热泵循环的加热炉余热发电耦合系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热栗回收钢厂余热的耦合系统，具体是一种基于co2热栗循环的加热炉余热发电耦合系统。
【背景技术】
[0002]目前，钢铁行业中乳钢厂能量消耗的10%_15%用于加热炉上，节省燃料对降低成本和节约能源都有重要意义。但是加热炉的热利用率很低，13%_20%的热量随加热炉冷却系统而损失，因而进行加热炉冷却系统的余热回收研究是非常必要的。
[0003]加热炉冷却系统的水温不是很高，传统余热回收方式具有很大的局限性。C02属于环境友好性的制冷剂，单位容积制冷量大，其用于跨临界循环时不仅温度滑移大，而且排气温度较高，特别适宜热栗循环。基于上述特点，有必要提出一种跨临界C02热栗和朗肯循环耦合实现加热炉冷却系统的余热回收的技术方案。
【发明内容】
[0004]为实现上述发明目的，本发明提供一种基于C02热栗循环的加热炉余热发电耦合系统，不仅实现了钢厂效率的提高，同时也减少了C02的排放，为最大限度的提高钢厂效率提供依据。
[0005 ]本发明采用的技术方案是:
[0006]—种基于C02热栗循环的加热炉余热发电耦合系统，包括汽轮机、凝汽器、凝结水栗、除氧器、压缩机、气体冷却器、节流阀、蒸发器、锅炉、加热炉、集箱、汽包、发电机，热栗内低温制冷剂在蒸发器内吸收加热炉冷却系统余热，经压缩机压缩后在冷却器内加热来自加热炉的冷却水，制冷剂经节流阀保持较低温度;加热炉冷却水经冷却器加热后在锅炉中吸热升温，产生的蒸汽经管道送至汽轮机中实现膨胀做功，再经发电机输出电能;来自汽轮机的乏汽经凝汽器实现定压放热，再经凝结水栗供至除氧器，进而经蒸发器进入加热炉。
[0007]采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其优点在于:
[0008]利用跨临界C02热栗蒸发器吸收加热炉冷却系统的热量。其一，可以保持进入加热炉冷却系统循环水较低的温度，更好的保护加热炉炉底结构;另外，把回收的热量经冷却器加热了锅炉给水，进而提高了锅炉给水温度，使得耦合系统的效率提高。耦合系统不仅实现了钢厂效率的提高，同时也减少了C02的排放，为最大限度回收钢厂余热和提高钢厂效率提供依据。
[0009]作为优选，本发明进一步的技术方案是:
[0010]还包括给水箱、补充水栗，给水箱进水端连接补充水栗，出水端连接凝结水栗，补充水栗补充的水经水处理装置处理后进入给水箱，对整个耦合循环水进行补充。
【附图说明】
[0011 ]图1为本发明实施例的系统流程示意图；
[0012]图2为耦合系统T-s图；
[0013]图中:管道1;汽轮机2;凝汽器3;凝结水栗4;除氧器5;压缩机6;冷却器7;节流阀8;蒸发器9;锅炉10;加热炉11;给水箱12;水处理装置13;补充水栗14;集箱15;汽包16;发电机17；
[0014]a，b，c，…为循环中各对应设备进出口状态点。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图给出的实施例对本发明作进一步阐述，但实施例不对本发明构成任何限制。
[0016]参见图1，这种基于⑶2热栗循环的加热炉余热发电耦合系统，主要由汽轮机2、凝汽器3、压缩机6、冷却器7、蒸发器9、锅炉10、加热炉11、给水箱12、发电机17构成。
[0017]C02热栗蒸发器9内低温低压的C02制冷剂在蒸发器9内吸收加热炉炉底冷却系统中冷却水的余热，吸热后的C02制冷剂经制冷管道进入压缩机6内，再由压缩机6把C02制冷剂压缩成高温高压的过热气体，经制冷管道输送到冷却器7内，在冷却器7内高温高压的C02制冷剂和来自加热炉炉底冷却水进行换热，实现了C02制冷剂冷却和加热炉11冷却水的加热;C02制冷剂经节流阀8实现降压降温目的，从而达到了C02制冷剂在蒸发器9内制冷。冷却器7内加热的冷却水经管道输送至锅炉10中，在锅炉10内水经定压吸热变成过热蒸汽，产生的过热蒸汽经管道1送至汽轮机2中实现膨胀做功，产生功经发电机17向外输出电能;做功后的蒸汽经汽轮机2以乏汽形式由管道输送至凝汽器3中，在凝汽器3中实现定压放热，降温后的冷却水再经凝结水栗4供至除氧器5，进而进入蒸发器9进一步放热降温，然后由集箱15分配后进入加热炉11炉底冷却系统，从而完成一个循环。
