[发明专利]烧结烟气余热发电系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及烧结烟气余热回收领域，具体涉及一种采用氨水混合工质动力循环实现烧结烟气余热回收发电的系统和方法。

背景技术

烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿粉、煤粉和石灰、高炉灰尘、轧钢皮、钢渣等按一定配比混匀，经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿作为炼铁的熟料。利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性以保证高炉运行均有重要意义。我国烧结矿产量居世界第一，烧结工序是仅次于炼铁工序的第二大耗能工序，其中烧结烟气带走的热量约占烧结工序能耗的16-24%，其回收利用对于钢铁厂节能降耗具有重要意义。烧结烟气流量大，其中高温段温度在300-380℃，中低温段温度在180-240℃左右，由于烧结烟气余热品位较低，采用以水为工质的朗肯循环系统发电效率较低。本发明采用新型的以氨水为工质的动力循环系统，提高烧结烟气余热回收水平。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷，提供一种烧结烟气余热发电系统和方法，能够高效率地回收烧结烟气余热。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

烧结烟气余热发电系统，其特征在于：主要包括与烧结系统烟气排出管路相连的氨水混合工质动力循环系统；氨水混合工质动力循环系统中设置氨水循环系统、烟气循环通道和冷却水循环通道；氨水循环系统与烟气循环通道在换热器中逆流换热；氨水循环系统与冷却水循环通道在冷凝器中逆流换热；烟气循环通道的进口端分别连通中低温烟气管道和高温烟气管路，出口端连通烟气排放管路，烟气排放管路与放散烟囱连通；冷却水循环通道的上分别设置冷却水进口管路和冷却水回水管路，冷却水进口管路和冷却水回水管路分别与外部冷却塔连通；氨水循环系统的动力输出端与膨胀机连通，膨胀机与发电机相连。

按上述技术方案，氨水循环系统主要包括蒸发器、过热器、膨胀机、回热器、闪蒸器、低压冷凝器、低压泵、高压冷凝器、高压泵；高温烟气管路经过过热器后与中低温烟气管道汇合并经过蒸发器后与烟气排放管路连通；蒸发器和过热器内烟气循环通道与高压氨水循环通道逆流换热；高压氨水循环通道的进口端与高压工作溶液管路连通，出口端与过热蒸汽管路连通；过热蒸汽管路与膨胀机进口端连通，膨胀机膨胀做功带动发电机发电；膨胀机的乏汽出口设置乏汽管路，乏汽管路通过回热器并与低压基础溶液管路连通；低压基础溶液管路通过低压冷凝器与低压泵的进口连通；低压泵的出口端为高压基本溶液管路；高压基本溶液管路分为两路，一路通过回热器与闪蒸器的进口端连通，另一路与闪蒸器出口端的富氨蒸汽管路汇合并经过高压冷凝器后与高压泵的进口端连通；高压泵的出口端与高压工作溶液管路连通；闪蒸器的出口端还设置稀氨溶液管路，稀氨溶液管路与低压基础溶液管路在低压冷凝器前汇合，稀氨溶液管路上设置节流阀；冷却水循环通道贯穿于低压冷凝器和高压冷凝器。

按上述技术方案，低压冷凝器和高压冷凝器共用一个冷却水循环通道，冷却水循环通道在各冷凝器中分别与低压基础溶液管路和低压工作溶液管路逆流换热；且冷却水循环通道上仅设置一组冷却水进口管路和冷却水回水管路，冷却水进口管路和冷却水回水管路分别与外部冷却塔连通。

采用上述烧结烟气余热发电系统进行发电的方法，其特征在于：

烧结系统根据烧结工艺分高温段和中低温段分别产生高温烟气和中低温烟气，高温烧结烟气温度在300-380℃，直接从高温烟气管路进入过热器；中低温烧结烟气温度180-240℃，通过中低温烟气管道与通过过热器的高温烧结烟气混合后通入蒸发器；

在蒸发器内，烧结烟气将热量传递给氨水溶液，使之发生相变产生蒸汽，蒸汽在过热器内被加热至过热状态，推动膨胀机做功，膨胀机带动发电机对外发电；做功乏汽在回热器将热量传递给高压基础溶液，吸收热量的高压基础溶液在闪蒸器内分离成浓氨蒸汽和稀氨溶液；浓氨蒸汽自富氨蒸汽管路输出；稀氨溶液自稀氨溶液管路排出后经过节流阀减压，之后和回热器的出口乏汽混合形成低压基础溶液；低压基础溶液依次经过低压冷凝器和低压泵后变成高压基础溶液，高压基础溶液一部分进入回热器，另一部分和富氨蒸汽管路中的浓氨蒸汽混合成低压工作溶液，低压工作溶液经过高压冷凝器和高压泵后成为高压工作溶液，高压工作溶液通过高压工作溶液管路输往蒸发器，完成一个循环。