[发明专利]一种电石炉冷却余热发电系统

说明书

一种电石炉冷却余热发电系统，汽化冷却烟道上连接有余热循环管路，发电机上连接有膨胀机，膨胀机上连接有有机循环管路；余热循环管路上依次连接有汽包、蓄热器、蒸发器、预热器和除氧器，使余热气体在蓄热器内转化为高温水后再流入蒸发器，蒸发器和预热器也连接在有机循环管路上，通过有机工质和高温水在蒸发器中进行换热，使有机工质蒸汽流入膨胀机中进行膨胀做功，通过有机工质冷凝器使有机工质蒸汽转化为有机工质液体；除氧器的出口连接有第二水泵，第二水泵同时与汽包和蓄热器连接；汽包的底部还通过第三水泵与汽化冷却烟道连接，使汽包中的欠饱和水能够被第三水泵带动而直接流回汽化冷却烟道，以实现汽化冷却烟道中余热气体的循环利用。

技术领域

本发明涉及余热发电系统领域，尤其涉及一种电石炉冷却余热发电系统。

背景技术

电石是我国重要的基础化工原料，目前电石产量中的70%左右用于PVC生产和有机合成等化工行业，8%用于机械冶金等行业，2%用于出口。截至2018年底装置能力4500多万吨，产量约2500多万吨。2015年颁布的GB21343-2015《电石单位产品能源消耗限额》将电炉电耗、综合能耗准入调整为3080千瓦时/吨和0.823吨标准煤。如何提高资源利用率，保护环境及安全生产将成为行业的重要任务和关注焦点。

目前新建电石电炉多为全密闭炉，烟气温度达到900℃左右，为保护设备安全以及系统的安全运行,需要大量循环冷却水对其冷却。目前多采用软化水开式冷却系统，不仅需要大量的化学药剂降低循环水硬度，而且需要采用大循环水量以保证出口温度不超过60℃，以防止温度过高产生表面结垢，影响设备运行安全。由于采用大水量的开式循环冷却系统，使电石炉的热量转化为了余热气体中的热能，但现有技术中缺少合理的手段来利用余热气体中的热能，造成大量余热资源浪费的同时，还消耗的大量的水资源与电力资源。

发明内容

为解决现有电石炉中采用的开式循环水冷却系统会造成余热气体中的大量余热未被有效利用的问题，本发明提供了一种电石炉冷却余热发电系统。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种电石炉冷却余热发电系统，利用汽化冷却烟道中对电石炉换热冷却后所得的高温余热气体带动发电机进行发电，所述汽化冷却烟道上连接有供余热气体循环流动的余热循环管路，所述发电机上连接有膨胀机，膨胀机上连接有供有机工质循环流动的有机循环管路；

余热循环管路上沿余热气体的流动方向依次连接有汽包、蓄热器、蒸发器、预热器和除氧器，使余热气体从汽包流入蓄热器内转化为高温水后再流入蒸发器，所述蒸发器和预热器也连接在有机循环管路上，有机循环管路上还连接有有机工质冷凝器和有机工质泵，通过有机工质和高温水在蒸发器中进行换热，使有机工质蒸汽流入膨胀机中进行膨胀做功，通过有机工质冷凝器对从膨胀机中流出的有机工质蒸汽进行冷却，使膨胀做功后的有机工质蒸汽转化为有机工质液体，通过有机工质液体和高温水在预热器中进行换热，使预热后的有机工质流回蒸发器中，以实现有机工质的循环蒸发做功；

所述蓄热器的出口连接有第一水泵，第一水泵同时与蒸发器和汽包连接，使高温水能够从蓄热器流向蒸发器，并使多余的部分高温水能够直接流回汽包；所述除氧器的出口连接有第二水泵，第二水泵同时与汽包和蓄热器连接，使从预热器流出后经除氧器进行除氧的高温水能够分别流回汽包和蓄热器；所述汽包的底部还通过第三水泵与汽化冷却烟道连接，使汽包中的欠饱和水能够被第三水泵带动而直接流回汽化冷却烟道，以实现汽化冷却烟道中余热气体的循环利用。

优选的，所述有机工质冷凝器上连接有冷却管路，冷却管路与用于向冷却管路内提供冷却介质的冷却塔连接，冷却管路上还连接有第四水泵。

优选的，所述有机工质采用五氟丙烷。

优选的，所述除氧器上连接有射水抽气器，射水抽气器通过一根回水管与水箱连接，回水管上连接有第五水泵，使水箱中的水流入射水抽气器，并被射水抽气器随着除氧器中的气体冲出后返回水箱。

优选的，所述除氧器顶部连接有水环真空泵。