CN104482772B

CN104482772B - 立式烧结余热驱动冷热电联供系统及其方法

Info

Publication number: CN104482772B
Application number: CN201410743930.6A
Authority: CN
Inventors: 范利武; 田付有; 钱虹良; 李晓洁; 黄连锋; 俞自涛; 屠柏锐; 尹德厚; 厉青
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2034-12-09
Also published as: CN104482772A

Abstract

本发明公开了一种立式烧结余热驱动冷热电联供系统及其方法。系统包括烧结矿立式冷却装置、余热锅炉发电及蒸汽发生系统、双效溴化锂吸收式制冷机组和冷媒冷却水用户端系统。方法是：烧结矿立式冷却装置回收高温烧结矿的热量后，加热锅炉给水产生高温高压水蒸汽，推动汽轮机发电，从汽轮机中间级抽出的热蒸汽供应双效溴化锂制冷机组，产生7~10℃的冷媒水向冷用户供冷。汽轮机末端蒸汽通过与常温补水混合形成75~90℃的热水供至热用户。本发明将烧结矿立式冷却装置中回收的热能用于发电和集中供冷供热，有效地提高了固体颗粒余热资源的综合回收利用效率，能够在冶金行业特别是钢铁行业中推广应用，有效地促进节能减排。

Description

立式烧结余热驱动冷热电联供系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种立式烧结余热驱动冷热电联供系统及其方法，特别是应用于冶金行业和钢铁行业等领域的立式烧结余热驱动冷热电联供系统及其方法。

背景技术

烧结过程中的烧结矿显热资源约占烧结过程中余热资源总量的70%，提高其余热回收利用率是整个烧结余热回收与利用的主要措施之一。在欧盟列出的43项钢铁行业最有效节能减排措施中，烧结余热回收的节能减排效果位列第6位。目前，广泛应用的环式或带式冷却机在显热回收与利用上存在着漏风率高、热废气品质较低和烧结矿品质降低等弊端，为此，立式烧结冷却装置应运而生。烧结矿立式冷却装置极大地提高了中低品位烧结余热的获取效率，但无论环冷机、带冷机或者烧结矿立式冷却装置，在余热获取之后均采取余热发电或余热拖动的方法，将热能转化为电能输出或拖动风机。

在烧结余热发电或余热拖动过程中，一般将转化的高温高压蒸汽用于汽轮机发电或者拖动系统，但由于汽轮机综合热效率较低，一般只有42%左右，所以能量损失较大，能量转换效率低，对热能造成很大浪费。因此，在余热回收中对发电的凝汽式汽轮机进行改变，以避免热能单纯转化为汽轮机动能的较低热效率，将能够很大地提高余热回收的综合热效率。

同时，烧结厂往往位于钢铁厂区之中，周围炼铁厂、焦化厂、轧钢厂和办公区域等存在诸多用冷用热的场所，因此集中供冷供热在钢铁厂生产及相关的办公、生活区域有较大的需求。采用厂区的烧结余热来进行部分区域的集中冷热联供，必将有效地提高供冷供热的效率，降低供冷供热的成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中单纯采用汽轮机发电或拖动过程中存在的热效率低的不足，提供一种立式烧结余热驱动冷热电联供系统及其方法。

