一种石灰回转窑废气余热的发电装置制造方法
【专利摘要】一种石灰回转窑废气余热的发电装置，本发明通过采用高压热水循环和R123郎肯循环双循环方式，其中R123蒸发器（3）壳侧的R123吸热蒸发得到有机蒸汽驱动R123透平（6）带动发电机（7）产生电能，本发明具有操作简单、成本相对低廉、控制简单、安全性高的特点，实现了简单可行、可靠性高、易于实现的低温余热发电系统。
【专利说明】一种石灰回转窑废气余热的发电装置
[0001]【【技术领域】】
本发明涉及一种发电装置，具体涉及一种石灰回转窑废气余热的发电装置。
[0002]【【背景技术】】
已知的，石灰回转窑工艺因具有产量大、石灰活性度高、热效率高、排放温度低的特点，因此在钢铁企业广为采用，其中石灰回转窑竖式预热器出口废气温度一般在200?250°C，属于低温烟气余热，目前，在国内低温排放型石灰回转窑余热发电技术基本属于空白，仅在情况较为特殊的石灰生产线上有应用，比如江西新余钢铁2X600t/d石灰窑排烟温度高达380 V，江苏永钢2 X 600t/d石灰窑排烟温度高达450 V，而配套建设余热电站发电效益良好，但不具有代表性，因此石灰回转窑余热发电技术目前仍存在如下缺点:
1、水蒸汽郎肯循环效率低下，无法高效回收烟气余热；
2、若采用单工质有机介质郎肯循环则存在工质充灌量大，相应的蒸发系统设计困难、工质回收、贮存困难等问题；
3、国内外习惯上采用导热油和有机工质的双工质系统，但导热油价格昂贵；
4、导热油为复杂高分子混合物，长期在高温条件下工作会产生聚合裂解等化学反应，降低油品质，且会在换热管壁结瘤，造成高温爆管等事故；
5、任何一种导热油均有一定的服役周期，需定期更换，因此造成运行费用较高；
6、针对低温余热回收还可采用kalina技术，但该系统设计复杂、实施难度大、氨泄露易导致中毒、爆炸事故等缺点，因此未能成功商业化推广。
[0003]【
【发明内容】
】
为克服【背景技术】中存在的不足，本发明提供了一种石灰回转窑废气余热的发电装置，本发明通过采用高压热水循环和R123郎肯循环双循环方式，其中R123蒸发器壳侧的R123吸热蒸发得到有机蒸汽驱动R123透平带动发电机产生电能，本发明具有操作简单、成本相对低廉、控制简单、安全性高的特点。
[0004]为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案:
一种石灰回转窑废气余热的发电装置，包括烟气-水换热器、循环水泵、R123蒸发器、R123工质泵、凝汽器、R123透平和发电机，所述循环水泵的出水口通过管道连接烟气-水换热器管侧的进水口，所述烟气-水换热器管侧的出水口通过管道连接Rl23蒸发器管侧的进水口，所述R123蒸发器管侧的出水口连接循环水泵的进水口，所述R123蒸发器壳侧的R123出口连接R123透平，所述R123透平连接发电机，其中R123蒸发器壳侧的R123吸热蒸发得到有机蒸汽驱动R123透平带动发电机产生电能，R123透平的乏汽连接口连接凝汽器，所述凝汽器连接R123工质泵的进口，所述R123工质泵的出口连接R123蒸发器壳侧R123入口形成所述的石灰回转窑废气余热的发电装置。
[0005]所述的石灰回转窑废气余热的发电装置，所述循环水泵为转速可调的高压热水循环泵。
[0006]所述的石灰回转窑废气余热的发电装置，所述R123蒸发器为满液式蒸发器。
[0007]所述的石灰回转窑废气余热的发电装置，所述R123工质泵为隔膜泵或者螺杆泵。
[0008]采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性:
本发明所述的一种石灰回转窑废气余热的发电装置，本发明通过采用热水循环和R123郎肯循环双循环方式，其中R123蒸发器壳侧的R123吸热蒸发得到有机蒸汽驱动R123透平带动发电机产生电能，本发明具有操作简单、成本相对低廉、控制简单、安全性高的特点，实现了简单可行、可靠性高、易于实现的低温余热发电系统。
[0009]【【专利附图】
【附图说明】】
图1是本发明的工艺系统图；
在图中:1、烟气-水换热器；2、循环水泵；3、R123蒸发器；4、R123工质泵；5、凝汽器；
6、R123透平；7、发电机。
[0010]【【具体实施方式】】
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；
结合附图1本发明所述的一种石灰回转窑废气余热的发电装置，包括烟气-水换热器
