一種石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】一種石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置，本發(fā)明通過采用高壓熱水循環(huán)和R123郎肯循環(huán)雙循環(huán)方式，其中R123蒸發(fā)器（3）殼側(cè)的R123吸熱蒸發(fā)得到有機蒸汽驅(qū)動R123透平（6）帶動發(fā)電機（7）產(chǎn)生電能，本發(fā)明具有操作簡單、成本相對低廉、控制簡單、安全性高的特點，實現(xiàn)了簡單可行、可靠性高、易于實現(xiàn)的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。
【專利說明】一種石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置
[0001]【【技術(shù)領(lǐng)域】】
本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，具體涉及一種石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置。
[0002]【【背景技術(shù)】】
已知的，石灰回轉(zhuǎn)窯工藝因具有產(chǎn)量大、石灰活性度高、熱效率高、排放溫度低的特點，因此在鋼鐵企業(yè)廣為采用，其中石灰回轉(zhuǎn)窯豎式預(yù)熱器出口廢氣溫度一般在200?250°C，屬于低溫?zé)煔庥酂?，目前，在國?nèi)低溫排放型石灰回轉(zhuǎn)窯余熱發(fā)電技術(shù)基本屬于空白，僅在情況較為特殊的石灰生產(chǎn)線上有應(yīng)用，比如江西新余鋼鐵2X600t/d石灰窯排煙溫度高達(dá)380 V，江蘇永鋼2 X 600t/d石灰窯排煙溫度高達(dá)450 V，而配套建設(shè)余熱電站發(fā)電效益良好，但不具有代表性，因此石灰回轉(zhuǎn)窯余熱發(fā)電技術(shù)目前仍存在如下缺點:
1、水蒸汽郎肯循環(huán)效率低下，無法高效回收煙氣余熱；
2、若采用單工質(zhì)有機介質(zhì)郎肯循環(huán)則存在工質(zhì)充灌量大，相應(yīng)的蒸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計困難、工質(zhì)回收、貯存困難等問題；
3、國內(nèi)外習(xí)慣上采用導(dǎo)熱油和有機工質(zhì)的雙工質(zhì)系統(tǒng)，但導(dǎo)熱油價格昂貴；
4、導(dǎo)熱油為復(fù)雜高分子混合物，長期在高溫條件下工作會產(chǎn)生聚合裂解等化學(xué)反應(yīng)，降低油品質(zhì)，且會在換熱管壁結(jié)瘤，造成高溫爆管等事故；
5、任何一種導(dǎo)熱油均有一定的服役周期，需定期更換，因此造成運行費用較高；
6、針對低溫余熱回收還可采用kalina技術(shù)，但該系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜、實施難度大、氨泄露易導(dǎo)致中毒、爆炸事故等缺點，因此未能成功商業(yè)化推廣。
[0003]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
為克服【背景技術(shù)】中存在的不足，本發(fā)明提供了一種石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置，本發(fā)明通過采用高壓熱水循環(huán)和R123郎肯循環(huán)雙循環(huán)方式，其中R123蒸發(fā)器殼側(cè)的R123吸熱蒸發(fā)得到有機蒸汽驅(qū)動R123透平帶動發(fā)電機產(chǎn)生電能，本發(fā)明具有操作簡單、成本相對低廉、控制簡單、安全性高的特點。
[0004]為實現(xiàn)如上所述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案:
一種石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置，包括煙氣-水換熱器、循環(huán)水泵、R123蒸發(fā)器、R123工質(zhì)泵、凝汽器、R123透平和發(fā)電機，所述循環(huán)水泵的出水口通過管道連接煙氣-水換熱器管側(cè)的進(jìn)水口，所述煙氣-水換熱器管側(cè)的出水口通過管道連接Rl23蒸發(fā)器管側(cè)的進(jìn)水口，所述R123蒸發(fā)器管側(cè)的出水口連接循環(huán)水泵的進(jìn)水口，所述R123蒸發(fā)器殼側(cè)的R123出口連接R123透平，所述R123透平連接發(fā)電機，其中R123蒸發(fā)器殼側(cè)的R123吸熱蒸發(fā)得到有機蒸汽驅(qū)動R123透平帶動發(fā)電機產(chǎn)生電能，R123透平的乏汽連接口連接凝汽器，所述凝汽器連接R123工質(zhì)泵的進(jìn)口，所述R123工質(zhì)泵的出口連接R123蒸發(fā)器殼側(cè)R123入口形成所述的石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置。
