CN205090662U - 基于co2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统 - Google Patents

基于co2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统 Download PDF

Info

Publication number
CN205090662U
CN205090662U CN201520827985.5U CN201520827985U CN205090662U CN 205090662 U CN205090662 U CN 205090662U CN 201520827985 U CN201520827985 U CN 201520827985U CN 205090662 U CN205090662 U CN 205090662U
Authority
CN
China
Prior art keywords
heating furnace
water
heating
pump
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201520827985.5U
Other languages
English (en)
Inventor
王洪利
田景瑞
杜远航
刘建雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China University of Science and Technology
Original Assignee
North China University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China University of Science and Technology filed Critical North China University of Science and Technology
Priority to CN201520827985.5U priority Critical patent/CN205090662U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN205090662U publication Critical patent/CN205090662U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

本实用新型涉及一种基于CO2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统。热泵内低温制冷剂在蒸发器内吸收加热炉冷却系统余热，经压缩机压缩后在冷却器内加热来自加热炉的冷却水，制冷剂经节流阀保持较低温度；加热炉冷却水经冷却器加热后在锅炉中吸热升温，产生的蒸汽经管道送至汽轮机中实现膨胀做功，再经发电机输出电能；来自汽轮机的乏汽经凝汽器实现定压放热，再经凝结水泵供至除氧器，进而经蒸发器进入加热炉。本实用新型利用锅炉汽轮机水循环中的凝结水来冷却加热炉炉底水管，不仅保证了加热炉水冷构件的安全运行，还提高了锅炉给水温度，很大程度上提高了朗肯循环效率，为回收加热炉余热和提高电厂效率提供基础资料。

Description

基于CO2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统
技术领域
本发明涉及热泵回收钢厂余热的耦合系统，具体是一种基于CO2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统。
背景技术
目前，钢铁行业中轧钢厂能量消耗的10%-15%用于加热炉上，节省燃料对降低成本和节约能源都有重要意义。但是加热炉的热利用率很低，13%-20%的热量随加热炉冷却系统而损失，因而进行加热炉冷却系统的余热回收研究是非常必要的。
加热炉冷却系统的水温不是很高，传统余热回收方式具有很大的局限性。CO2属于环境友好性的制冷剂，单位容积制冷量大，其用于跨临界循环时不仅温度滑移大，而且排气温度较高，特别适宜热泵循环。基于上述特点，有必要提出一种跨临界CO2热泵和朗肯循环耦合实现加热炉冷却系统的余热回收的技术方案。
发明内容
为实现上述发明目的，本发明提供一种基于CO2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统，不仅实现了钢厂效率的提高，同时也减少了CO2的排放，为最大限度的提高钢厂效率提供依据。
本发明采用的技术方案是：
一种基于CO2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统，包括汽轮机、凝汽器、凝结水泵、除氧器、压缩机、气体冷却器、节流阀、蒸发器、锅炉、加热炉、集箱、汽包、发电机，热泵内低温制冷剂在蒸发器内吸收加热炉冷却系统余热，经压缩机压缩后在冷却器内加热来自加热炉的冷却水，制冷剂经节流阀保持较低温度；加热炉冷却水经冷却器加热后在锅炉中吸热升温，产生的蒸汽经管道送至汽轮机中实现膨胀做功，再经发电机输出电能；来自汽轮机的乏汽经凝汽器实现定压放热，再经凝结水泵供至除氧器，进而经蒸发器进入加热炉。
采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其优点在于：
利用跨临界CO2热泵蒸发器吸收加热炉冷却系统的热量。其一，可以保持进入加热炉冷却系统循环水较低的温度，更好的保护加热炉炉底结构；另外，把回收的热量经冷却器加热了锅炉给水，进而提高了锅炉给水温度，使得耦合系统的效率提高。耦合系统不仅实现了钢厂效率的提高，同时也减少了CO2的排放，为最大限度回收钢厂余热和提高钢厂效率提供依据。
作为优选，本发明进一步的技术方案是：
还包括给水箱、补充水泵，给水箱进水端连接补充水泵，出水端连接凝结水泵，补充水泵补充的水经水处理装置处理后进入给水箱，对整个耦合循环水进行补充。
附图说明
图1为本发明实施例的系统流程示意图；
图2为耦合系统T-s图；
图中：管道1；汽轮机2；凝汽器3；凝结水泵4；除氧器5；压缩机6；冷却器7；节流阀8；蒸发器9；锅炉10；加热炉11；给水箱12；水处理装置13；补充水泵14；集箱15；汽包16；发电机17；
a，b，c，…为循环中各对应设备进出口状态点。
具体实施方式
下面结合附图给出的实施例对本发明作进一步阐述，但实施例不对本发明构成任何限制。
参见图1，这种基于CO2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统，主要由汽轮机2、凝汽器3、压缩机6、冷却器7、蒸发器9、锅炉10、加热炉11、给水箱12、发电机17构成。
CO2热泵蒸发器9内低温低压的CO2制冷剂在蒸发器9内吸收加热炉炉底冷却系统中冷却水的余热，吸热后的CO2制冷剂经制冷管道进入压缩机6内，再由压缩机6把CO2制冷剂压缩成高温高压的过热气体，经制冷管道输送到冷却器7内，在冷却器7内高温高压的CO2制冷剂和来自加热炉炉底冷却水进行换热，实现了CO2制冷剂冷却和加热炉11冷却水的加热；CO2制冷剂经节流阀8实现降压降温目的，从而达到了CO2制冷剂在蒸发器9内制冷。冷却器7内加热的冷却水经管道输送至锅炉10中，在锅炉10内水经定压吸热变成过热蒸汽，产生的过热蒸汽经管道1送至汽轮机2中实现膨胀做功，产生功经发电机17向外输出电能；做功后的蒸汽经汽轮机2以乏汽形式由管道输送至凝汽器3中，在凝汽器3中实现定压放热，降温后的冷却水再经凝结水泵4供至除氧器5，进而进入蒸发器9进一步放热降温，然后由集箱15分配后进入加热炉11炉底冷却系统，从而完成一个循环。
参见图2，fg代表CO2制冷剂在压缩机6中压缩成高温高压的CO2制冷剂；gh代表高温高压的CO2制冷剂在冷却器7中与来自加热炉11炉底的冷却水进行换热，实现CO2制冷剂冷却和冷却水的加热；hi代表高压CO2制冷剂经节流阀8降压降温；if代表低温低压CO2制冷剂在蒸发器9内与来自除氧气5的冷却水换热，实现对冷却水的降温；bc代表来自汽轮机2的乏汽在凝汽器3内定压放热；cd代表来自凝汽器3的冷凝水在凝结水泵4中压缩升压；de代表冷凝水在加热炉11炉底吸热和冷却器7中升温；ea代表冷凝水在锅炉10内定压吸热产生过热蒸汽。
补充水泵14补充的水经水处理装置13处理后进入给水箱12，由凝结水泵4将给水箱12中的水补入整个耦合循环水系统。
本发明可以在跨临界CO2热泵和朗肯循环作用下将加热炉冷却系统余热回收，为最大限度的提高钢厂效率提供依据。
以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (2)