本发明通过以下技术方案来实现：

立式烧结余热驱动冷热电联供系统从左至右依次为烧结矿立式冷却装置、余热锅炉发电及蒸汽发生系统、双效溴化锂制冷机组和冷媒冷却水用户端系统；烧结矿立式冷却装置本体右侧的出风管道向右连接一次除尘器，一次除尘器之后连接余热锅炉的烟气入口，再从余热锅炉底部的烟气出口依次连接二次除尘器、循环风机和副省煤器后接入烧结矿立式冷却装置的环形进风管道和中央进风管道，二次除尘器和循环风机之间连接设有放散阀，副省煤器和烧结矿立式冷却装置进风管道之间依次连接有冷风进气阀和进风调节阀，进风调节阀包括位于环形进风管道上的环形进风调节阀和位于中央进风管道上的中央进风调节阀；余热锅炉的高温水蒸汽出口与抽汽式背压汽轮机连接，抽汽式背压汽轮机主轴连接发电机，抽汽式背压汽轮机中间级抽汽口连接汽轮机抽汽控制阀后，继续连接双效溴化锂制冷机组的高压发生器，之后向下连接凝水回热器，经锅炉给水泵后一支返回余热锅炉继续被加热，另一支给水管道连接备用燃气炉的给水口，锅炉给水泵和余热锅炉进水口之间连接有余热锅炉给水阀；抽汽式背压汽轮机的末级蒸汽出口连接汽轮机末级蒸汽控制阀后与常温补水管汇合；锅炉给水泵之后连接备用燃气炉的给水管道上设有燃气炉给水阀，备用燃气炉下方连接燃气供给管道，备用燃气炉内部右侧为燃气炉汽包，燃气炉汽包顶部水蒸汽出口连接燃气炉主蒸汽控制阀后分成两支管路，第一路为溴化锂机组供热管，连接双效溴化锂制冷机组的高压发生器，第二路为燃气炉供热管，连接燃气炉供热蒸汽控制阀后与常温补水管汇合；副省煤器下方设有副省煤器主给水管和副省煤器辅助给水管，两者汇合后连接至副省煤器，再连接锅炉给水泵；双效溴化锂制冷机组左侧上方设有高压发生器，左侧下方从上到下依次设有高温换热器、凝水回热器和低温换热器，右侧上方依次为低压发生器和冷凝器，右侧下方从左到右依次为左侧的吸收器、蒸发器和右侧的吸收器，左侧的吸收器下方设有溶液泵，右侧的吸收器下方设有与蒸发器相连通的冷剂水泵；高压发生器经溴化锂管道依次向下方连接高温换热器、凝水回热器和低温换热器，之后通过溴化锂管道连接右侧下方的溶液泵；高压发生器通过余热蒸汽冷凝水管道连接凝水回热器再连接余热锅炉发电及蒸汽发生系统的锅炉给水泵；高温发生器通过高温冷剂水蒸汽管道和连接高温换热器后的溴化锂溶液管道连接右侧的低压发生器；高温冷剂水蒸汽管道通过低压发生器后再连接冷凝器，继而连接蒸发器；与蒸发器相连的冷剂水泵通过冷剂水管道连接蒸发器和冷凝器；冷剂水泵至蒸发器的管道上设有与右侧的吸收器相通的旁通阀和与蒸发器相连的冷剂水阀；冷却水池通过冷却水管道依次连接冷却水给水阀和冷却水泵后，分成三路分别同时通过左侧的吸收器，右侧的吸收器和冷凝器后汇合成一路管道再分成两条管路：第一条依次连接冷却塔供水阀、冷却塔和冷却水池，第二条依次连接冷却水补水阀和冷却水池；从冷媒水池开始，通过冷媒水管道连接冷媒水泵后分成两路：第一路依次连接冷媒水输出阀、冷用户，第二路依次连接冷媒水回流阀、冷媒水换热器，之后两路汇合连接蒸发器和冷媒水池；凝水回热器连接出来的余热蒸汽冷凝水管道辅助分支依次连接冷媒水换热器水泵、冷媒水换热器阀和冷媒水换热器后，经冷媒水换热器出口连接至副省煤器辅助给水管；抽汽式背压汽轮机末级蒸汽管道、备用燃气炉供热蒸汽管和设有常温补水阀的常温补水管汇合后依次连接热水泵、热水控制阀和热用户，之后经热用户回水管连接副省煤器辅助给水管。

所述的烧结矿立式冷却装置是烧结矿立式螺旋逆流冷却装置。所述的备用燃气炉的燃气来自焦化产生的煤气，或者来自其他生产流程产生的可燃性气体。所述的冷用户和热用户是生产、工作、生活需要集中供冷供热的场所，或者是厂区外部需要供冷供热的用户。所述的双效溴化锂制冷机组采用串联式布置。

