高炉热风炉燃烧废气用于高炉蒸汽鼓风机的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及高炉热风炉燃烧废气用于高炉蒸汽鼓风机的系统和方法，主要包括氨水工质循环系统、氨水透平、高炉鼓风机系统的蒸汽透平和鼓风机，且氨水透平与高炉鼓风机系统的蒸汽透平和鼓风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氨水透平旋转，带动与氨水透平同轴设置的高炉鼓风机系统的蒸汽透平和鼓风机同轴运转，并由鼓风机给高炉鼓风。这样，只需要加大高炉鼓风机的能力，不需要单独投资用于回收氨水透平旋转机械能的发电设备，大大减少初期投资成本和运行维护成本。
【专利说明】高炉热风炉燃烧废气用于高炉蒸汽鼓风机的系统和方法
【技术领域】
[0001] 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高炉蒸汽鼓风机的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 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。
【发明内容】
[0003] 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 废气热源用于高炉蒸汽鼓风机的系统和方法，利用现有高炉蒸汽鼓风机即可高效率地回收 高炉热风炉燃烧废气热源，不需要单独投资建设系统，大大减少初期投资成本和运行维护 成本。
[0004] 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用于高炉蒸汽鼓风机的方法，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，氨水透平与高炉鼓风机系统的蒸汽透平和鼓风机同轴设置，氨水 透平与蒸汽透平共同带动鼓风机运行，并由鼓风机给高炉鼓风。
[0005] 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。
[0006] 按上述技术方案，从氨水工质循环系统中换热后排出的燃烧废气排至热风炉烟 囱。
[0007] 按上述技术方案，所述的鼓风机吸入大气，并将排出压缩空气送至热风炉。
[0008] 按上述技术方案，所述的蒸汽透平吸入来自汽包的高压蒸汽，并将透平后的低压 蒸汽排至冷凝器。
[0009] -种高炉热风炉燃烧废气用于高炉蒸汽鼓风机的系统，其特征在于：主要包括氨 水工质循环系统、氨水透平、高炉鼓风机系统的蒸汽透平和鼓风机，且氨水透平与高炉鼓风 机系统的蒸汽透平和鼓风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的高 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。
[0010] 按上述技术方案，鼓风机的气体输入口与大气连通，鼓风机的压缩空气排出口与 热风炉连通。
[0011] 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。
[0012] 按上述技术方案，所述的蒸汽透平高压气体输入口与汽包连通，低压蒸汽排出口 与冷凝器连通。
[0013] 本发明的核心在于：氨水透平与高炉鼓风机系统的蒸汽透平和鼓风机同轴设置， 氨水透平和蒸汽透平共同带动鼓风机运行，并由鼓风机给高炉鼓风，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 高炉鼓风机系统的蒸汽透平和鼓风机同轴设置都可以实现本发明的工艺；换热系统的热源 也不局限于采用废烟气热源进行换热，高炉热风炉燃烧废气热源和其他烟气也同样可以。
[0014] 本发明的工作原理为：高炉热风炉燃烧废气跟蒸汽透平联合工作用于高炉鼓风， 来自高炉热风炉的燃烧废气作为热源，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鼓风机系统的蒸汽透平和鼓风机同轴的氨水透平旋转，并由鼓风机 给高炉鼓风。这样，只需要加大高炉鼓风机的能力，不需要单独投资用于回收氨水透平旋转 机械能的发电设备，大大减少初期投资成本和运行维护成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是本发明的高炉热风炉燃烧废气用于高炉蒸汽鼓风机的系统结构与工艺流 程图。
【具体实施方式】
[0016] 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。
[0017] 如图1所示的高炉热风炉燃烧废气用于高炉蒸汽鼓风机的方法，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与高炉鼓风机系统的蒸汽透平2和 鼓风机4同轴设置，氨水透平2与蒸汽透平2共同带动鼓风机4运行，并由鼓风机4给高炉 鼓风。
[0018] 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1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1 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中推动氨水透平旋转。
[0019] 按上述技术方案，按上述技术方案，从氨水工质循环系统1排出的废烟气送回到 热风炉烟囱。
[0020] 按上述技术方案，所述的鼓风机4吸入大气，并将排出压缩空气送至热风炉。
[0021] 按上述技术方案，所述的蒸汽透平2吸入来自汽包的高压蒸汽，并将透平后的低 压蒸汽排至冷凝器。
[0022] 图1为高炉热风炉燃烧废气用于高炉蒸汽鼓风机的系统的一种实施方式，其特征 在于：主要包括氨水工质循环系统1、氨水透平3、高炉鼓风机系统的蒸汽透平2和鼓风机 4,且氨水透平3与高炉鼓风机系统的蒸汽透平2和鼓风4机同轴设置并同轴运行； 氨水工质循环系统1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 口端与热风炉的高温烟气出口连通，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。
[0023] 鼓风机4的气体输入口与大气连通，鼓风机4的压缩空气排出口与热风炉连通。
[0024] 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。
[0025] 按上述技术方案，所述的蒸汽透平2高压气体输入口与汽包连通，低压蒸汽排出 口与冷凝器连通。
[0026] 本发明的核心在于：氨水透平与高炉鼓风机系统的蒸汽透平和鼓风机同轴设置， 氨水透平和蒸汽透平共同带动鼓风机运行，并由鼓风机给高炉鼓风，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 高炉鼓风机系统的蒸汽透平和鼓风机同轴设置都可以实现本发明；换热系统的热源也不局 限于采用废烟气热源进行换热，高炉热风炉燃烧废气热源和其他烟气也同样可以。
[0027] 本发明的工作原理为：高炉热风炉燃烧废气跟蒸汽透平联合工作用于高炉鼓风， 来自高炉热风炉的燃烧废气作为热源，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鼓风机系统的蒸汽透平和鼓风机同轴的氨水透平旋转，并由鼓风机 给高炉鼓风。这样，只需要加大高炉鼓风机的能力，不需要单独投资用于回收氨水透平旋转 机械能的发电设备，大大减少初期投资成本和运行维护成本。
[0028] 同时，高炉热风炉燃烧废气跟蒸汽透平联合工作用于高炉鼓风，将高炉热风炉燃 烧废气与蒸汽透平综合进同一个透平系统，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用于高炉蒸汽鼓风机的方法，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，氨水透平与高炉鼓风机系统的蒸汽透平和鼓风机同轴设置，氨 水透平与蒸汽透平共同带动鼓风机运行，并由鼓风机给高炉鼓风。
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中换热后排出的燃 烧废气排至热风炉烟囱。
4. 根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于：所述的鼓风机吸入大气，并将排出 压缩空气送至热风炉。
5. 根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于：所述的蒸汽透平吸入来自汽包的 高压蒸汽，并将透平后的低压蒸汽排至冷凝器。
6. -种高炉热风炉燃烧废气用于高炉蒸汽鼓风机的系统，其特征在于：主要包括氨水 工质循环系统、氨水透平、高炉鼓风机系统的蒸汽透平和鼓风机，且氨水透平与高炉鼓风机 系统的蒸汽透平和鼓风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的高 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。
7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于：鼓风机的气体输入口与大气连通，鼓风机 的压缩空气排出口与热风炉连通。
8. 根据权利要求6或7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。
9. 根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于：所述的蒸汽透平高压气体输入口与 汽包连通，低压蒸汽排出口与冷凝器连通。
【文档编号】F01K23/10GK104121048SQ201310141688
【公开日】2014年10月29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