[发明专利]一种带压缩空气储能的回收熔镁砣余热的冷热电联产系统

说明书

本发明公开的一种带压缩空气储能的回收熔镁砣余热的冷热电联产系统。此系统包括熔镁砣余热回收子系统，发电子系统，集热子系统，压缩空气储能子系统。在熔镁砣余热回收子系统中，循环风吸收熔镁砣余热送入余热锅炉产生蒸汽，在发电子系统中余热锅炉产生的蒸汽带动汽轮机发电。压缩空气储能子系统来缓解熔镁砣余热发电量与电负荷不匹配的问题。同时，供热量不足时启用压缩空气储能系统，从储能过程获取热量。从余热锅炉流出的高温空气和发电系统凝汽器依然存在余热，通过集热子系统收集并用于供热、制冷以及压缩空气储能系统的释能过程。

技术领域

本发明属于冷热电联产及熔镁砣余热回收利用技术领域，涉及一种带压缩空气储能的回收熔镁砣余热的冷热电联产系统。

背景技术

我国电熔镁砂产业多采用电弧炉熔融天然菱镁矿石制备电熔镁砂，生产工艺技术装备落后，高温镁熔砣内所含巨大的余热资源未能回收利用，大量热能白白损失。电熔镁坨出炉中心温度在2800℃以上,壁面平均温度在600℃以上,电熔镁砂有效吸热都转化到生产结束后的电熔镁砣内,熔镁砣内含有超过4×106KJ/t的能量，总计约占电熔镁砂生产总能耗的30％。对电熔镁砣所含有效热进行余热回收是电熔镁系统节能的突破点。对电熔镁砣高温破碎、高温余热回收,是重要的节能改造。

为回收利用镁熔砣的余热资源，名称为“电熔镁低温余热发电方法”，申请号为CN201010607845.9的专利中提出了利用熔砣余热来进行发电。此专利对于熔镁砣余热如何回收没有具体介绍，只是简单的用气体来吸收熔砣余热。回收了熔砣余热的气体，将热量传递给发电工质后直接由引风机排入大气中，造成了热能的浪费，并可能造成空气污染。名称为“一种电熔镁熔砣余热利用方法及系统”，申请号为CN201811469239.8的专利中提出了更为详细的余热回收方法，其将熔砣依次送入镁熔砣余热回收室、破壳镁熔砣余热回收室、自除氧镁熔砣余热回收室来进行余热回收。然而，该方法需要将熔砣多次转运，在此过程中热量的散失比较严重。并且，因熔砣体积较大，仅靠熔砣表面与水冷壁辐射换热，换热时间长且内部热量利用率不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种带压缩空气储能的回收熔镁砣余热的冷热电联产系统，以解决现有系统热量散失严重，换热时间长且内部热量利用率不高的问题，同时还能在高发电量时储存多余的电量，在发电量不足时释放电量进行补充，以平衡供需。

本发明提供一种带有压缩空气储能系统的回收熔镁砣余热的冷热电联产系统，包括熔镁砣余热回收子系统、发电子系统、集热子系统和压缩空气储能子系统；熔镁砣余热回收子系统和发电子系统通过余热锅炉连接；发电子系统和压缩空气储能子系统通过第一发电机和电路连接；集热子系统与发电子系统、熔镁砣余热回收子系统和压缩空气储能子系统分别通过凝汽器、循环热风-集热工质换热器和集热工质-压缩空气换热器连接；

熔镁砣余热回收子系统由高温热交换塔、余热锅炉的热风侧、循环热风-集热工质换热器的热风侧及循环风机通过循环热风管道首尾连接构成回路；发电子系统由余热锅炉的发电工质侧、汽轮机、凝汽器的蒸汽侧、循环泵通过管道首尾连接构成回路，汽轮机和第一发电机同轴连接；压缩空气储能子系统包括依次连接的空气压缩机、压缩空气-冷却水换热器、储气罐、集热工质-压缩空气换热器以及空气透平，储气罐的出口连接集热工质-压缩空气换热器的空气侧，空气压缩机和电动机同轴连接，电动机通过电路连接第一发电机，空气透平和第二发电机同轴连接；

在集热子系统中，集热工质循环泵的出口、凝汽器的集热工质侧、循环热风-集热工质换热器的集热工质侧以及第一三通阀依次通过管道连接；在第一三通阀处分为两路，分别连接供暖和吸收式制冷机后汇集于第二三通阀的入口，管道通过第二三通阀分两路，一路经过集热工质-压缩空气换热器的集热工质侧后与另一路管道汇集后连接到集热工质循环泵的入口，与集热工质循环泵连接构成回路。

在本发明的带压缩空气储能的回收熔镁砣余热的冷热电联产系统中，所述高温热交换塔内放入经脱皮处理并进行破碎后生产出的熔镁砣高温料块。