立式烧结余热驱动冷热电联供方法是：700~850℃的高温烧结矿从烧结矿立式冷却装置本体顶部间隔地加入烧结矿立式冷却装置中，与从进风管道进入的100~120℃的冷却气体换热后变成160~180℃的冷烧结矿从装置底部排出；被加热的450~550℃的高温烟气经一次除尘器除尘后通入余热锅炉，加热锅炉中给水后排入二次除尘器，再由循环风机鼓入副省煤器，在副省煤器中与锅炉给水换热后，由进风管道再次进入烧结矿立式冷却装置本体，完成循环；余热锅炉中的给水经过与高温烟气换热后产生450~500℃，3~4Mpa的蒸汽推动抽汽式背压汽轮机带动发电机发电，从汽轮机中间级抽出的150~170℃,0.3~0.6Mpa的水蒸汽进入双效溴化锂制冷机组的高压发生器加热溴化锂稀溶液后，较低温度的蒸汽流经凝水回热器后与经过副省煤器被烟气加热的给水汇合，由锅炉给水泵送入余热锅炉继续产生蒸汽；来自余热锅炉的高温高压蒸汽加热高压发生器中的溴化锂稀溶液后，溶液变成中间浓度溴化锂溶液，进入高温换热器被冷却降温后，进入低压发生器被加热继续发生，中间浓度溴化锂溶液变成溴化锂浓溶液，进入低温换热器继续冷却，然后进入吸收器，向管内的冷却水放出热量，吸收冷剂水蒸汽后，溴化锂浓溶液变成低温稀溶液，被溶液泵升压后送入低温换热器后加热，经过凝水回热器，被传热管簇的锅炉蒸汽冷凝水继续加热，然后稀溶液再经过高温换热器被加热后，回到高压发生器；高温高压的余热锅炉蒸汽加热高压发生器中的溴化锂稀溶液后，溶液产生的高温冷剂水蒸汽进入低压发生器，冷凝变成冷剂水，通过管道流入冷凝器；冷剂水经过U形管等节流元件后进入蒸发器，吸收蒸发器中冷媒水传热管簇的热量变成冷剂水蒸汽，之后冷凝成冷剂水由冷剂水泵再次送入蒸发器和冷凝器循环；25~35℃的冷却水从冷却水池被冷却水泵分别同时送入左侧的吸收器、右侧的吸收器和冷凝器，在吸收器中吸收溴化锂浓溶液的热量，在冷凝器中吸收冷剂水蒸汽的热量之后汇合；之后冷却水在冷却塔内降温后返回冷却水池或者直接返回冷却水池；双效溴化锂制冷机组产生的7~10℃的冷媒水被冷媒水泵从冷媒水池送出后，供至冷用户，经冷用户使用后，冷媒水被加热，通入蒸发器被溴化锂浓溶液吸热冷却后返回冷媒水池，完成循环，再次供冷用户使用；抽汽式背压汽轮机末级蒸汽、备用燃气炉供热管分支蒸汽和常温补水管中的水混合后形成75~90℃的热水，供应至热用户，热用户回水连接至副省煤器辅助给水管循环利用。

本发明针对立式余热回收发电或者拖动系统中汽轮机综合热效率低的现状，通过将烧结矿立式冷却装置与余热锅炉、抽汽式背压汽轮机、发电机、精制燃气炉和双效溴化锂吸收式制冷机组联合，组成了一个高效冷热电联产系统。将余热锅炉中回收的热能用于发电和集中供冷供热，以集中供热供冷为主，发电为辅，实现冷热电联产，满足生产单位的多种需求，避免单纯采用汽轮机发电或拖动过程中存在的较低热效率，有效地提高回收余热的利用率。余热获取装置采用高效封闭的烧结矿立式冷却装置，供热采用余热锅炉的中间级抽汽与常温补水混合的方式，以满足特用热用户的流量和温度要求，供冷采用高效利用回收余热的双效溴化锂制冷机组。在余热回收装置检修或余热供应不足时，启动备用煤气炉来持续产生高温水蒸汽。在供冷需求不足时，采用冷媒水换热器加热冷媒水维持双效溴化锂制冷机组正常运转。该系统能够满足5~15℃的较宽范围供冷需求，且效率较高。在供热条件下，可以供应65~90℃的热水，满足不同生产、生活热用户的需求。

采用的溴化锂制冷机组以热能为动力，以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，制取高于0^oC的冷量，可用作空调、生产工艺过程或生活用的冷源。与其他类型的制冷机相比，具有以下优点：

1)节能经济。以热能为动力，且对热能品质要求不高，能利用低势热能及废气和废热、各种排气等等，具有很好的节电、节能效果，经济性高。

2)噪声小。整个制冷装置除功率很小的屏蔽泵之外，没有其他的运动部件，振动小，噪声低，对环境的影响小。

3)绿色环保。以溴化锂溶液为工质，制冷机在真空状态下运行，是无臭、无毒、无爆炸危险、安全可靠的无公害制冷设备，有利于环境保护要求。

4)冷量调节范围宽。随着外界负荷变化，机组可在10%～100%的范围内进行冷量无极调节，且低负荷调节时，热效率几乎不下降，性能稳定，符合变负荷要求。

5)对外界条件变化的适应性强。如标准外界条件为蒸汽压力5.88×10⁵Pa（表压），冷却水进水口温度32^oC，冷媒水出口温度10^oC的蒸汽双效机，实际运行表明，能在蒸汽压力（1.96～7.84）×10⁵Pa（表压）、冷却水进口温度25～40℃、冷媒水出口温度5～15℃的宽阔范围内稳定运转。

