专利名称：高炉热风炉燃烧废气热源用于trt发电的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种高炉热风炉燃烧废气热源的利用系统和方法，具体涉及一种将高炉热风炉燃烧废气热源用于TRT (全称为Top pressure Recovery Turbine unit,中文译为炉顶(余)压回收透平，一般更确切的称之为高炉煤气余压回收透平发电机组)发电的系统和方法。
背景技术：
高炉热风炉燃烧废气气量大，蕴含较大的热能。但由于气温较低，热源品位低，如何高效地利用是一个难题。采用朗肯循环发电方法或氨水工质循环的发电方法，都可能由于发电效率低造成投入难以回收或回收期过长的问题。高炉煤气余压回收透平发电机组是高炉煤气用于回收发电的一种节能装置，但是其利用热源也仅仅是来自于高炉煤气，对于高炉冶炼过程中的其他热源目前还没有涉及。
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，提供一种高炉热风炉燃烧废气热源用于TRT发电的系统和方法，用现有TRT发电装置即可高效率地回收高炉热风炉燃烧废气热源，不需要单独投资建设发电系统，大大减少初期投资成本和运行维护成本。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种高炉热风炉燃烧废气热源用于TRT发电的方法，其特征在于:将高炉热风炉燃烧废气作为热源，把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水送入氨水透平推动氨水透平旋转，氨水透平与高炉TRT系统的煤气透平和发电机同轴设置，氨水透平和煤气透平共同带动发电机运转，并`由发电机发电。按上述技术方案，高炉热风炉燃烧废气作为热源输入氨水工质循环系统，通过氨水工质循环系统把液态氨水加热成高温高压的气态氨水；所述的氨水工质循环系统内设置氨水泵、冷却系统和换热系统，高炉热风炉燃烧废气进入换热系统，通过热交换把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，从换热系统排出的高温高压的气态氨水送入氨水透平中，推动氨水透平旋转；从氨水透平排出的低压低温氨水和乏氨气经冷却系统冷却成液态氨水，再由氨水泵增压送入换热系统加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水被再次送入到氨水透平中推动氨水透平旋转。按上述技术方案，从氨水工质循环系统排出的热风炉燃烧废气送入热风炉烟囱。按上述技术方案，所述的煤气透平输入来自高炉炉顶的高压煤气，并将排出的低压煤气输出到净煤气管网。一种高炉热风炉燃烧废气热源用于TRT发电的系统，其特征在于:主要包括氨水工质循环系统、氨水透平、以及高炉TRT系统的煤气透平和发电机，且氨水透平、煤气透平以及发电机同轴设置并同轴运行；
氨水工质循环系统中设置氨水泵、冷却系统和换热系统；换热系统中高炉热风炉燃烧废气循环通道与高压氨水通道并行，高炉热风炉燃烧废气循环通道的进口端与热风炉高温烟气出口连通，出口端与热风炉烟 连通；高压氨水通道的进口端与氨水泵的出口端连通，高压氨水通道的出口端与氨水透平的氨水进口相连通；冷却系统中冷却水循环通道与低压氨水通道并行，低压氨水通道的进口端与氨水透平的氨水出口相连通，低压氨水通道的出口端与氨水泵的进口端连通。按上述技术方案，所述的煤气透平输入端与高炉炉顶的高压煤气管道连通，输出端与净煤气管网连通。按上述技术方案，冷却水循环通道的进水端和回水端均与外部冷却塔连通。本发明的核心在于:氨水透平与高炉TRT系统的煤气透平和发电机同轴设置，氨水透平和煤气透平共同带动发电机转动发电，这个方案中并不局限于使用氨水透平，如采用水、氟利昂等工质的透平装置或者是其他形式的能量转换装置与高炉TRT系统的煤气透平和发电机同轴设置都可以实现本发明的工艺；换热系统的热源也不局限于高炉热风炉废烟气，其他高温烟气也同样可以。本发明的工作原理为:将高炉热风炉燃烧废气作为热源，把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水推动与高炉TRT系统的煤气透平和发电机同轴的氨水透平旋转，并由发电机发电。这样，由于可以利用现有的用于高炉TRT系统的煤气透平，只需要加大高炉TRT系统的发电机、励磁系统和其它上网设备的能力，不需要单独投资，大大减少初期投资成本和运行维护成本、投入回收期短。同时，高炉热风炉燃烧废气跟高炉TRT联合发电，将高炉热风炉燃烧废气与高炉煤气余压综合进同一个发电系统，因而简化了系统结构，且提高了单独设置各能源利用系统的不便，因而能源利用效率更高。
图1是本发明·的高炉热风炉燃烧废气热源用于TRT发电的系统结构与工艺流程图。。
具体实施例方式以下结合附图1和实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明。如图1所示一种高炉热风炉燃烧废气热源用于TRT发电的方法，其特征在于:将高炉热风炉燃烧废气作为热源，把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水送入氨水透平3推动氨水透平3旋转，氨水透平3与高炉TRT系统的煤气透平2和发电机4同轴设置，氨水透平3和煤气透平2共同带动发电机4运转而发电。按上述技术方案，将高炉热风炉燃烧废气作为热源输入氨水工质循环系统1，通过氨水工质循环系统I把液态氨水加热成高温高压的气态氨水；所述的氨水工质循环系统I内设置氨水泵1.2、冷却系统1.1和换热系统1.3，高炉热风炉燃烧废气进入换热系统1.3，通过热交换把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，从换热系统1.3排出的高温高压的气态氨水送入氨水透平3中，推动氨水透平3旋转；从氨水透平3排出的低压低温氨水和乏氨气经冷却系统1.1冷却成液态氨水，再由氨水泵1.2增压送入换热系统1.3加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水被再次送入到氨水透平3中推动氨水透平3旋转。
