本實用新型專利技術涉及一種基于CO2熱泵循環的加熱爐余熱發電耦合系統。熱泵內低溫制冷劑在蒸發器內吸收加熱爐冷卻系統余熱，經壓縮機壓縮后在冷卻器內加熱來自加熱爐的冷卻水，制冷劑經節流閥保持較低溫度；加熱爐冷卻水經冷卻器加熱后在鍋爐中吸熱升溫，產生的蒸汽經管道送至汽輪機中實現膨脹做功，再經發電機輸出電能；來自汽輪機的乏汽經凝汽器實現定壓放熱，再經凝結水泵供至除氧器，進而經蒸發器進入加熱爐。本實用新型專利技術利用鍋爐汽輪機水循環中的凝結水來冷卻加熱爐爐底水管，不僅保證了加熱爐水冷構件的安全運行，還提高了鍋爐給水溫度，很大程度上提高了朗肯循環效率，為回收加熱爐余熱和提高電廠效率提供基礎資料。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及熱栗回收鋼廠余熱的耦合系統，具體是一種基于co2熱栗循環的加熱爐余熱發電耦合系統。
技術介紹
目前，鋼鐵行業中乳鋼廠能量消耗的10%_15%用于加熱爐上，節省燃料對降低成本和節約能源都有重要意義。但是加熱爐的熱利用率很低，13%_20%的熱量隨加熱爐冷卻系統而損失，因而進行加熱爐冷卻系統的余熱回收研究是非常必要的。加熱爐冷卻系統的水溫不是很高，傳統余熱回收方式具有很大的局限性。C02屬于環境友好性的制冷劑，單位容積制冷量大，其用于跨臨界循環時不僅溫度滑移大，而且排氣溫度較高，特別適宜熱栗循環。基于上述特點，有必要提出一種跨臨界C02熱栗和朗肯循環耦合實現加熱爐冷卻系統的余熱回收的技術方案。
技術實現思路
為實現上述專利技術目的，本專利技術提供一種基于C02熱栗循環的加熱爐余熱發電耦合系統，不僅實現了鋼廠效率的提高，同時也減少了C02的排放，為最大限度的提高鋼廠效率提供依據。本專利技術采用的技術方案是:—種基于C02熱栗循環的加熱爐余熱發電耦合系統，包括汽輪機、凝汽器、凝結水栗、除氧器、壓縮機、氣體冷卻器、節流閥、蒸發器、鍋爐、加熱爐、集箱、汽包、發電機，熱栗內低溫制冷劑在蒸發器內吸收加熱爐冷卻系統余熱，經壓縮機壓縮后在冷卻器內加熱來自加熱爐的冷卻水，制冷劑經節流閥保持較低溫度;加熱爐冷卻水經冷卻器加熱后在鍋爐中吸熱升溫，產生的蒸汽經管道送至汽輪機中實現膨脹做功，再經發電機輸出電能;來自汽輪機的乏汽經凝汽器實現定壓放熱，再經凝結水栗供至除氧器，進而經蒸發器進入加熱爐。采用上述技術方案的本專利技術，與現有技術相比，其優點在于:利用跨臨界C02熱栗蒸發器吸收加熱爐冷卻系統的熱量。其一，可以保持進入加熱爐冷卻系統循環水較低的溫度，更好的保護加熱爐爐底結構;另外，把回收的熱量經冷卻器加熱了鍋爐給水，進而提高了鍋爐給水溫度，使得耦合系統的效率提高。耦合系統不僅實現了鋼廠效率的提高，同時也減少了C02的排放，為最大限度回收鋼廠余熱和提高鋼廠效率提供依據。作為優選，本專利技術進一步的技術方案是:還包括給水箱、補充水栗，給水箱進水端連接補充水栗，出水端連接凝結水栗，補充水栗補充的水經水處理裝置處理后進入給水箱，對整個耦合循環水進行補充。【附圖說明】圖1為本專利技術實施例的系統流程示意圖；圖2為耦合系統T-s圖；圖中:管道1;汽輪機2;凝汽器3;凝結水栗4;除氧器5;壓縮機6;冷卻器7;節流閥8;蒸發器9;鍋爐10;加熱爐11;給水箱12;水處理裝置13;補充水栗14;集箱15;汽包16;發電機17；a，b，c，…為循環中各對應設備進出口狀態點。【具體實施方式】下面結合附圖給出的實施例對本專利技術作進一步闡述，但實施例不對本專利技術構成任何限制。參見圖1，這種基于⑶2熱栗循環的加熱爐余熱發電耦合系統，主要由汽輪機2、凝汽器3、壓縮機6、冷卻器7、蒸發器9、鍋爐10、加熱爐11、給水箱12、發電機17構成。C02熱栗蒸發器9內低溫低壓的C02制冷劑在蒸發器9內吸收加熱爐爐底冷卻系統中冷卻水的余熱，吸熱后的C02制冷劑經制冷管道進入壓縮機6內，再由壓縮機6把C02制冷劑壓縮成高溫高壓的過熱氣體，經制冷管道輸送到冷卻器7內，在冷卻器7內高溫高壓的C02制冷劑和來自加熱爐爐底冷卻水進行換熱，實現了C02制冷劑冷卻和加熱爐11冷卻水的加熱;C02制冷劑經節流閥8實現降壓降溫目的，從而達到了C02制冷劑在蒸發器9內制冷。冷卻器7內加熱的冷卻水經管道輸送至鍋爐10中，在鍋爐10內水經定壓吸熱變成過熱蒸汽，產生的過熱蒸汽經管道1送至汽輪機2中實現膨脹做功，產生功經發電機17向外輸出電能;做功后的蒸汽經汽輪機2以乏汽形式由管道輸送至凝汽器3中，在凝汽器3中實現定壓放熱，降溫后的冷卻水再經凝結水栗4供至除氧器5，進而進入蒸發器9進一步放熱降溫，然后由集箱15分配后進入加熱爐11爐底冷卻系統，從而完成一個循環。