[0005]所述的石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置，所述循環(huán)水泵為轉(zhuǎn)速可調(diào)的高壓熱水循環(huán)泵。
[0006]所述的石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置，所述R123蒸發(fā)器為滿液式蒸發(fā)器。
[0007]所述的石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置，所述R123工質(zhì)泵為隔膜泵或者螺桿泵。
[0008]采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下所述的優(yōu)越性:
本發(fā)明所述的一種石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置，本發(fā)明通過采用熱水循環(huán)和R123郎肯循環(huán)雙循環(huán)方式，其中R123蒸發(fā)器殼側(cè)的R123吸熱蒸發(fā)得到有機蒸汽驅(qū)動R123透平帶動發(fā)電機產(chǎn)生電能，本發(fā)明具有操作簡單、成本相對低廉、控制簡單、安全性高的特點，實現(xiàn)了簡單可行、可靠性高、易于實現(xiàn)的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。
[0009]【【專利附圖】

【附圖說明】】
圖1是本發(fā)明的工藝系統(tǒng)圖；
在圖中:1、煙氣-水換熱器；2、循環(huán)水泵；3、R123蒸發(fā)器；4、R123工質(zhì)泵；5、凝汽器；
6、R123透平；7、發(fā)電機。
[0010]【【具體實施方式】】
通過下面的實施例可以更詳細(xì)的解釋本發(fā)明，本發(fā)明并不局限于下面的實施例；
結(jié)合附圖1本發(fā)明所述的一種石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置，包括煙氣-水換熱器
1、循環(huán)水泵2、R123蒸發(fā)器3、R123工質(zhì)泵4、凝汽器5、R123透平6和發(fā)電機7，所述的循環(huán)水泵2進(jìn)出口均為高壓，所以可選用低揚程泵以降低系統(tǒng)自用電，循環(huán)水泵2為轉(zhuǎn)速可調(diào)的高壓熱水循環(huán)泵，根據(jù)負(fù)荷要求調(diào)節(jié)R123蒸發(fā)器3的熱水入口流量；循環(huán)水泵2的出水口通過管道連接煙氣-水換熱器1管側(cè)的進(jìn)水口，其中煙氣-水換熱器1的換熱器管側(cè)為水，為防止水的汽化水側(cè)需維持一定的壓力，這樣可消除相變傳熱窄點溫差對進(jìn)一步降低排煙溫度的限制，盡可能的提高余熱利用效率；所述煙氣-水換熱器1管側(cè)的出水口通過管道連接R123蒸發(fā)器3管側(cè)的進(jìn)水口，所述R123蒸發(fā)器3為滿液式蒸發(fā)器，采用滿液式R123蒸發(fā)器，有機工質(zhì)殼程，高壓水管程，蒸發(fā)器采用強化換熱銅管，這樣的結(jié)構(gòu)形式可充分強化傳熱，根據(jù)工藝要求的不同蒸發(fā)器采用滿液式可避免擾流流速導(dǎo)致的蒸汽含液；R123蒸發(fā)器3管側(cè)的出水口連接循環(huán)水泵2的進(jìn)水口，所述R123蒸發(fā)器3殼側(cè)的R123出口連接R123透平6，所述R123透平6連接發(fā)電機7，其中R123蒸發(fā)器3殼側(cè)的R123吸熱蒸發(fā)得到有機蒸汽驅(qū)動R123透平6帶動發(fā)電機7產(chǎn)生電能，R123透平6的乏汽連接口連接凝汽器5，其中R123透平6采用有機工質(zhì)透平，具有通流面積小，整機尺寸緊湊的優(yōu)點；所述凝汽器5連接R123工質(zhì)泵4的進(jìn)口，所述R123工質(zhì)泵4為隔膜泵或者螺桿泵，采用隔膜泵或者螺桿泵，鑒于0RC系統(tǒng)有機工質(zhì)工作特點，工質(zhì)泵必須密封性好、無泄漏、有安全泄放裝置、維護(hù)簡單、壓頭高等特點；R123工質(zhì)泵4的出口連接R123蒸發(fā)器3殼側(cè)R123入口形成所述的石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置。
