專利名稱：高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣熱源用于trt發(fā)電的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高爐熱風(fēng)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(fēng)爐燃燒廢氣熱源用于TRT (全稱為Top pressure Recovery Turbine unit,中文譯為爐頂(余)壓回收透平，一般更確切的稱之為高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電機組)發(fā)電的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
高爐熱風(fēng)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。高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電機組是高爐煤氣用于回收發(fā)電的一種節(jié)能裝置，但是其利用熱源也僅僅是來自于高爐煤氣，對于高爐冶煉過程中的其他熱源目前還沒有涉及。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣熱源用于TRT發(fā)電的系統(tǒng)和方法，用現(xiàn)有TRT發(fā)電裝置即可高效率地回收高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣熱源，不需要單獨投資建設(shè)發(fā)電系統(tǒng)，大大減少初期投資成本和運行維護成本。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣熱源用于TRT發(fā)電的方法，其特征在于:將高爐熱風(fēng)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TRT系統(tǒng)的煤氣透平和發(fā)電機同軸設(shè)置，氨水透平和煤氣透平共同帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，并`由發(fā)電機發(fā)電。按上述技術(shù)方案，高爐熱風(fēng)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(shè)置氨水泵、冷卻系統(tǒng)和換熱系統(tǒng)，高爐熱風(fēng)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)。按上述技術(shù)方案，從氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)排出的熱風(fēng)爐燃燒廢氣送入熱風(fēng)爐煙囪。按上述技術(shù)方案，所述的煤氣透平輸入來自高爐爐頂?shù)母邏好簹?，并將排出的低壓煤氣輸出到凈煤氣管網(wǎng)。一種高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣熱源用于TRT發(fā)電的系統(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、以及高爐TRT系統(tǒng)的煤氣透平和發(fā)電機，且氨水透平、煤氣透平以及發(fā)電機同軸設(shè)置并同軸運行；
氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)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(fēng)爐燃燒廢氣循環(huán)通道與高壓氨水通道并行，高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣循環(huán)通道的進口端與熱風(fēng)爐高溫?zé)煔獬隹谶B通，出口端與熱風(fēng)爐煙 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。按上述技術(shù)方案，所述的煤氣透平輸入端與高爐爐頂?shù)母邏好簹夤艿肋B通，輸出端與凈煤氣管網(wǎng)連通。按上述技術(shù)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。本發(fā)明的核心在于:氨水透平與高爐TRT系統(tǒng)的煤氣透平和發(fā)電機同軸設(shè)置，氨水透平和煤氣透平共同帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電，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TRT系統(tǒng)的煤氣透平和發(fā)電機同軸設(shè)置都可以實現(xiàn)本發(fā)明的工藝；換熱系統(tǒng)的熱源也不局限于高爐熱風(fēng)爐廢煙氣，其他高溫?zé)煔庖餐瑯涌梢?。本發(fā)明的工作原理為:將高爐熱風(fēng)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)氨水推動與高爐TRT系統(tǒng)的煤氣透平和發(fā)電機同軸的氨水透平旋轉(zhuǎn)，并由發(fā)電機發(fā)電。這樣，由于可以利用現(xiàn)有的用于高爐TRT系統(tǒng)的煤氣透平，只需要加大高爐TRT系統(tǒng)的發(fā)電機、勵磁系統(tǒng)和其它上網(wǎng)設(shè)備的能力，不需要單獨投資，大大減少初期投資成本和運行維護成本、投入回收期短。同時，高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣跟高爐TRT聯(lián)合發(fā)電，將高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣與高爐煤氣余壓綜合進同一個發(fā)電系統(tǒng)，因而簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，且提高了單獨設(shè)置各能源利用系統(tǒng)的不便，因而能源利用效率更高。


圖1是本發(fā)明·的高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣熱源用于TRT發(fā)電的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工藝流程圖。。
具體實施例方式以下結(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。如圖1所示一種高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣熱源用于TRT發(fā)電的方法，其特征在于:將高爐熱風(fēng)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TRT系統(tǒng)的煤氣透平2和發(fā)電機4同軸設(shè)置，氨水透平3和煤氣透平2共同帶動發(fā)電機4運轉(zhuǎn)而發(fā)電。按上述技術(shù)方案，將高爐熱風(fēng)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)I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)I內(nèi)設(shè)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(fēng)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3旋轉(zhuǎn)。
