[实用新型]一种基于单螺杆膨胀机回收石灰窑废气余热的发电-供热联合系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于单螺杆膨胀机回收石灰窑废气余热的发电-供热联合系统，属于余热余压能源利用领域。

背景技术

钢铁冶金企业是国家支柱产业，在现代化建设中起着重要作用，同时这些企业也是耗能大户，能耗占产品成本比例较大，因此企业的节能降耗显得尤其重要。回转窑工序是高炉矿料入炉前的准备工序，回转窑工序能耗在钢铁企业中仅次于炼铁而居第二位，在回转窑总能耗中，烟道废气带走的显热约占总能耗的20～28％，而其排放的余热约占总能耗热能的30％，回收和利用这些余热，显然极为重要。

目前余热资源主要集中在回转窑尾部烟道上。回转窑生产时，烟气引风机引出烟气温度可达200～300℃，由于单台石灰窑烟风量不大造成这部分余热很少能被有效利用。当天气寒冷时，石灰窑厂办公区域和生活区域一般需要配备燃气锅炉来对整个厂区实现供热，能源消耗量很大。

一方面大量的余热资源没有得到合理利用，另一方面消耗大量燃气燃烧来做供暖的低级利用。因此，针对石灰窑废气余热提出一种新的回收利用方式。非供暖季节，通过单螺杆膨胀机对石灰窑废气余热回收进行发电，从而减少厂区自用电。供暖季节季节可以利用少部分烟气余热对石灰窑厂去进行供热，剩余废气余热资源被回收用来发电。如果能充分回收利用这些余热，对于提高能源利用率、增加经济效益和保护环境都具有重大的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一个可靠的利用单螺杆膨胀机回收石灰窑烟气余热的发电-供热联合系统。其系统图见附图1，该系统最主要的特点就是提供一种利用石灰窑烟气余热实施发电与供热，从而实现对石灰窑废气余热的回收利用。

本实用新型所采用的技术方案是一种利用单螺杆膨胀机回收石灰窑烟气余热的发电-供热联合系统，分为发电循环系统、循环冷却水循环系统、热用户循环系统、烟风系统及原有的石灰窑废气烟道，主要包括石灰窑烟气出口(1)、除尘器(4)、主抽风机(5)、烟囱(6)、沉降室(8)、蒸发器(9)、单螺杆膨胀机(11)、发电机(12)、冷凝器(13)、给水泵(14)冷却塔(15)循环冷却水泵(16)供热给水泵(17)热用户(18)以及附属管道及阀门；

石灰窑烟气出口(1)依次与除尘器(4)、主抽风机(5)、烟囱(6)通过烟气管道连通，构成原有的石灰窑废气烟道；

沉降室(8)通过沉降室(8)的烟气进口(7)与石灰窑烟气出口的烟气管道连通，沉降室(8)与蒸发器(9)的气体进口连通，蒸发器(9)的烟气出口(10)与石灰窑烟道中除尘器(4)前的烟气管道连通，形成烟风系统；

在原有的石灰窑烟道上设有阀门(2)，称为第一阀门，第一阀门介于烟风系统在原有的石灰窑废气烟道上的连接点之间。

给水泵(14)依次通过管路与蒸发器(9)、单螺杆膨胀机(11)、冷凝器(13)，冷凝器(13)最终与水泵(14)连接，形成发电循环系统，单螺杆膨胀机(11)主轴与发电机转子连接从而可带动发电机(12)发电；

冷凝器(13)与冷却塔(15)和循环冷却水泵(16)连通形成循环冷却水循环系统，使得冷凝器(13)的循环冷却水通过循环冷却水泵(16)泵入冷凝器(13)将低温低压汽水混合物冷却成低压低温水，循环冷却水温度升高后通过冷却塔(15)温度降低，然后通过循环冷却水泵(16)泵入冷凝器完成循环冷却水循环；

蒸发器(9)通过管路与供热给水泵(17)、热用户(18)连通并形成循环，构成热用户循环系统。

蒸发器(9)是双通道，在热用户循环系统和发电循环系统中蒸发器(9)分别走不同的通道。上述单螺杆膨胀机(11)主轴与发电机转子连接替换为与石灰窑工艺中的风机连接从而拖动石灰窑工艺中使用的风机。

蒸发器(9)和沉降室(8)可以集成为一个具有除尘作用的换热器。

热用户(18)是供热系统或石灰窑厂其他工艺用热系统。

石灰窑废气余热发电系统未运行时，经过闸阀(2)、冷风阀(3)、除尘器(4)和主抽风机(5)从烟囱(6)排出；

石灰窑废气余热发电系统运行时，石灰窑废气通过烟气进口(7)与沉降室(8)、蒸发器(5)连通并最终返回到石灰窑废气烟道，通过除尘器(4)和主抽风机(5)从烟囱(6)排出；

单螺杆膨胀机(11)与发电机(12)不同转速时在单螺杆膨胀机(11)与发电机(12)之间使用减速机，两者同转速时不使用减速机。

沉降室(8)的烟气进口(7)之前设置有阀门。

冷凝器(13)的冷却方式可以将水冷替换为空冷。