2、蒸汽發(fā)生器1、透平13、水冷冷凝器9或風(fēng)冷冷凝器11以及將它們連接的管道與附件組成；工質(zhì)儲液罐7出口經(jīng)管道與工質(zhì)加壓泵6進口連接，工質(zhì)加壓泵6出口經(jīng)管道與回?zé)崞?冷流體側(cè)進口連接，回?zé)崞?冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與預(yù)熱器2冷流體側(cè)進口連接，預(yù)熱器2冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與蒸汽發(fā)生器I冷流體側(cè)進口相連接，蒸汽發(fā)生器I冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與透平13進口相連接，透平13出口經(jīng)管道與回?zé)崞?熱流體側(cè)進口相連接，回?zé)崞?熱流體側(cè)出口分兩路:一路經(jīng)管道與水冷冷凝器9熱流體側(cè)進口相連接，水冷冷凝器9熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液罐7進口相連接；一路經(jīng)管道與風(fēng)冷冷凝器11熱流體側(cè)進口連接，風(fēng)冷冷凝器11熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液罐7進口相連接，完成一個循環(huán)；
所述蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)由工質(zhì)儲液罐7、工質(zhì)加壓泵6、回?zé)崞?、預(yù)熱器2、蒸汽發(fā)生器1、蒸汽噴射器12、水冷冷凝器9或風(fēng)冷冷凝器11、節(jié)流機構(gòu)5、供冷蒸發(fā)器4以及將它們連接的管道與附件組成；工質(zhì)儲液罐7出口分為兩路:一路經(jīng)管道與工質(zhì)加壓泵6進口連接，工質(zhì)加壓泵6出口經(jīng)管道與回?zé)崞?冷流體側(cè)進口連接，回?zé)崞?冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與預(yù)熱器2冷流體側(cè)進口連接，預(yù)熱器2冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與蒸汽發(fā)生器I冷流體側(cè)進口相連接，蒸汽發(fā)生器I冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與蒸汽噴射器12進口相連接；一路經(jīng)管道與節(jié)流機構(gòu)5進口連接，節(jié)流機構(gòu)5出口經(jīng)管道與供冷蒸發(fā)器4冷流體側(cè)進口連接，供冷蒸發(fā)器4冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與蒸汽噴射器12引射口連接，然后蒸汽噴射器12出口經(jīng)管道與回?zé)崞?熱流體側(cè)進口相連接，回?zé)崞?熱流體側(cè)出口分兩路:一路經(jīng)管道與水冷冷凝器9熱流體側(cè)進口相連接，水冷冷凝器9熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液罐7進口相連接；一路經(jīng)管道與風(fēng)冷冷凝器11熱流體側(cè)進口連接，風(fēng)冷冷凝器11熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液te 7進口相連接，完成Iv循環(huán)；
所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)由水冷冷凝器9、機械通風(fēng)冷卻塔10及循環(huán)水泵8以及將它們連接的管道與附件組成；水冷冷凝器9冷流體側(cè)出口經(jīng)管路與機械通風(fēng)冷卻塔10熱流體側(cè)進口相連接，機械通風(fēng)冷卻塔10熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與循環(huán)水泵8進口相連接，循環(huán)水泵8出口經(jīng)管道與水冷冷凝器9冷流體側(cè)進口相連接，完成一個循環(huán)。