[0011 ] 本發(fā)明中循環(huán)水泵2將給水注入煙氣-水換熱器1，給水在煙氣-水換熱器1中吸熱升溫后，經(jīng)過R123蒸發(fā)器3的管側(cè)，R123蒸發(fā)器3殼側(cè)的R123吸熱蒸發(fā)得到有機蒸汽驅(qū)動R123透平6帶動發(fā)電機7產(chǎn)生電能，R123透平6的乏汽經(jīng)凝汽器5凝結(jié)后，R123凝結(jié)液再由R123工質(zhì)泵4加壓送往R123蒸發(fā)器3 ;本發(fā)明采用高壓熱水作為中間流體，將廢氣顯熱傳遞給有機工質(zhì)，采用無相變換熱器可避免窄點溫差對排煙溫度的限制，提高余熱利用率；本發(fā)明采用滿液式R123蒸發(fā)器3，其殼側(cè)為R123，管側(cè)為熱水，換熱管為強化換熱銅管，這樣可避免殼側(cè)擾流流速導(dǎo)致的蒸汽含液；采用隔膜式或者螺桿式工質(zhì)泵以滿足0RC系統(tǒng)的無泄漏、流量可調(diào)、維護(hù)簡單可靠的要求。
[0012]本發(fā)明采用高壓熱水循環(huán)和R123郎肯循環(huán)雙循環(huán)方式，其中高壓熱水循環(huán)包括煙氣-水換熱器1、循環(huán)水泵2、R123蒸發(fā)器3 ；R123郎肯循環(huán)包括R123蒸發(fā)器3、R123透平6、R123工質(zhì)泵4和凝汽器5 ;本發(fā)明雙工質(zhì)“高壓水和R123”有機郎肯循環(huán)系統(tǒng)，采用轉(zhuǎn)速可調(diào)的高壓熱水循環(huán)泵，根據(jù)負(fù)荷要求調(diào)節(jié)R123蒸發(fā)器3的熱水入口流量，煙氣-水換熱器I管側(cè)為水，為防止水的汽化水側(cè)需維持一定的壓力，這樣可消除相變傳熱窄點溫差對進(jìn)一步降低排煙溫度的限制，盡可能的提高余熱利用率；循環(huán)水泵2進(jìn)出口均為高壓，所以可選用低揚程泵以降低系統(tǒng)自用電；本發(fā)明采用滿液式R123蒸發(fā)器3，有機工質(zhì)殼程，高壓水管程，蒸發(fā)器均采用強化換熱銅管，這樣的結(jié)構(gòu)形式可充分利用傳熱面積，根據(jù)工藝要求的不同蒸發(fā)器采用滿液式可避免擾流流速導(dǎo)致的蒸汽含液；R123透平6為有機工質(zhì)透平，R123透平6具有通流面積小，整機尺寸緊湊的優(yōu)點；本發(fā)明中R123工質(zhì)泵4為隔膜泵或者螺桿泵，鑒于ORC系統(tǒng)有機工質(zhì)工作特點，工質(zhì)泵必須密封性好、無泄漏、有安全泄放裝置、維護(hù)簡單、壓頭高等特點，綜合這些特點本系統(tǒng)工質(zhì)泵擬定為隔膜泵或者螺桿泵等，綜上所述，本發(fā)明是一種簡單可行、可靠性高、易于實現(xiàn)的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術(shù)。
[0014]為了公開本發(fā)明的目的而在本文中選用的實施例，當(dāng)前認(rèn)為是適宜的，但是，應(yīng)了解的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和發(fā)明范圍內(nèi)的實施例的所有變化和改進(jìn)。
【權(quán)利要求】
1.一種石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置，包括煙氣-水換熱器(11循環(huán)水泵(2)3123蒸發(fā)器(3)^123工質(zhì)泵(4)41^^(5)^123透平(6)和發(fā)電機(7),其特征是:所述循環(huán)水泵(2 )的出水口通過管道連接煙氣-水換熱器(1)管側(cè)的進(jìn)水口，所述煙氣-水換熱器(1)管側(cè)的出水口通過管道連接町23蒸發(fā)器(3)管側(cè)的進(jìn)水口，所述町23蒸發(fā)器(3 )管側(cè)的出水口連接循環(huán)水泵(2)的進(jìn)水口，所述[23蒸發(fā)器(3)殼側(cè)的[23出口連接[23透平(6),所述[23透平(6)連接發(fā)電機(7),其中[23蒸發(fā)器(3)殼側(cè)的[23吸熱蒸發(fā)得到有機蒸汽驅(qū)動[23透平(6)帶動發(fā)電機(7)產(chǎn)生電能，[23透平(6)的乏汽連接口連接凝汽器(5),所述凝汽器(5)連接[23工質(zhì)泵(4)的進(jìn)口，所述[23工質(zhì)泵(4)的出口連接[23蒸發(fā)器(3)殼側(cè)[23入口形成所述的石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置，其特征是:所述循環(huán)水泵(2)為轉(zhuǎn)速可調(diào)的高壓熱水循環(huán)泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置，其特征是:所述町23蒸發(fā)器(3)為滿液式蒸發(fā)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱的發(fā)電裝置，其特征是:所述町23工質(zhì)泵(4)為隔膜泵或者螺桿泵。
【文檔編號】F27D17/00GK104482771SQ201410535027
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】彭巖, 黃高泉, 時小寶, 侯昊, 王新建, 劉懷亮 申請人:中信重工機械股份有限公司