6)安装简便，对安装基础要求低。

7)制造简单，操作，维修保养方便。

本发明增加了对热蒸汽直接利用，最大限度地减小了热能转化为旋转动能中存在的低效率。同时该系统设有备用燃气炉，可以在余热量减少或余热供应停止的情况下，继续维持供冷供热用户的需求，具有较好的系统稳定性和工况适应性。该系统利于提高冶金行业的固体颗粒余热资源回收的综合利用效率，可以在冶金行业特别是钢铁行业中推广应用，有效地促进节能减排。

附图说明

附图是立式烧结余热驱动溴化锂吸收式冷热联供系统图。

具体实施方式

如图1所示，立式烧结余热驱动冷热电联供系统包括烧结矿立式冷却装置1、余热锅炉发电及蒸汽发生系统7、双效溴化锂制冷机组19和冷媒冷却水用户端系统23；烧结矿立式冷却装置1包括烧结矿立式冷却装置本体2、环形进风管道64、中央进风管道63、环形进风调节阀62、中央进风调节阀61和出风管道3；余热锅炉发电及蒸汽发生系统7包括余热锅炉10、一次除尘器4、二次除尘器54、循环风机56、抽汽式背压汽轮机12、发电机14、副省煤器57、副省煤器主给水管59、副省煤器辅助给水管58、放散阀55、冷风进气阀60、燃气供给管道5、备用燃气炉6、燃气炉汽包8、余热锅炉给水阀53、燃气炉给水阀52、锅炉给水泵51、汽轮机抽汽控制阀11、汽轮机末级蒸汽控制阀15、燃气炉主蒸汽控制阀9、燃气炉供热蒸汽控制阀13；双效溴化锂制冷机组19包括高压发生器16、低压发生器18、冷凝器20、高温换热器17、凝水回热器49、低温换热器50、吸收器47、蒸发器21、溶液泵48、冷剂水泵46、旁通阀45、冷剂水阀44；冷媒冷却水用户端系统23包括冷媒水及用户端系统和冷却水系统，其中，冷媒水及用户端系统包括冷媒水池37、冷用户34、冷媒水换热器28、冷媒水换热器阀26、冷媒水泵36、冷媒水输出阀35、冷媒水回流阀33、冷媒水换热器出口30、冷媒水换热器水泵22、常温补水管24、常温补水阀25、热水泵27、热水控制阀29、热用户31和热用户回水管32，冷却水系统包括冷却水池40、冷却水泵43、冷却塔38、冷却水给水阀41、冷却水补水阀42和冷却塔供水阀39；