1.一种基于CO2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统，其特征在于，包括汽轮机（2）、凝汽器（3）、凝结水泵（4）、除氧器（5）、压缩机（6）、气体冷却器（7）、节流阀（8）、蒸发器（9）、锅炉（10）、加热炉（11）、集箱（15）、汽包（16）、发电机（17），热泵内低温制冷剂在蒸发器（9）内吸收加热炉冷却系统余热，经压缩机（6）压缩后在冷却器（7）内加热来自加热炉的冷却水，制冷剂经节流阀（8）保持较低温度；加热炉冷却水经冷却器（7）加热后在锅炉（10）中吸热升温，产生的蒸汽经管道（1）送至汽轮机（2）中实现膨胀做功，再经发电机（17）输出电能；来自汽轮机（2）的乏汽经凝汽器（3）实现定压放热，再经凝结水泵（4）供至除氧器（5），进而经蒸发器（9）进入加热炉（11）。
2.根据权利要求1所述的基于CO2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统，其特征在于，还包括给水箱（12）、补充水泵（14），给水箱（12）进水端连接补充水泵（14），出水端连接凝结水泵（4），补充水泵（14）补充的水经水处理装置（13）处理后进入给水箱（12），对整个耦合循环水进行补充。
CN201520827985.5U 2015-10-26 2015-10-26 基于co2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统 Expired - Fee Related CN205090662U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520827985.5U CN205090662U (zh) 2015-10-26 2015-10-26 基于co2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520827985.5U CN205090662U (zh) 2015-10-26 2015-10-26 基于co2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205090662U true CN205090662U (zh) 2016-03-16

Family

ID=55481340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201520827985.5U Expired - Fee Related CN205090662U (zh) 2015-10-26 2015-10-26 基于co2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN205090662U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107797453A (zh) * 2017-10-30 2018-03-13 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种co2跨临界循环的余热发电系统设计方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107797453A (zh) * 2017-10-30 2018-03-13 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种co2跨临界循环的余热发电系统设计方法
CN107797453B (zh) * 2017-10-30 2020-05-08 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种co2跨临界循环的余热发电系统设计方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205047261U (zh) 基于余热回收的跨临界co2热泵和朗肯循环的耦合系统
CN102022144B (zh) 一种具有乏汽回收功能的火力发电系统
CN104482772B (zh) 立式烧结余热驱动冷热电联供系统及其方法
CN105089726A (zh) 一种基于双压有机朗肯循环的冷热电联供系统
CN102758748A (zh) 高压液态空气储能/释能系统
CN110344898A (zh) 吸收式海水淡化与闭式循环发电系统
CN105135751A (zh) 基于热泵技术和压缩空气蓄电技术的热电冷三联供系统
CN112554983A (zh) 一种耦合卡琳娜循环的液态二氧化碳储能系统及方法
CN204923571U (zh) 基于热泵技术和压缩空气蓄电技术的热电冷三联供系统
CN110552750B (zh) 一种非共沸有机朗肯-双喷射冷热电联供系统
CN113864017B (zh) 一种利用lng冷能和地热能的卡琳娜-有机朗肯联合循环发电系统
CN209042886U (zh) 一种基于液态空气储能的冷-热-电联供系统
CN202133185U (zh) 一种高温蒸汽热泵系统
CN107014109A (zh) 一种梯级利用中低温余热的热电联供方法与装置
CN101806448A (zh) 第二类吸收式热泵在电厂回热循环系统中的应用
CN103148587A (zh) 发电厂余热制取生活热水的方法及装置
CN110986418B (zh) 一种基于升温升压技术的吸收式循环系统
CN110259537B (zh) 一种二氧化碳朗肯循环动力系统及其操作方法
CN212339737U (zh) 一种深度耦合燃煤机组液化空气储能发电系统
CN205090662U (zh) 基于co2热泵循环的加热炉余热发电耦合系统
CN201621890U (zh) 一种以二氧化碳为制冷工质的热泵循环多功能机组
CN101586482A (zh) 一种低温型发动机以及发动机回热方法
CN204141888U (zh) 太阳能驱动的有机朗肯-喷气增焓蒸汽压缩式制冷系统
CN203518140U (zh) 一种废热回收的冷暖空调系统
CN216521584U (zh) 一种多热源热工混合压缩蒸汽发生系统

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160316

Termination date: 20161026