炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型有关于一种炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统，其包括：余热锅炉；汽轮机，连接所述的余热锅炉，该汽轮机设有发电机；热交换器，分别连接所述的余热锅炉、汽轮机、以及烟气排烟管；透平膨胀机，连接所述的热交换器,该透平膨胀机设有发电机；冷凝器，与所述透平膨胀机连接；冷却塔，其进口与出口分别连接所述冷凝器的出口与进口,所述冷凝器与冷却塔构成循环回路；以及膨胀工质储液罐，连接于所述冷凝器与热交换器之间。本实用新型在有效利用炭素煅烧炉烟气热能的同时，能够减少环境污染，起到环境保护的作用。
【专利说明】
炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及发电系统，特别是涉及一种炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统。【背景技术】
[0002]在传统工艺下，高温烟气必须用水冷方式降温后，才可排入烟囱，以达到保护烟囱的目的。高温烟气水冷的方式不仅浪费了大量高温烟气资源，消耗大量水资源，而且造成环境热污染。
[0003]传统的煅烧炉烟气余热利用方式是建设导热油余热锅炉，为炭素生产中沥青焦融化等工艺提供热源，而炭素生产工艺中需要的热量有限，仍有大量炭素煅烧炉烟气热能白白浪费。
[0004]部分炭素企业根据所处地理位置，利用煅烧炉余热建设蒸汽余热锅炉，为周围用户提供蒸汽热源，但这种方式仍然存在以下明显缺陷:
[0005](1)蒸汽负荷发生变化时，必然造成余热锅炉、煅烧炉的频繁调整，影响煅烧炉的正常生产；
[0006](2)大部分炭素企业所处地理位置偏僻，周围并没有蒸汽用户。
[0007]鉴于上述原因，水冷高温烟气的方式普遍存在于国内炭素行业，造成大量余热浪费，同时造成环境污染。
[0008]进入新世纪以来，随着电解铝工业的快速发展，铝用炭素企业也得到了大力发展， 炭素企业主要以民营为主，凭借其灵活的经营、严格的管理和低成本，在金融危机的洗礼中成为了炭素工业的中坚。民营炭素企业规模偏小，实力单薄，分布较广，自身工艺特点，使得余热发电未能全面推广。
[0009]国家“十二五”规划将节能潜力大的锅炉炉窑作为重大节能技术产业化的重点领域，炭素煅烧炉的烟气余热发电潜力大，属于国家鼓励发展节能技术的重点领域。
[0010]炭素煅烧炉有别于水泥、钢铁行业的余热发电:一是规模普遍偏小;二是很多炭素企业建设了导热油余热锅炉，使烟气品位下降，利用变得困难;三是民营炭素企业采用的石油焦基本都是高硫焦，露点较高，回收余热过程中，如果处理方式不当，在换热面容易形成结疤，影响换热效率，也会对换热器造成腐蚀，回收余热后的烟气排空容易腐蚀排烟管道及烟筒。因此利用炭素煅烧炉烟气余热发电不能完全照抄照搬其它行业的发电，需要根据炭素煅烧炉烟气和生产工艺特点，借鉴余热发电成熟经验，开发适合炭素煅烧炉烟气的热交换工艺和装置，并对辅助设施进行相应改造和处理，既实现烟气余热回收，又不影响炭素企业正常生产和相关设施寿命。
[0011]有鉴于上述现有的炭素煅烧炉烟气的热交换装置存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统，能够解决现有的炭素煅烧炉烟气的热交换装置存在的问题，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。
【发明内容】
[0012]本实用新型的目的在于提供一种炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统，解决了现有的装置在使用时造成炭素煅烧炉烟气热能浪费、环境污染的问题。
[0013]本实用新型的目的是采用以下的技术方案来实现的。本实用新型提出一种炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统，其包括:余热锅炉;汽轮机，连接所述的余热锅炉，该汽轮机设有发电机;热交换器，分别连接所述的余热锅炉、汽轮机、以及烟气排烟管;透平膨胀机， 连接所述的热交换器，该透平膨胀机设有发电机;冷凝器，与所述透平膨胀机连接;冷却塔， 其进口与出口分别连接所述冷凝器的出口与进口，所述冷凝器与冷却塔构成循环回路；以及膨胀工质储液罐，连接于所述冷凝器与热交换器之间。
[0014]本实用新型的目的还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
[0015]较佳的，前述的炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统，其中所述的余热锅炉与热交换器之间、所述的冷凝器与冷却塔之间、所述的膨胀工质储液罐与热交换器之间均设有栗。
[0016]较佳的，前述的炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统，其中所述的冷凝器与膨胀工质储液罐之间设有节流阀。
[0017]借由上述技术方案，本实用新型的炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统至少具有下列优点及有益效果:
[0018]1、能有效提高烟气余热利用热效率；
[0019]2、普遍适用于炭素煅烧炉烟气余热发电；
[0020]3、当汽轮发电乏汽参数变化时，透平发电机组效率表现稳定。
[0021]4、透平膨胀机可调速，作为动力机使用。
[0022]5、本实用新型在有效利用炭素煅烧炉烟气热能的同时，能够减少环境污染，起到环境保护的作用。
[0023]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。【附图说明】[0〇24]图1是本实用新型的系统结构不意图。
[0025]【主要元件符号说明】
[0026]1:余热锅炉2:汽轮机[〇〇27]3:第一发电机4:热交换器[〇〇28]5:透平膨胀机6:第二发电机
[0029]7:冷凝器8:冷却塔[〇〇3〇] 9:膨胀工质储液罐41:烟气排烟管[〇〇31]10:煅烧炉支烟管11:烟气出口[〇〇32]12:蒸汽冷凝循环水【具体实施方式】
[0033]为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0034]请参阅图1，是本实用新型的炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统的结构示意图。 本实用新型包括:余热锅炉1，汽轮机2,第一发电机3、第二发电机6,热交换器4,透平膨胀机 5,冷凝器7,冷却塔8,以及膨胀工质储液罐9。其中，余热锅炉1、汽轮机2、以及第一发电机3 构成汽轮发电系统;热交换器4、透平膨胀机5、第二发电机6、冷凝器7、冷却塔8、以及膨胀工质储液罐9构成透平机组发电系统。[〇〇35]本实用新型的工作流程如下:
[0036]流程A:汽轮发电系统:余热锅炉1布置有烟气进口与烟气出口 11，烟气进口与前方的炭素煅烧炉支烟管10相连接，煅烧炉支烟管10上设置有风门、风机，使炭素煅烧炉中产生的烟气进入余热锅炉1中，循环水在余热锅炉1中吸收烟气热量后，烟气从烟气出口 11排出； 吸收烟气余热后的循环水变为中高压蒸汽，余热锅炉1通过管道连接汽轮机2,第一发电机3 设置于汽轮机2上，通过余热锅炉1生产中高压蒸汽推动汽轮机2带动第一发电机3进行发电；推动汽轮机2做功后的乏汽进入热交换器4(热交换器4作为汽轮发电系统冷凝器)，与有机工质换热后冷凝，热交换器4冷凝水出口设有水栗，蒸汽冷凝循环水12通过管道送至余热锅炉1循环使用。
[0037]流程B:余热锅炉1排出的低温烟气送入热交换器4,再次加热有机工质，加热后通过与热交换器4连接的烟气排烟管41进行低温烟气排烟；
[0038]流程C:透平机组发电系统:热交换器4分别连接汽轮发电系统的汽轮机2与余热锅炉1，具体的，热交换器4的热源进口连接汽轮机2的乏汽出口，热交换器4的冷凝水出口连接余热锅炉1的冷水进口。有机工质在热交换器4内吸收乏汽余热变为有机工质蒸汽，通过管道将透平膨胀机5与热交换器4连接，具体的，透平膨胀机5的有机工质蒸汽进口 5连接热交换器4的高压有机工质出口。第二发电机6设置于透平膨胀机5上。通过热交换器4产生的高压有机工质蒸汽推动透平膨胀机5带动第二发电机6发电。冷凝器7连接透平膨胀机5,具体的，冷凝器7的有机工质冷却进口连接透平膨胀机5的做功后有机工质出口。冷却塔8的进口与出口别连接冷凝器7的出口与进口，冷凝器7与冷却塔8构成循环回路，冷却塔8为冷凝器7 提供冷却循环水。膨胀工质储液罐9连接于冷凝器7与热交换器4之间。有机工质蒸汽做功后进入冷凝器7进行冷凝送至膨胀工质储液罐9储存，再通过栗将储液罐中有机工质打到换热器4形成循环。
[0039]冷凝器7与膨胀工质储液罐9之间设有节流阀以控制工质的流量。
[0040]余热锅炉1与热交换器4之间、冷凝器7与冷却塔8之间、膨胀工质储液罐9与热交换器4之间均设有栗。
[0041]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统，其特征在于其包括:余热锅炉(1);汽轮机(2)，连接所述的余热锅炉(1)，该汽轮机(2)设有第一发电机(3);热交换器(4)，分别连接所述的余热锅炉(1)、汽轮机(2)、以及烟气排烟管(41);透平膨胀机(5)，连接所述的热交换器(4)，该透平膨胀机(5)设有第二发电机(6); 冷凝器(7 )，与所述透平膨胀机(5)连接；冷却塔(8 )，其进口与出口分别连接所述冷凝器(7)的出口与进口，所述冷凝器(7)与冷 却塔(8)构成循环回路；以及膨胀工质储液罐(9)，连接于所述冷凝器(7)与热交换器(4)之间。2.根据权利要求1所述的炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统，其特征在于所述的余 热锅炉(1)与热交换器(4)之间、所述的冷凝器(7)与冷却塔(8)之间、所述的膨胀工质储液 罐(9)与热交换器(4)之间均设有栗。3.根据权利要求1所述的炭素煅烧炉烟气余热双流程发电系统，其特征在于所述的冷 凝器(7)与膨胀工质储液罐(9)之间设有节流阀。
【文档编号】F27D17/00GK205642032SQ201620140841
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年2月24日
【发明人】许凝, 周晓峰, 鱼洋, 李江涛, 刘长银, 原宏, 刘祥军
【申请人】中色十二冶金建设有限公司