1、循环水泵2、R123蒸发器3、R123工质泵4、凝汽器5、R123透平6和发电机7，所述的循环水泵2进出口均为高压，所以可选用低扬程泵以降低系统自用电，循环水泵2为转速可调的高压热水循环泵，根据负荷要求调节R123蒸发器3的热水入口流量；循环水泵2的出水口通过管道连接烟气-水换热器1管侧的进水口，其中烟气-水换热器1的换热器管侧为水，为防止水的汽化水侧需维持一定的压力，这样可消除相变传热窄点温差对进一步降低排烟温度的限制，尽可能的提高余热利用效率；所述烟气-水换热器1管侧的出水口通过管道连接R123蒸发器3管侧的进水口，所述R123蒸发器3为满液式蒸发器，采用满液式R123蒸发器，有机工质壳程，高压水管程，蒸发器采用强化换热铜管，这样的结构形式可充分强化传热，根据工艺要求的不同蒸发器采用满液式可避免扰流流速导致的蒸汽含液；R123蒸发器3管侧的出水口连接循环水泵2的进水口，所述R123蒸发器3壳侧的R123出口连接R123透平6，所述R123透平6连接发电机7，其中R123蒸发器3壳侧的R123吸热蒸发得到有机蒸汽驱动R123透平6带动发电机7产生电能，R123透平6的乏汽连接口连接凝汽器5，其中R123透平6采用有机工质透平，具有通流面积小，整机尺寸紧凑的优点；所述凝汽器5连接R123工质泵4的进口，所述R123工质泵4为隔膜泵或者螺杆泵，采用隔膜泵或者螺杆泵，鉴于0RC系统有机工质工作特点，工质泵必须密封性好、无泄漏、有安全泄放装置、维护简单、压头高等特点；R123工质泵4的出口连接R123蒸发器3壳侧R123入口形成所述的石灰回转窑废气余热的发电装置。
[0011 ] 本发明中循环水泵2将给水注入烟气-水换热器1，给水在烟气-水换热器1中吸热升温后，经过R123蒸发器3的管侧，R123蒸发器3壳侧的R123吸热蒸发得到有机蒸汽驱动R123透平6带动发电机7产生电能，R123透平6的乏汽经凝汽器5凝结后，R123凝结液再由R123工质泵4加压送往R123蒸发器3 ;本发明采用高压热水作为中间流体，将废气显热传递给有机工质，采用无相变换热器可避免窄点温差对排烟温度的限制，提高余热利用率；本发明采用满液式R123蒸发器3，其壳侧为R123，管侧为热水，换热管为强化换热铜管，这样可避免壳侧扰流流速导致的蒸汽含液；采用隔膜式或者螺杆式工质泵以满足0RC系统的无泄漏、流量可调、维护简单可靠的要求。
[0012]本发明采用高压热水循环和R123郎肯循环双循环方式，其中高压热水循环包括烟气-水换热器1、循环水泵2、R123蒸发器3 ；R123郎肯循环包括R123蒸发器3、R123透平6、R123工质泵4和凝汽器5 ;本发明双工质“高压水和R123”有机郎肯循环系统，采用转速可调的高压热水循环泵，根据负荷要求调节R123蒸发器3的热水入口流量，烟气-水换热器I管侧为水，为防止水的汽化水侧需维持一定的压力，这样可消除相变传热窄点温差对进一步降低排烟温度的限制，尽可能的提高余热利用率；循环水泵2进出口均为高压，所以可选用低扬程泵以降低系统自用电；本发明采用满液式R123蒸发器3，有机工质壳程，高压水管程，蒸发器均采用强化换热铜管，这样的结构形式可充分利用传热面积，根据工艺要求的不同蒸发器采用满液式可避免扰流流速导致的蒸汽含液；R123透平6为有机工质透平，R123透平6具有通流面积小，整机尺寸紧凑的优点；本发明中R123工质泵4为隔膜泵或者螺杆泵，鉴于ORC系统有机工质工作特点，工质泵必须密封性好、无泄漏、有安全泄放装置、维护简单、压头高等特点，综合这些特点本系统工质泵拟定为隔膜泵或者螺杆泵等，综上所述，本发明是一种简单可行、可靠性高、易于实现的低温余热发电系统。
[0013]本发明未详述部分为现有技术。
[0014]为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
【权利要求】
1.一种石灰回转窑废气余热的发电装置，包括烟气-水换热器(11循环水泵(2)3123蒸发器(3)^123工质泵(4)41^^(5)^123透平(6)和发电机(7),其特征是:所述循环水泵(2 )的出水口通过管道连接烟气-水换热器(1)管侧的进水口，所述烟气-水换热器(1)管侧的出水口通过管道连接町23蒸发器(3)管侧的进水口，所述町23蒸发器(3 )管侧的出水口连接循环水泵(2)的进水口，所述[23蒸发器(3)壳侧的[23出口连接[23透平(6),所述[23透平(6)连接发电机(7),其中[23蒸发器(3)壳侧的[23吸热蒸发得到有机蒸汽驱动[23透平(6)带动发电机(7)产生电能，[23透平(6)的乏汽连接口连接凝汽器(5),所述凝汽器(5)连接[23工质泵(4)的进口，所述[23工质泵(4)的出口连接[23蒸发器(3)壳侧[23入口形成所述的石灰回转窑废气余热的发电装置。
2.根据权利要求1所述的石灰回转窑废气余热的发电装置，其特征是:所述循环水泵(2)为转速可调的高压热水循环泵。
3.根据权利要求1所述的石灰回转窑废气余热的发电装置，其特征是:所述町23蒸发器(3)为满液式蒸发器。
4.根据权利要求1所述的石灰回转窑废气余热的发电装置，其特征是:所述町23工质泵(4)为隔膜泵或者螺杆泵。
【文档编号】F27D17/00GK104482771SQ201410535027
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】彭岩, 黄高泉, 时小宝, 侯昊, 王新建, 刘怀亮 申请人:中信重工机械股份有限公司