系统从左至右依次为烧结矿立式冷却装置1、余热锅炉发电及蒸汽发生系统7、双效溴化锂制冷机组19和冷媒冷却水用户端系统23；烧结矿立式冷却装置本体2右侧的出风管道3向右连接一次除尘器4，一次除尘器4之后连接余热锅炉10的烟气入口，再从余热锅炉10底部的烟气出口依次连接二次除尘器54、循环风机56和副省煤器57后接入烧结矿立式冷却装置1的环形进风管道64和中央进风管道63，二次除尘器54和循环风机56之间连接设有放散阀55，副省煤器57和烧结矿立式冷却装置1进风管道之间依次连接有冷风进气阀60和进风调节阀，进风调节阀包括位于环形进风管道64上的环形进风调节阀62和位于中央进风管道63上的中央进风调节阀61；余热锅炉10的高温水蒸汽出口与抽汽式背压汽轮机12连接，抽汽式背压汽轮机12主轴连接发电机14，抽汽式背压汽轮机12中间级抽汽口连接汽轮机抽汽控制阀11后，继续连接双效溴化锂制冷机组19的高压发生器16，之后向下连接凝水回热器49，经锅炉给水泵51后一支返回余热锅炉10继续被加热，另一支给水管道连接备用燃气炉6的给水口，锅炉给水泵51和余热锅炉10进水口之间连接有余热锅炉给水阀53；抽汽式背压汽轮机12的末级蒸汽出口连接汽轮机末级蒸汽控制阀15后与常温补水管24汇合；锅炉给水泵51之后连接备用燃气炉6的给水管道上设有燃气炉给水阀52，备用燃气炉6下方连接燃气供给管道5，备用燃气炉6内部右侧为燃气炉汽包8，燃气炉汽包8顶部水蒸汽出口连接燃气炉主蒸汽控制阀9后分成两支管路，第一路为溴化锂机组供热管，连接双效溴化锂制冷机组19的高压发生器16，第二路为燃气炉供热管，连接燃气炉供热蒸汽控制阀13后与常温补水管24汇合；副省煤器57下方设有副省煤器主给水管59和副省煤器辅助给水管58，两者汇合后连接至副省煤器57，再连接锅炉给水泵51；双效溴化锂制冷机组19左侧上方设有高压发生器16，左侧下方从上到下依次设有高温换热器17、凝水回热器49和低温换热器50，右侧上方依次为低压发生器18和冷凝器20，右侧下方从左到右依次为左侧的吸收器47、蒸发器21和右侧的吸收器47，左侧的吸收器47下方设有溶液泵48，右侧的吸收器47下方设有与蒸发器21相连通的冷剂水泵46；高压发生器16经溴化锂管道依次向下方连接高温换热器17、凝水回热器49和低温换热器50，之后通过溴化锂管道连接右侧下方的溶液泵48；高压发生器16通过余热蒸汽冷凝水管道连接凝水回热器49再连接余热锅炉发电及蒸汽发生系统7的锅炉给水泵51；高压发生器16通过高温冷剂水蒸汽管道和连接高温换热器17后的溴化锂溶液管道连接右侧的低压发生器18；高温冷剂水蒸汽管道通过低压发生器18后再连接冷凝器20，继而连接蒸发器21；与蒸发器相连的冷剂水泵46通过冷剂水管道连接蒸发器21和冷凝器20；冷剂水泵46至蒸发器21的管道上设有与右侧的吸收器47相通的旁通阀45和与蒸发器21相连的冷剂水阀44；冷却水池40通过冷却水管道依次连接冷却水给水阀41和冷却水泵43后，分成三路分别同时通过左侧的吸收器47，右侧的吸收器47和冷凝器20后汇合成一路管道再分成两条管路：第一条依次连接冷却塔供水阀39、冷却塔38和冷却水池40，第二条依次连接冷却水补水阀42和冷却水池40；从冷媒水池37开始，通过冷媒水管道连接冷媒水泵36后分成两路：第一路依次连接冷媒水输出阀35、冷用户34，第二路依次连接冷媒水回流阀33、冷媒水换热器28，之后两路汇合连接蒸发器21和冷媒水池37；凝水回热器49连接出来的余热蒸汽冷凝水管道辅助分支依次连接冷媒水换热器水泵22、冷媒水换热器阀26和冷媒水换热器28后，经冷媒水换热器出口30连接至副省煤器辅助给水管58；抽汽式背压汽轮机12末级蒸汽管道、备用燃气炉6供热蒸汽管和设有常温补水阀25的常温补水管24汇合后依次连接热水泵27、热水控制阀29和热用户31，之后经热用户回水管32连接副省煤器辅助给水管58。

所述的烧结矿立式冷却装置1是烧结矿立式螺旋逆流冷却装置。所述的备用燃气炉6的燃气来自焦化产生的煤气，或者来自其他生产流程产生的可燃性气体。所述的冷用户34和热用户31是生产、工作、生活需要集中供冷供热的场所，或者是厂区外部需要供冷供热的用户。所述的双效溴化锂制冷机组19采用串联式布置。