參見圖2，fg代表C02制冷劑在壓縮機6中壓縮成高溫高壓的C02制冷劑;gh代表高溫高壓的C02制冷劑在冷卻器7中與來自加熱爐11爐底的冷卻水進行換熱，實現C02制冷劑冷卻和冷卻水的加熱;hi代表高壓C02制冷劑經節流閥8降壓降溫；if代表低溫低壓C02制冷劑在蒸發器9內與來自除氧氣5的冷卻水換熱，實現對冷卻水的降溫;be代表來自汽輪機2的乏汽在凝汽器3內定壓放熱;cd代表來自凝汽器3的冷凝水在凝結水栗4中壓縮升壓;de代表冷凝水在加熱爐11爐底吸熱和冷卻器7中升溫;ea代表冷凝水在鍋爐10內定壓吸熱產生過熱蒸汽。補充水栗14補充的水經水處理裝置13處理后進入給水箱12，由凝結水栗4將給水箱12中的水補入整個耦合循環水系統。本專利技術可以在跨臨界C02熱栗和朗肯循環作用下將加熱爐冷卻系統余熱回收，為最大限度的提高鋼廠效率提供依據。以上所述僅為本專利技術較佳可行的實施例而已，并非因此局限本專利技術的權利范圍，凡運用本專利技術說明書及附圖內容所作的等效結構變化，均包含于本專利技術的權利范圍之內。【主權項】1.一種基于C02熱栗循環的加熱爐余熱發電耦合系統，其特征在于，包括汽輪機(2)、凝汽器(3)、凝結水栗(4)、除氧器(5)、壓縮機(6)、氣體冷卻器(7)、節流閥(8)、蒸發器(9)、鍋爐(10)、加熱爐(11)、集箱(15)、汽包(16)、發電機(17)，熱栗內低溫制冷劑在蒸發器(9)內吸收加熱爐冷卻系統余熱，經壓縮機(6)壓縮后在冷卻器(7)內加熱來自加熱爐的冷卻水，制冷劑經節流閥(8)保持較低溫度;加熱爐冷卻水經冷卻器(7)加熱后在鍋爐(10)中吸熱升溫，產生的蒸汽經管道(1)送至汽輪機(2)中實現膨脹做功，再經發電機(17)輸出電能;來自汽輪機(2)的乏汽經凝汽器(3)實現定壓放熱，再經凝結水栗(4)供至除氧器(5)，進而經蒸發器(9)進入加熱爐(11)。2.根據權利要求1所述的基于C02熱栗循環的加熱爐余熱發電耦合系統，其特征在于，還包括給水箱(12)、補充水栗(14)，給水箱(12)進水端連接補充水栗(14)，出水端連接凝結水栗(4)，補充水栗(14)補充的水經水處理裝置(13)處理后進入給水箱(12)，對整個耦合循環水進行補充。【專利摘要】本技術涉及一種基于CO2熱泵循環的加熱爐余熱發電耦合系統。熱泵內低溫制冷劑在蒸發器內吸收加熱爐冷卻系統余熱，經壓縮機壓縮后在冷卻器內加熱來自加熱爐的冷卻水，制冷劑經節流閥保持較低溫度；加熱爐冷卻水經冷卻器加熱后在鍋爐中吸熱升溫，產生的蒸汽經管道送至汽輪機中實現膨脹做功，再經發電機輸出電能；來自汽輪機的乏汽經凝汽器實現定壓放熱，再經凝結水泵供至除氧器，進而經蒸發器進入加熱爐。本技術利用鍋爐汽輪機水循環中的凝結水來冷卻加熱爐爐底水管，不僅保證了加熱爐水冷構件的安全運行，還提高了鍋爐給水溫度，很大程度上提高了朗肯循環效率，為回收加熱爐余熱和提高電廠效率提供基礎資料。【IPC分類】F22D11/02, F25B30/02, F01D15/10【公開號】CN205090662【申請號】CN201520827985【專利技術人】王洪利, 田景瑞, 杜遠航, 劉建雄 【申請人】華北理工大學【公開日】2016年3月16日【申請日】2015年10月26日本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于CO2熱泵循環的加熱爐余熱發電耦合系統，其特征在于，包括汽輪機（2）、凝汽器（3）、凝結水泵（4）、除氧器（5）、壓縮機（6）、氣體冷卻器（7）、節流閥（8）、蒸發器（9）、鍋爐（10）、加熱爐（11）、集箱（15）、汽包（16）、發電機（17），熱泵內低溫制冷劑在蒸發器（9）內吸收加熱爐冷卻系統余熱，經壓縮機（6）壓縮后在冷卻器（7）內加熱來自加熱爐的冷卻水，制冷劑經節流閥（8）保持較低溫度；加熱爐冷卻水經冷卻器（7）加熱后在鍋爐（10）中吸熱升溫，產生的蒸汽經管道（1）送至汽輪機（2）中實現膨脹做功，再經發電機（17）輸出電能；來自汽輪機（2）的乏汽經凝汽器（3）實現定壓放熱，再經凝結水泵（4）供至除氧器（5），進而經蒸發器（9）進入加熱爐（11）。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王洪利，田景瑞，杜遠航，劉建雄，
申請(專利權)人：華北理工大學，
類型：新型
國別省市：河北;13
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