按上述技術(shù)方案，從氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)I排出的熱風(fēng)爐燃燒廢氣送入熱風(fēng)爐煙囪。按上述技術(shù)方案，所述的煤氣透平2輸入來自高爐爐頂?shù)母邏好簹?，并將排出的低壓煤氣輸出到凈煤氣管網(wǎng)。如圖1所示的高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣熱源用于TRT發(fā)電的系統(tǒng)為實現(xiàn)本發(fā)明工藝的一種方式。主要包括氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)1、氨水透平3、高爐TRT系統(tǒng)的煤氣透平2和發(fā)電機4，且氨水透平3、煤氣透平2以及發(fā)電機4同軸設(shè)置并同軸運行；
氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)I中設(shè)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(fēng)爐燃燒廢氣循環(huán)通道與高壓氨水通道并行，高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣循環(huán)通道的進口端與熱風(fēng)爐高溫?zé)煔獬隹谶B通，出口端與熱風(fēng)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。按上述技術(shù)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。所述的煤氣透平2輸入端與高爐爐頂?shù)母邏好簹夤艿肋B通，輸出端與凈煤氣管網(wǎng)連通。本發(fā)明的核心在于:氨水透平與高爐TRT系統(tǒng)的煤氣透平和發(fā)電機同軸設(shè)置，氨水透平和煤氣透平共同帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電，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TRT系統(tǒng)的煤氣透平和發(fā)電機同軸設(shè)置都可以實現(xiàn)本發(fā)明的工藝；換熱系統(tǒng)的熱源也不局限于高爐熱風(fēng)爐廢煙氣，其他高溫?zé)煔庖餐瑯涌梢?。本發(fā)明的工作原理為:將高爐熱風(fēng)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)氨水推動與高爐TRT系統(tǒng)的煤氣透平和發(fā)電機同軸的氨水透平旋轉(zhuǎn)，并由發(fā)電機發(fā)電。這樣，由于可以利用現(xiàn)有的用于高爐TRT系統(tǒng)的煤氣透平，只需要加大高爐TRT系統(tǒng)的發(fā)電機、勵磁系統(tǒng)和其它上網(wǎng)設(shè)備的能力，不需要單獨投資，大大減少初期投資成本和運行維護成本、投入回收期短。同時，高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣跟高爐TRT聯(lián)合發(fā)電，將高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣與高爐煤氣余壓綜合進同一個發(fā)電系統(tǒng)，因而簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，且提高了單獨設(shè)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(fēng)爐燃燒廢氣熱源用于TRT發(fā)電的方法，其特征在于:將高爐熱風(fēng)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TRT系統(tǒng)的煤氣透平和發(fā)電機同軸設(shè)置，氨水透平和煤氣透平共同帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，并由發(fā)電機發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:高爐熱風(fēng)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(shè)置氨水泵、冷卻系統(tǒng)和換熱系統(tǒng)，高爐熱風(fēng)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)排出的熱風(fēng)爐燃燒廢氣送入熱風(fēng)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:所述的煤氣透平輸入來自高爐爐頂?shù)母邏好簹猓⑴懦龅牡蛪好簹廨敵龅絻裘簹夤芫W(wǎng)。
5.一種高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣熱源用于TRT發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于:要包括氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、氨水透平、以及高爐TRT系統(tǒng)的煤氣透平和發(fā)電機，且氨水透平、煤氣透平以及發(fā)電機同軸設(shè)置并同軸運行； 氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)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(fēng)爐燃燒廢氣循環(huán)通道與高壓氨水通道并行，高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣循環(huán)通道的進口端與熱風(fēng)爐高溫?zé)煔獬隹谶B通，出口端與熱風(fēng)爐煙 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。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的煤氣透平輸入端與高爐爐頂?shù)母邏好簹夤艿肋B通，輸出端與凈煤氣管網(wǎng)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6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。
全文摘要
本發(fā)明涉及高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣熱源用于TRT發(fā)電的系統(tǒng)和方法，主要包括氨水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、氨水透平、以及高爐TRT系統(tǒng)的煤氣透平和發(fā)電機，且氨水透平、煤氣透平以及發(fā)電機同軸設(shè)置并同軸運行；將高爐熱風(fēng)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)氨水推動與高爐TRT系統(tǒng)的煤氣透平和發(fā)電機同軸的氨水透平旋轉(zhuǎn)，并由發(fā)電機發(fā)電。這樣，只需要加大高爐TRT系統(tǒng)的發(fā)電機、勵磁系統(tǒng)和其它上網(wǎng)設(shè)備的能力，不需要單獨投資，大大減少初期投資成本和運行維護成本。
文檔編號C21B9/00GK103243189SQ20131014203
公開日2013年8月14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(shù)有限公司