立式烧结余热驱动冷热电联供方法是：700~850℃的高温烧结矿从烧结矿立式冷却装置本体2顶部间隔地加入烧结矿立式冷却装置1中，与从环形进风管道64和中央进风管道63进入的100~120℃的冷却气体换热后变成160~180℃的冷烧结矿从装置底部排出；被加热的450~550℃的高温烟气经一次除尘器4除尘后通入余热锅炉10，加热锅炉中给水后排入二次除尘器54，经放散阀55排出部分气体，之后由循环风机56鼓入副省煤器57，在副省煤器57中与锅炉给水换热后经冷风进气阀60补充气体后由环形进风管道64和中央进风管道63进入立式烧结矿立式冷却装置本体2，环形进风管道64和中央进风管道63中的气体流量和配比可由环形进风调节阀62和中央进风调节阀61进行调节；余热锅炉10中的给水经过与高温烟气换热后产生450~500℃，3~4Mpa的蒸汽推动抽汽式背压汽轮机12带动发电机14发电，从汽轮机中间级抽出的150~170℃,0.3~0.6Mpa的水蒸汽进入双效溴化锂制冷机组19的高压发生器16加热溴化锂稀溶液后，较低温度的蒸汽流经凝水回热器49后与经过副省煤器57被烟气加热的给水汇合，由锅炉给水泵51送入余热锅炉10继续产生蒸汽；副省煤器57的给水来自副省煤器主给水管59和经过冷媒水换热器出口30以及热用户回水管32返回的副省煤器辅助给水管58；当烧结矿立式冷却装置1由于检修等原因停止工作，或产生的高温烟气量不足或温度不能达到双效溴化锂制冷机组19的要求时，可以通过打开燃气炉给水阀52和燃气炉主蒸汽控制阀9，并接通燃气供给管道5，使备用燃气炉6开始工作，补充进入双效溴化锂制冷机组19的高温高压蒸汽；来自余热锅炉10或者备用燃气炉6的高温高压蒸汽加热高压发生器16中的溴化锂稀溶液后，溶液中的冷剂水蒸发，变成中间浓度的溴化锂溶液，中间浓度的溴化锂溶液进入高温换热器17的壳程，与管程中的溴化锂稀溶液换热后被冷却降温，之后，进入低压发生器18被高压发生器16过来的管簇中高温冷剂水蒸汽加热后继续发生，中间浓度溴化锂溶液变成溴化锂浓溶液，溴化锂浓溶液进入低温换热器50的壳程被管程中的稀溶液继续冷却，然后溴化锂浓溶液进入左右两侧的吸收器47，在吸收器47中部分冷剂蒸汽闪蒸后出来，随后溴化锂浓溶液被喷淋到吸收器47传热管簇上，吸收来自蒸发器21的冷剂蒸汽，并向管内的冷却水放出热量，溴化锂浓溶液在吸收器47中变成低温稀溶液，被溶液泵48升压后送入低温换热器50的管程，被壳程中来自低压发生器18的浓溶液加热，之后，经过凝水回热器49的壳程，被管程中来自高压发生器16传热管簇的锅炉蒸汽冷凝水加热，然后稀溶液再经过高温换热器17的管程，被壳程中的来自高压发生器16的中间浓度溴化锂溶液加热后，回到高压发生器16；高温高压的余热锅炉蒸汽加热高压发生器16中的溴化锂稀溶液后，溶液产生的高温冷剂水蒸汽通过冷剂水蒸汽管道进入右侧的低压发生器18，在低压发生器18中被中间浓度的溴化锂溶液吸收热量后冷凝变成冷剂水，通过管道流入冷凝器20，低压发生器18中的中间浓度溶液被加热后蒸发出来的冷剂水蒸汽从侧壁进入冷凝器20中被冷却水冷却为冷剂水；冷剂水经过U形管等节流元件后进入蒸发器21，发生闪蒸后吸收蒸发器21中冷媒水传热管簇的热量进行蒸发变成冷剂水蒸汽，之后慢慢冷凝下来变成冷剂水由右侧的吸收器47底部与蒸发器21相连的冷剂水泵46再次送入蒸发器21和冷凝器20继续循环；25~35℃的冷却水从冷却水池40被冷却水泵43分别同时送入左侧的吸收器47、右侧的吸收器47和冷凝器20，在吸收器47中吸收溴化锂浓溶液的热量，在冷凝器20中吸收冷剂水蒸汽的热量之后汇合；之后冷却水在冷却塔38内降温后返回冷却水池40或者直接返回冷却水池40，可以通过调节冷却塔供水阀39和冷却水补水阀42调节冷却水池40中的水温；双效溴化锂制冷机组19产生的7~10℃的冷媒水被冷媒水泵36从冷媒水池37送出后，通过打开的冷媒水输出阀35供至冷用户34，经冷用户34使用后，冷媒水被加热，通入蒸发器21被溴化锂浓溶液吸热冷却后返回冷媒水池37，完成循环，再次供冷用户34使用；当冷用户34不用冷或使用冷量较少时，冷媒水回流阀33打开，冷媒水被送至冷媒水换热器28，与来自凝水回热器49的余热锅炉冷凝水换热后温度升高，直接被送到蒸发器21，继而返回冷媒水池37；余热锅炉冷凝水通过冷媒水换热器出口30连接至副省煤器辅助给水管58；抽汽式背压汽轮机12末级蒸汽、备用燃气炉6供热管分支蒸汽和和常温补水管24中的水混合后形成75~90℃的热水，供应至热用户31，热用户31回水通过热用户回水管32连接至副省煤器辅助给水管58循环利用，可以通过综合调节汽轮机末级蒸汽控制阀15、燃气炉供热蒸汽控制阀13、常温补水阀25和热水控制阀29，调节供应热水的流量和温度，以满足热用户31的需求，在汽轮机末级蒸汽满足供热需求的情况下，燃气炉供热蒸汽控制阀处于常闭状态。