[0018]参见图2，fg代表C02制冷剂在压缩机6中压缩成高温高压的C02制冷剂;gh代表高温高压的C02制冷剂在冷却器7中与来自加热炉11炉底的冷却水进行换热，实现C02制冷剂冷却和冷却水的加热;hi代表高压C02制冷剂经节流阀8降压降温；if代表低温低压C02制冷剂在蒸发器9内与来自除氧气5的冷却水换热，实现对冷却水的降温;be代表来自汽轮机2的乏汽在凝汽器3内定压放热;cd代表来自凝汽器3的冷凝水在凝结水栗4中压缩升压;de代表冷凝水在加热炉11炉底吸热和冷却器7中升温;ea代表冷凝水在锅炉10内定压吸热产生过热蒸汽。
[0019]补充水栗14补充的水经水处理装置13处理后进入给水箱12，由凝结水栗4将给水箱12中的水补入整个耦合循环水系统。
[0020]本发明可以在跨临界C02热栗和朗肯循环作用下将加热炉冷却系统余热回收，为最大限度的提高钢厂效率提供依据。
[0021]以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。
【主权项】
1.一种基于C02热栗循环的加热炉余热发电耦合系统，其特征在于，包括汽轮机(2)、凝汽器(3)、凝结水栗(4)、除氧器(5)、压缩机(6)、气体冷却器(7)、节流阀(8)、蒸发器(9)、锅炉(10)、加热炉(11)、集箱(15)、汽包(16)、发电机(17)，热栗内低温制冷剂在蒸发器(9)内吸收加热炉冷却系统余热，经压缩机(6)压缩后在冷却器(7)内加热来自加热炉的冷却水，制冷剂经节流阀(8)保持较低温度;加热炉冷却水经冷却器(7)加热后在锅炉(10)中吸热升温，产生的蒸汽经管道(1)送至汽轮机(2)中实现膨胀做功，再经发电机(17)输出电能;来自汽轮机(2)的乏汽经凝汽器(3)实现定压放热，再经凝结水栗(4)供至除氧器(5)，进而经蒸发器(9)进入加热炉(11)。2.根据权利要求1所述的基于C02热栗循环的加热炉余热发电耦合系统，其特征在于，还包括给水箱(12)、补充水栗(14)，给水箱(12)进水端连接补充水栗(14)，出水端连接凝结水栗(4)，补充水栗(14)补充的水经水处理装置(13)处理后进入给水箱(12)，对整个耦合循环水进行补充。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于CO2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统。热泵内低温制冷剂在蒸发器内吸收加热炉冷却系统余热，经压缩机压缩后在冷却器内加热来自加热炉的冷却水，制冷剂经节流阀保持较低温度；加热炉冷却水经冷却器加热后在锅炉中吸热升温，产生的蒸汽经管道送至汽轮机中实现膨胀做功，再经发电机输出电能；来自汽轮机的乏汽经凝汽器实现定压放热，再经凝结水泵供至除氧器，进而经蒸发器进入加热炉。本实用新型利用锅炉汽轮机水循环中的凝结水来冷却加热炉炉底水管，不仅保证了加热炉水冷构件的安全运行，还提高了锅炉给水温度，很大程度上提高了朗肯循环效率，为回收加热炉余热和提高电厂效率提供基础资料。
【IPC分类】F22D11/02, F25B30/02, F01D15/10
【公开号】CN205090662
【申请号】CN201520827985
【发明人】王洪利, 田景瑞, 杜远航, 刘建雄
【申请人】华北理工大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年10月26日