[0006]所述利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)還包括直接空冷系統(tǒng)，直接空冷系統(tǒng)包括風(fēng)冷冷凝器11、工質(zhì)儲液罐7以及將它們連接的管道與附件組成；回?zé)崞?熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與風(fēng)冷冷凝器11熱流體側(cè)進口連接，風(fēng)冷冷凝器11熱流側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液罐7進口連接。
[0007]所述有機朗肯循環(huán)中的循環(huán)工質(zhì)采用甲苯、R152a、R142b、R22、R123、R134a、R245fa、丙烷、R143a、R32、R23、戊烷、異戊烷、正戊烷、正己烷、丁烷、異丁烷純有機工質(zhì)或其混合物及二氧化碳。
[0008]為了充分回收渣水余熱，且防止渣水堵塞、污染換熱設(shè)備，所述預(yù)熱器2采用內(nèi)螺紋不銹鋼螺旋管管殼式換熱器，蒸汽發(fā)生器I采用外螺紋不銹鋼管管殼式換熱器，蒸汽發(fā)生器I兼氣液分離器，在蒸汽發(fā)生器I內(nèi)設(shè)液位控制器，通過控制工質(zhì)加壓泵6的轉(zhuǎn)速或供液管上的流量調(diào)節(jié)閥開度控制蒸汽發(fā)生器I內(nèi)液位高度用于確保進透平13的工質(zhì)蒸汽的溫度或過熱度達到要求。
[0009]該系統(tǒng)的冷端(水冷冷凝器9、風(fēng)冷冷凝器11)可采用水冷或直接空冷方式，這兩種冷卻方式可分別設(shè)置也可合設(shè)。當(dāng)冷端采用水冷與直接空冷方式合設(shè)時，在冬季或其他較冷的時段，可通過管路上的閥門將冷卻方式切換為直接空冷方式，最大限度地提高系統(tǒng)運行效率，在夏季或其他干球溫度較高的時段，可通過管路上的閥門將冷卻方式切換為水冷方式。
[0010]本發(fā)明根據(jù)渣水溫度、當(dāng)?shù)貧夂驐l件、渣水流量等優(yōu)選循環(huán)工質(zhì)，按任務(wù)要求的發(fā)電容量及制冷負(fù)荷配備并安裝工質(zhì)儲液罐7、工質(zhì)加壓泵6、回?zé)崞?、預(yù)熱器2、蒸汽發(fā)生器1、透平或膨脹機13、水冷冷凝器9、風(fēng)冷冷凝器11、蒸汽噴射器12、節(jié)流機構(gòu)5、供冷蒸發(fā)器
4、機械通風(fēng)冷卻塔10、循環(huán)水泵8以及將它們連接的管道與附件。根據(jù)有機朗肯循環(huán)的管路容積計算循環(huán)工質(zhì)的充注量，將循環(huán)工質(zhì)計量充入循環(huán)管路中。
[0011]該系統(tǒng)既能單獨用于發(fā)電或提供原動力，也可單獨用于制冷，還可同時提供電力和制冷。
[0012]本發(fā)明的工作原理是:
有機朗肯循環(huán):工質(zhì)儲液罐7里的工質(zhì)經(jīng)工質(zhì)加壓泵6加壓，首先通過回?zé)崞?，在其中吸收透平或膨脹機13來的乏汽的熱量，之后進入預(yù)熱器2的管程吸收管外渣水余熱完成預(yù)熱，再流入蒸汽發(fā)生器I的殼側(cè)吸收渣水余熱蒸發(fā)，符合要求的蒸汽引入透平或膨脹機13膨脹做功驅(qū)動發(fā)電機14發(fā)電，膨脹后的乏汽進入回?zé)崞?，之后進入水冷冷凝器9或風(fēng)冷冷凝器11凝結(jié)為液體工質(zhì)，再流入工質(zhì)儲液罐7里，完成一個循環(huán)。水冷冷凝器的熱量由機械通風(fēng)冷卻塔10和冷卻水循環(huán)泵8排除。
[0013]制冷循環(huán):工質(zhì)儲液罐7里的液體工質(zhì)一路經(jīng)加壓泵6加壓，首先通過回?zé)崞?，在其中吸收蒸汽噴射器12排氣或透平13 (或膨脹機)來的乏汽的熱量，之后進入預(yù)熱器2的管程完成預(yù)熱，再流入蒸汽發(fā)生器I的殼側(cè)吸收渣水余熱蒸發(fā)，符合要求的工作蒸汽引入蒸汽噴射器12引射低溫蒸汽，另外一路液體工質(zhì)經(jīng)節(jié)流裝置5節(jié)流后，進入供冷蒸發(fā)器4，吸收冷凍水熱量完成蒸發(fā)，低溫蒸汽被引射到蒸汽噴射器12，之后排入水冷冷凝器9或風(fēng)冷冷凝器11凝結(jié)為液體工質(zhì)。
[0014]本發(fā)明預(yù)熱器采用內(nèi)螺紋不銹鋼螺旋管管殼式換熱器，蒸汽發(fā)生器采用外螺紋不銹鋼管管殼式換熱器，具有以下有益效果:
(I)蒸汽發(fā)生器采用外螺紋不銹鋼管管殼式換熱器，循環(huán)工質(zhì)在殼側(cè)，渣水從上向下流入管程，在蒸汽發(fā)生器設(shè)置液位控制器，有利于防止渣水堵塞、污染傳熱管，強化工質(zhì)的沸騰換熱，且便于控制液位和蒸汽的過熱度。