Claims

1.一种立式烧结余热驱动冷热电联供系统，其特征在于：系统从左至右依次为烧结矿立式冷却装置（1）、余热锅炉发电及蒸汽发生系统（7）、双效溴化锂制冷机组（19）和冷媒冷却水用户端系统（23）；烧结矿立式冷却装置本体（2）右侧的出风管道（3）向右连接一次除尘器（4），一次除尘器（4）之后连接余热锅炉（10）的烟气入口，再从余热锅炉（10）底部的烟气出口依次连接二次除尘器（54）、循环风机（56）和副省煤器（57）后接入烧结矿立式冷却装置（1）的环形进风管道（64）和中央进风管道（63），二次除尘器（54）和循环风机（56）之间连接设有放散阀（55），副省煤器（57）和烧结矿立式冷却装置（1）进风管道之间依次连接有冷风进气阀（60）和进风调节阀，进风调节阀包括位于环形进风管道（64）上的环形进风调节阀（62）和位于中央进风管道（63）上的中央进风调节阀（61）；余热锅炉（10）的高温水蒸汽出口与抽汽式背压汽轮机（12）连接，抽汽式背压汽轮机（12）主轴连接发电机（14），抽汽式背压汽轮机（12）中间级抽汽口连接汽轮机抽汽控制阀（11）后，继续连接双效溴化锂制冷机组（19）的高压发生器（16），之后向下连接凝水回热器（49），经锅炉给水泵（51）后一支返回余热锅炉（10）继续被加热，另一支给水管道连接备用燃气炉（6）的给水口，锅炉给水泵（51）和余热锅炉（10）进水口之间连接有余热锅炉给水阀（53）；抽汽式背压汽轮机（12）的末级蒸汽出口连接汽轮机末级蒸汽控制阀（15）后与常温补水管（24）汇合；锅炉给水泵（51）之后连接备用燃气炉（6）的给水管道上设有燃气炉给水阀（52），备用燃气炉（6）下方连接燃气供给管道（5），备用燃气炉（6）内部右侧为燃气炉汽包（8），燃气炉汽包（8）顶部水蒸汽出口连接燃气炉主蒸汽控制阀（9）后分成两支管路，第一路为溴化锂机组供热管，连接双效溴化锂制冷机组（19）的高压发生器（16），第二路为燃气炉供热管，连接燃气炉供热蒸汽控制阀（13）后与常温补水管（24）汇合；副省煤器（57）下方设有副省煤器主给水管（59）和副省煤器辅助给水管（58），两者汇合后连接至副省煤器（57），再连接锅炉给水泵（51）；双效溴化锂制冷机组（19）左侧上方设有高压发生器（16），左侧下方从上到下依次设有高温换热器（17）、凝水回热器（49）和低温换热器（50），右侧上方依次为低压发生器（18）和冷凝器（20），右侧下方从左到右依次为左侧的吸收器（47）、蒸发器（21）和右侧的吸收器（47），左侧的吸收器（47）下方设有溶液泵（48），右侧的吸收器（47）下方设有与蒸发器（21）相连通的冷剂水泵（46）；高压发生器（16）经溴化锂管道依次向下方连接高温换热器（17）、凝水回热器（49）和低温换热器（50），之后通过溴化锂管道连接右侧下方的溶液泵（48）；高压发生器（16）通过余热蒸汽冷凝水管道连接凝水回热器（49）再连接余热锅炉发电及蒸汽发生系统（7）的锅炉给水泵（51）；高压发生器（16）通过高温冷剂水蒸汽管道和连接高温换热器（17）后的溴化锂溶液管道连接右侧的低压发生器（18）；高温冷剂水蒸汽管道通过低压发生器（18）后再连接冷凝器（20），继而连接蒸发器（21）；与蒸发器相连的冷剂水泵（46）通过冷剂水管道连接蒸发器（21）和冷凝器（20）；冷剂水泵（46）至蒸发器（21）的管道上设有与右侧的吸收器（47）相通的旁通阀（45）和与蒸发器（21）相连的冷剂水阀（44）；冷却水池（40）通过冷却水管道依次连接冷却水给水阀（41）和冷却水泵（43）后，分成三路分别同时通过左侧的吸收器（47），右侧的吸收器（47）和冷凝器（20）后汇合成一路管道再分成两条管路：第一条依次连接冷却塔供水阀（39）、冷却塔（38）和冷却水池（40），第二条依次连接冷却水补水阀（42）和冷却水池（40）；从冷媒水池（37）开始，通过冷媒水管道连接冷媒水泵（36）后分成两路：第一路依次连接冷媒水输出阀（35）、冷用户（34），第二路依次连接冷媒水回流阀（33）、冷媒水换热器（28），之后两路汇合连接蒸发器（21）和冷媒水池（37）；凝水回热器（49）连接出来的余热蒸汽冷凝水管道辅助分支依次连接冷媒水换热器水泵（22）、冷媒水换热器阀（26）和冷媒水换热器（28）后，经冷媒水换热器出口（30）连接至副省煤器辅助给水管（58）；抽汽式背压汽轮机（12）末级蒸汽管道、备用燃气炉（6）供热蒸汽管和设有常温补水阀（25）的常温补水管（24）汇合后依次连接热水泵（27）、热水控制阀（29）和热用户（31），之后经热用户回水管（32）连接副省煤器辅助给水管（58）。