按上述技术方案，从氨水工质循环系统I排出的热风炉燃烧废气送入热风炉烟囱。按上述技术方案，所述的煤气透平2输入来自高炉炉顶的高压煤气，并将排出的低压煤气输出到净煤气管网。如图1所示的高炉热风炉燃烧废气热源用于TRT发电的系统为实现本发明工艺的一种方式。主要包括氨水工质循环系统1、氨水透平3、高炉TRT系统的煤气透平2和发电机4，且氨水透平3、煤气透平2以及发电机4同轴设置并同轴运行；
氨水工质循环系统I中设置氨水泵1.2、冷却系统1.1和换热系统1.3 ;换热系统1.3中高炉热风炉燃烧废气循环通道与高压氨水通道并行，高炉热风炉燃烧废气循环通道的进口端与热风炉高温烟气出口连通，出口端与热风炉烟囱连通；高压氨水通道的进口端与氨水泵1.2的出口端连通，高压氨水通道的出口端与氨水透平3的氨水进口相连通；冷却系统
1.1中冷却水循环通道与低压氨水通道并行，低压氨水通道的进口端与氨水透平3的氨水出口相连通，低压氨水通 道的出口端与氨水泵1.2的进口端连通。按上述技术方案，冷却水循环通道的进水端和回水端均与外部冷却塔连通。所述的煤气透平2输入端与高炉炉顶的高压煤气管道连通，输出端与净煤气管网连通。本发明的核心在于:氨水透平与高炉TRT系统的煤气透平和发电机同轴设置，氨水透平和煤气透平共同带动发电机转动发电，并不局限于使用氨水透平，如采用水、氟利昂等工质的透平装置或者是其他形式的能量转换装置与高炉TRT系统的煤气透平和发电机同轴设置都可以实现本发明的工艺；换热系统的热源也不局限于高炉热风炉废烟气，其他高温烟气也同样可以。本发明的工作原理为:将高炉热风炉燃烧废气作为热源，把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水推动与高炉TRT系统的煤气透平和发电机同轴的氨水透平旋转，并由发电机发电。这样，由于可以利用现有的用于高炉TRT系统的煤气透平，只需要加大高炉TRT系统的发电机、励磁系统和其它上网设备的能力，不需要单独投资，大大减少初期投资成本和运行维护成本、投入回收期短。同时，高炉热风炉燃烧废气跟高炉TRT联合发电，将高炉热风炉燃烧废气与高炉煤气余压综合进同一个发电系统，因而简化了系统结构，且提高了单独设置各能源利用系统的不便，因而能源利用效率更高。
权利要求
1.一种高炉热风炉燃烧废气热源用于TRT发电的方法，其特征在于:将高炉热风炉燃烧废气作为热源，把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水送入氨水透平推动氨水透平旋转，氨水透平与高炉TRT系统的煤气透平和发电机同轴设置，氨水透平和煤气透平共同带动发电机运转，并由发电机发电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:高炉热风炉燃烧废气作为热源输入氨水工质循环系统，通过氨水工质循环系统把液态氨水加热成高温高压的气态氨水；所述的氨水工质循环系统内设置氨水泵、冷却系统和换热系统，高炉热风炉燃烧废气进入换热系统，通过热交换把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，从换热系统排出的高温高压的气态氨水送入氨水透平中，推动氨水透平旋转；从氨水透平排出的低压低温氨水和乏氨气经冷却系统冷却成液态氨水，再由氨水泵增压送入换热系统加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水被再次送入到氨水透平中推动氨水透平旋转。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:从氨水工质循环系统排出的热风炉燃烧废气送入热风炉烟囱。
4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于:所述的煤气透平输入来自高炉炉顶的高压煤气，并将排出的低压煤气输出到净煤气管网。
5.一种高炉热风炉燃烧废气热源用于TRT发电的系统，其特征在于:要包括氨水工质循环系统、氨水透平、以及高炉TRT系统的煤气透平和发电机，且氨水透平、煤气透平以及发电机同轴设置并同轴运行； 氨水工质循环系统中设置氨水泵、冷却系统和换热系统；换热系统中高炉热风炉燃烧废气循环通道与高压氨水通道并行，高炉热风炉燃烧废气循环通道的进口端与热风炉高温烟气出口连通，出口端与热风炉烟 连通；高压氨水通道的进口端与氨水泵的出口端连通，高压氨水通道的出口端与氨水透平的氨水进口相连通；冷却系统中冷却水循环通道与低压氨水通道并行，低压氨水通道的进口端与氨水透平的氨水出口相连通，低压氨水通道的出口端与氨水泵的进口端连通。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于:所述的煤气透平输入端与高炉炉顶的高压煤气管道连通，输出端与净煤气管网连通。
7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于:冷却水循环通道的进水端和回水端均与外部冷却塔连通。
全文摘要
本发明涉及高炉热风炉燃烧废气热源用于TRT发电的系统和方法，主要包括氨水工质循环系统、氨水透平、以及高炉TRT系统的煤气透平和发电机，且氨水透平、煤气透平以及发电机同轴设置并同轴运行；将高炉热风炉燃烧废气作为热源，把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水推动与高炉TRT系统的煤气透平和发电机同轴的氨水透平旋转，并由发电机发电。这样，只需要加大高炉TRT系统的发电机、励磁系统和其它上网设备的能力，不需要单独投资，大大减少初期投资成本和运行维护成本。
文档编号C21B9/00GK103243189SQ20131014203
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月23日 优先权日2013年4月23日
发明者叶理德, 盖东兴, 张佳佳, 周全, 万磊 申请人:中冶南方工程技术有限公司