[0015](2)這種換熱方式具有結(jié)構(gòu)簡單、加工制作簡單、造價低廉、防堵塞、能較好實現(xiàn)逆流換熱，換熱效率高，能有效利用沖渣水的余熱等優(yōu)點；
(3)該系統(tǒng)既能單獨用于發(fā)電或提供原動力，也可單獨用于制冷，還可同時提供電力和制冷空調(diào)所需冷凍水。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明渣水蒸汽的預(yù)熱器及蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖1-2中各標(biāo)號:1-蒸汽發(fā)生器，2-預(yù)熱器，3-回?zé)崞鳎?-供冷蒸發(fā)器，5-節(jié)流機構(gòu)，6-工質(zhì)加壓泵，7-工質(zhì)儲液罐，8-循環(huán)水泵，9-水冷冷凝器，10-機械通風(fēng)冷卻塔，11-風(fēng)冷冷凝器，12-蒸汽噴射器，13-透平(或膨脹機)，14-發(fā)電機。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。
[0019]實施例1:如圖1-2所示，一種利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)，包括沖渣水熱回收換熱系統(tǒng)、有機朗肯循環(huán)、蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)；
所述沖渣水熱回收換熱系統(tǒng)由預(yù)熱器2、蒸汽發(fā)生器I以及將它們連接的管道與附件組成；低壓蒸汽管道與蒸汽發(fā)生器I熱流體側(cè)進口相連接，蒸汽發(fā)生器I熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與預(yù)熱器2熱流體側(cè)進口相連接，預(yù)熱器2熱流體側(cè)出口與凝結(jié)水管路連接；
所述有機朗肯循環(huán)由工質(zhì)儲液罐7、工質(zhì)加壓泵6、回?zé)崞?、預(yù)熱器2、蒸汽發(fā)生器1、透平13、水冷冷凝器9或風(fēng)冷冷凝器11以及將它們連接的管道與附件組成；工質(zhì)儲液罐7出口經(jīng)管道與工質(zhì)加壓泵6進口連接，工質(zhì)加壓泵6出口經(jīng)管道與回?zé)崞?冷流體側(cè)進口連接，回?zé)崞?冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與預(yù)熱器2冷流體側(cè)進口連接，預(yù)熱器2冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與蒸汽發(fā)生器I冷流體側(cè)進口相連接，蒸汽發(fā)生器I冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與透平13進口相連接，透平13出口經(jīng)管道與回?zé)崞?熱流體側(cè)進口相連接，回?zé)崞?熱流體側(cè)出口分兩路:一路經(jīng)管道與水冷冷凝器9熱流體側(cè)進口相連接，水冷冷凝器9熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液罐7進口相連接；一路經(jīng)管道與風(fēng)冷冷凝器11熱流體側(cè)進口連接，風(fēng)冷冷凝器11熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液罐7進口相連接，完成一個循環(huán)；
所述蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)由工質(zhì)儲液罐7、工質(zhì)加壓泵6、回?zé)崞?、預(yù)熱器2、蒸汽發(fā)生器1、蒸汽噴射器12、水冷冷凝器9或風(fēng)冷冷凝器11、節(jié)流機構(gòu)5、供冷蒸發(fā)器4以及將它們連接的管道與附件組成；工質(zhì)儲液罐7出口分為兩路:一路經(jīng)管道與工質(zhì)加壓泵6進口連接，工質(zhì)加壓泵6出口經(jīng)管道與回?zé)崞?冷流體側(cè)進口連接，回?zé)崞?冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與預(yù)熱器2冷流體側(cè)進口連接，預(yù)熱器2冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與蒸汽發(fā)生器I冷流體側(cè)進口相連接，蒸汽發(fā)生器I冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與蒸汽噴射器12進口相連接；一路經(jīng)管道與節(jié)流機構(gòu)5進口連接，節(jié)流機構(gòu)5出口經(jīng)管道與供冷蒸發(fā)器4冷流體側(cè)進口連接，供冷蒸發(fā)器4冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與蒸汽噴射器12引射口連接，然后蒸汽噴射器12出口經(jīng)管道與回?zé)崞?熱流體側(cè)進口相連接，回?zé)崞?熱流體側(cè)出口分兩路:一路經(jīng)管道與水冷冷凝器9熱流體側(cè)進口相連接，水冷冷凝器9熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液罐7進口相連接；一路經(jīng)管道與風(fēng)冷冷凝器11熱流體側(cè)進口連接，風(fēng)冷冷凝器11熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液te 7進口相連接，完成Iv循環(huán)；
所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)由水冷冷凝器9、機械通風(fēng)冷卻塔10及循環(huán)水泵8以及將它們連接的管道與附件組成；水冷冷凝器9冷流體側(cè)出口經(jīng)管路與機械通風(fēng)冷卻塔10熱流體側(cè)進口相連接，機械通風(fēng)冷卻塔10熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與循環(huán)水泵8進口相連接，循環(huán)水泵8出口經(jīng)管道與水冷冷凝器9冷流體側(cè)進口相連接，完成一個循環(huán)。
[0020]實施例2:如圖1-2所示，一種利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)，本實施例與實施例1相同，其中所述利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)還包括直接空冷系統(tǒng)，直接空冷系統(tǒng)包括風(fēng)冷冷凝器11、工質(zhì)儲液罐7以及將它們連接的管道與附件組成；回?zé)崞?熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與風(fēng)冷冷凝器11熱流體側(cè)進口連接，風(fēng)冷冷凝器11熱流側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液罐7進口連接。
[0021]實施例3:如圖1-2所示，一種利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)，本實施例與實施例2相同，其中所述有機朗肯循環(huán)中的循環(huán)工質(zhì)采用甲苯、R152a、R142b、R22、R123、R134a、R245fa、丙烷、R143a、R32、R23、戊烷、異戊烷、正戊烷、正己烷、丁烷、異丁烷純有機工質(zhì)或其混合物及二氧化碳。
[0022]實施例4:如圖1-2所示，一種利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)，本實施例與實施例3相同，其中所述預(yù)熱器2采用內(nèi)螺紋不銹鋼螺旋管管殼式換熱器，蒸汽發(fā)生器I采用外螺紋不銹鋼管管殼式換熱器，蒸汽發(fā)生器I兼氣液分離器，在蒸汽發(fā)生器I內(nèi)設(shè)液位控制器，通過控制工質(zhì)加壓泵6的轉(zhuǎn)速或供液管上的流量調(diào)節(jié)閥開度控制蒸汽發(fā)生器I內(nèi)液位高度用于確保進透平13的工質(zhì)蒸汽的溫度或過熱度達到要求。
[0023]實施例5:如圖1-2所示，一種利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)，本實施例與實施例4相同，其中某北方寒冷或嚴(yán)寒地區(qū)鋼鐵廠建一利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)，熱渣水的溫度為91°C，200t/h，電機輸出功率為500kW。
[0024]循環(huán)工質(zhì)采用R134a，蒸發(fā)溫度設(shè)為70°C。
[0025]本例僅采用風(fēng)冷冷端，冷凝溫度夏季按35°C，冬季按0°C進行設(shè)計，風(fēng)冷冷凝器采用整體肋片管冷凝器。