2.根据权利要求1所述的一种立式烧结余热驱动冷热电联供系统，其特征在于：所述的烧结矿立式冷却装置（1）是烧结矿立式螺旋逆流冷却装置。

3.根据权利要求1所述的一种立式烧结余热驱动冷热电联供系统，其特征在于：所述的备用燃气炉（6）的燃气来自焦化产生的煤气，或者来自其他生产流程产生的可燃性气体。

4.根据权利要求1所述的一种立式烧结余热驱动冷热电联供系统，其特征在于：所述的冷用户（34）和热用户（31）是生产、工作、生活需要集中供冷供热的场所，或者是厂区外部需要供冷供热的用户。

5.根据权利要求1所述的一种立式烧结余热驱动冷热电联供系统，其特征在于：所述的双效溴化锂制冷机组（19）采用串联式布置。

6.一种使用如权利要求1所述系统的立式烧结余热驱动冷热电联供方法，其特征在于：700~850℃的高温烧结矿从烧结矿立式冷却装置本体（2）顶部间隔地加入烧结矿立式冷却装置（1）中，与从进风管道进入的100~120℃的冷却气体换热后变成160~180℃的冷烧结矿从装置底部排出；被加热的450~550℃的高温烟气经一次除尘器（4）除尘后通入余热锅炉（10），加热锅炉中给水后排入二次除尘器（54），再由循环风机（56）鼓入副省煤器（57），在副省煤器（57）中与锅炉给水换热后，由进风管道再次进入烧结矿立式冷却装置本体（2），完成循环；余热锅炉（10）中的给水经过与高温烟气换热后产生450~500℃，3~4Mpa的蒸汽推动抽汽式背压汽轮机（12）带动发电机（14）发电，从汽轮机中间级抽出的150~170℃,0.3~0.6Mpa的水蒸汽进入双效溴化锂制冷机组（19）的高压发生器（16）加热溴化锂稀溶液后，较低温度的蒸汽流经凝水回热器（49）后与经过副省煤器（57）被烟气加热的给水汇合，由锅炉给水泵（51）送入余热锅炉（10）继续产生蒸汽；来自余热锅炉（10）的高温高压蒸汽加热高压发生器（16）中的溴化锂稀溶液后，溶液变成中间浓度溴化锂溶液，进入高温换热器（17）被冷却降温后，进入低压发生器（18）被加热继续发生，中间浓度溴化锂溶液变成溴化锂浓溶液，进入低温换热器（50）继续冷却，然后进入吸收器（47），向管内的冷却水放出热量，吸收冷剂水蒸汽后，溴化锂浓溶液变成低温稀溶液，被溶液泵（48）升压后送入低温换热器（50）后加热，经过凝水回热器（49），被传热管簇的锅炉蒸汽冷凝水继续加热，然后稀溶液再经过高温换热器（17）被加热后，回到高压发生器（16）；高温高压的余热锅炉蒸汽加热高压发生器（16）中的溴化锂稀溶液后，溶液产生的高温冷剂水蒸汽进入低压发生器（18），冷凝变成冷剂水，通过管道流入冷凝器（20）；冷剂水经过包括U形管在内的节流元件后进入蒸发器（21），吸收蒸发器（21）中冷媒水传热管簇的热量变成冷剂水蒸汽，之后冷凝成冷剂水由冷剂水泵（46）再次送入蒸发器（21）和冷凝器（20）循环；25~35℃的冷却水从冷却水池（40）被冷却水泵（43）分别同时送入左侧的吸收器（47）、右侧的吸收器（47）和冷凝器（20），在吸收器（47）中吸收溴化锂浓溶液的热量，在冷凝器（20）中吸收冷剂水蒸汽的热量之后汇合；之后冷却水在冷却塔（38）内降温后返回冷却水池（40）或者直接返回冷却水池（40）；双效溴化锂制冷机组（19）产生的7~10℃的冷媒水被冷媒水泵（36）从冷媒水池（37）送出后，供至冷用户（34），经冷用户（34）使用后，冷媒水被加热，通入蒸发器（21）被溴化锂浓溶液吸热冷却后返回冷媒水池（37），完成循环，再次供冷用户（34）使用；抽汽式背压汽轮机（12）末级蒸汽、备用燃气炉（6）供热管分支蒸汽和常温补水管（24）中的水混合后形成75~90℃的热水，供应至热用户（31），热用户（31）回水连接至副省煤器辅助给水管（58）循环利用。