[0026]回?zé)崞鞑捎冒迨綋Q熱器，換熱面積為100m2，流道組合為1x1。
[0027]渣水的蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)如下:型式為管殼式換熱器，傳熱管采用D32x3外螺紋不銹鋼管，長度為2.5m，根數(shù)為150根，等邊三角形布置，管間距為45mm，傳熱管與端板采用焊接連接，管殼采用外徑為800mm,厚度為16mm,上部蒸汽引出管為DN150,下部液體引入管為2xDN80。
[0028]渣水的預(yù)熱器結(jié)構(gòu)如下:型式為管殼式換熱器，傳熱管采用D15x2內(nèi)螺紋不銹鋼螺旋管，長度為1.5m,根數(shù)為70根，等邊三角形布置，管間距為25mm，傳熱管與端板采用焊接連接，管殼采用外徑為500mm，厚度為8mm，渣水入口管為2xDN150，下部渣水排出管為DN300。
[0029]采用額定功率為500kW的螺桿膨脹機一臺，發(fā)電機采用額定功率為600kW、頻率為50Hz的勵磁交流發(fā)電機。
[0030]工質(zhì)加壓泵采用多級離心泵兩臺，流量為80m3/h，提供的壓頭為2.2MPa，一用一備。
[0031]系統(tǒng)所有連接管道均采用不銹鋼管，將以上所有設(shè)備配件按圖1連接，安裝完成后，進行管道的氮氣吹掃，對有機朗肯循環(huán)管路抽真空合格后，按要求充入R134a。
[0032]約需初投資800萬元人民幣。
[0033]按年運行SOOOh計算，每年可供應(yīng)280萬kWh的電能，約6年可回收全部投資。
[0034]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)，其特征在于:包括沖渣水熱回收換熱系統(tǒng)、有機朗肯循環(huán)、蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)； 所述沖渣水熱回收換熱系統(tǒng)由預(yù)熱器(2)、蒸汽發(fā)生器(I)以及將它們連接的管道與附件組成；低壓蒸汽管道與蒸汽發(fā)生器(I)熱流體側(cè)進口相連接，蒸汽發(fā)生器(I)熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與預(yù)熱器(2)熱流體側(cè)進口相連接，預(yù)熱器(2)熱流體側(cè)出口與凝結(jié)水管路連接； 所述有機朗肯循環(huán)由工質(zhì)儲液罐(7)、工質(zhì)加壓泵(6)、回?zé)崞?3)、預(yù)熱器(2)、蒸汽發(fā)生器(I)、透平(13)、水冷冷凝器(9)或風(fēng)冷冷凝器(11)以及將它們連接的管道與附件組成；工質(zhì)儲液罐(7 )出口經(jīng)管道與工質(zhì)加壓泵(6 )進口連接，工質(zhì)加壓泵(6 )出口經(jīng)管道與回?zé)崞?3 )冷流體側(cè)進口連接，回?zé)崞?3 )冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與預(yù)熱器(2 )冷流體側(cè)進口連接，預(yù)熱器(2 )冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與蒸汽發(fā)生器(I)冷流體側(cè)進口相連接，蒸汽發(fā)生器(I)冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與透平(13)進口相連接，透平(13 )出口經(jīng)管道與回?zé)崞?3 )熱流體側(cè)進口相連接，回?zé)崞?3)熱流體側(cè)出口分兩路:一路經(jīng)管道與水冷冷凝器(9)熱流體側(cè)進口相連接，水冷冷凝器(9)熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液罐(7)進口相連接；一路經(jīng)管道與風(fēng)冷冷凝器(11)熱流體側(cè)進口連接，風(fēng)冷冷凝器(11)熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液罐(7)進口相連接，完成一個循環(huán)； 所述蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)由工質(zhì)儲液罐(7)、工質(zhì)加壓泵(6)、回?zé)崞?3)、預(yù)熱器(2)、蒸汽發(fā)生器(I)、蒸汽噴射器(12)、水冷冷凝器(9)或風(fēng)冷冷凝器(11)、節(jié)流機構(gòu)(5)、供冷蒸發(fā)器(4)以及將它們連接的管道與附件組成；工質(zhì)儲液罐(7)出口分為兩路:一路經(jīng)管道與工質(zhì)加壓泵(6 )進口連接，工質(zhì)加壓泵(6 )出口經(jīng)管道與回?zé)崞?3 )冷流體側(cè)進口連接，回?zé)崞?3 )冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與預(yù)熱器(2 )冷流體側(cè)進口連接，預(yù)熱器(2 )冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與蒸汽發(fā)生器(I)冷流體側(cè)進口相連接，蒸汽發(fā)生器(I)冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與蒸汽噴射器(12)進口相連接；一路經(jīng)管道與節(jié)流機構(gòu)(5)進口連接，節(jié)流機構(gòu)(5)出口經(jīng)管道與供冷蒸發(fā)器(4)冷流體側(cè)進口連接，供冷蒸發(fā)器(4)冷流體側(cè)出口經(jīng)管道與蒸汽噴射器(12)引射口連接，然后蒸汽噴射器(12)出口經(jīng)管道與回?zé)崞?3)熱流體側(cè)進口相連接，回?zé)崞?3 )熱流體側(cè)出口分兩路:一路經(jīng)管道與水冷冷凝器(9 )熱流體側(cè)進口相連接，水冷冷凝器(9)熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液罐(7)進口相連接；一路經(jīng)管道與風(fēng)冷冷凝器(II)熱流體側(cè)進口連接，風(fēng)冷冷凝器(11)熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液罐(7)進口相連接，完成一個循環(huán)； 所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)由水冷冷凝器(9)、機械通風(fēng)冷卻塔(10)及循環(huán)水泵(8)以及將它們連接的管道與附件組成；水冷冷凝器(9)冷流體側(cè)出口經(jīng)管路與機械通風(fēng)冷卻塔(10)熱流體側(cè)進口相連接，機械通風(fēng)冷卻塔(10)熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與循環(huán)水泵(8)進口相連接，循環(huán)水泵(8 )出口經(jīng)管道與水冷冷凝器(9 )冷流體側(cè)進口相連接，完成一個循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)，其特征在于:所述利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)還包括直接空冷系統(tǒng)，直接空冷系統(tǒng)包括風(fēng)冷冷凝器(11)、工質(zhì)儲液罐(7)以及將它們連接的管道與附件組成；回?zé)崞?3)熱流體側(cè)出口經(jīng)管道與風(fēng)冷冷凝器(11)熱流體側(cè)進口連接，風(fēng)冷冷凝器(11)熱流側(cè)出口經(jīng)管道與工質(zhì)儲液罐(7)進口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)，其特征在于:所述有機朗肯循環(huán)中的循環(huán)工質(zhì)采用甲苯、R152a、R142b、R22、R123、R134a、R245fa、丙烷、R143a、R32、R23、戊烷、異戊烷、正戊烷、正己烷、丁烷、異丁烷純有機工質(zhì)或其混合物及二氧化碳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高爐沖渣水余熱進行動力回收及供冷系統(tǒng)，其特征在于:所述預(yù)熱器(2)采用內(nèi)螺紋不銹鋼螺旋管管殼式換熱器，蒸汽發(fā)生器(I)采用外螺紋不銹鋼管管殼式換熱器，蒸汽發(fā)生器(I)兼氣液分離器，在蒸汽發(fā)生器(I)內(nèi)設(shè)液位控制器，通過控制工質(zhì)加壓泵(6)的轉(zhuǎn)速或供液管上的流量調(diào)節(jié)閥開度控制蒸汽發(fā)生器(I)內(nèi)液位高度用于確保進透平(13)的工質(zhì)蒸汽的溫度或過熱度達到要求。
【文檔編號】F01K27/02GK104196584SQ201410447736
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】王輝濤, 葛眾, 朱道飛, 王建軍 申請人:昆明理工大學(xué)