CN210801687U - 一种低温烟气余热用于供暖制冷一体化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种低温烟气余热用于供暖制冷一体化系统，涉及烟气余热回收利用系统领域，包括烟气换热器、集气装置、采暖水热交换站、热水型溴化锂吸收式制冷机、凉水塔以及冷媒交换站，其中，本实用新型通过集气装置将低温烟气进行收集，低温烟气在烟气换热器内完成换热，夏季时，关闭第一阀门并打开第二阀门，则热媒进入热水型溴化锂吸收式制冷机生产冷媒；冬季时，关闭第一阀门并打开第二阀门，使得热媒进入采暖水热交换站，用于进行集中供暖，从而实现了对低温烟气的全年高效利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟气余热回收利用系统领域，尤其涉及一种低温烟气余热用于供暖制冷一体化系统。
背景技术
钢铁厂烧结机卸下的热态烧结矿破碎后，进入给矿漏斗，并均匀的分布在冷却台车篦板或传送带上，台车或传送带向前运动，鼓风机将冷空气送至台车或传送带将热态烧结矿冷却，形成120℃-400℃热风烟气。冷却设备根据矿料温度由高到低被划分为Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段、Ⅳ段，其中Ⅰ段、Ⅱ段热风烟气温度大于200℃，多利用余热锅炉产蒸汽用于发电或满足厂区蒸汽需求。而Ⅲ段、Ⅳ段以及卸料部位的热风烟气普遍只有120℃-200℃，品味较低，无法产生蒸汽，一直只利用了一小部分用于煤气加热或再循环，大部分的烟气余热直接排放未被有效利用。
由于夏季环境温度过高，钢铁厂生产工艺过程中有大量的冷媒水或冷源需求，例如目前焦化厂夏季需求的低温冷却水需由蒸汽驱动制冷机组提供冷媒水，而蒸汽驱动制冷机组需要通过消耗高品位蒸汽热源来产出低温冷却水；另外由于环境温度过高，燃气蒸汽联合循环机组进气空气体积流量增大，质量流量减少，发电量降低，钢铁厂夏季煤气为高产期，大量的煤气未被有效利用发电，但是通过降低空气温度可以增大空气体积流量，增加发电量，因此此处工艺存在冷源需求；还有夏季南方或沿海地区空气湿度大，钢铁厂高炉鼓风湿度大，焦比高，产量低，如果能够降低空气温度则可以脱除大量水分，降低焦比，提高夏季铁产量，综上所述，钢铁厂存在巨大的冷源需求，但是在夏季仅通过消耗高品位烟气明显难以满足需求；在冬季，虽然冷源需求减少，但是存在广泛的供暖需求，而且供暖过程普遍采用高品位烟气，使得低品位烟气难以高效利用。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种低温烟气余热用于供暖制冷一体化系统，该一体化系统实现了对低温烟气的全年高效利用。
本实用新型是通过以下技术方案予以实现：一种低温烟气余热用于供暖制冷一体化系统，包括烟气换热器、集气装置、采暖水热交换站、热水型溴化锂吸收式制冷机、凉水塔以及冷媒交换站，其中烟气换热器包括烟气流道以及与烟气流道换热的热媒流道，烟气流道以及热媒流道均设有进出口，所述集气装置通过烟气进口管道与烟气流道的进口相连接，所述热媒流道的进口通过热媒进水管道与采暖水热交换站相连接，所述热媒流道的出口通过热媒出水管道与采暖水热交换站相连接，所述热水型溴化锂吸收式制冷机通过两根连接管道分别与热媒进水管道和热媒出水管道相连接，所述热水型溴化锂吸收式制冷机通过两根冷却水管道与凉水塔相连接，所述热水型溴化锂吸收式制冷机通过两根冷媒管道与冷媒交换站相连接，所述连接管道与热媒进水管道和热媒出水管道处连接形成连接点，所述热媒进水管道以及热媒出水管道上分别设有第一阀门，沿热媒水流动方向，所述第一阀门位于连接点的后侧，所述连接管道上分别设有第二阀门，所述热媒出水管道上设有热媒循环泵，所述热媒循环泵位于连接点的前侧，所述冷媒管道上设有冷媒循环泵，所述冷却水管道上设有冷却水循环泵。
根据上述技术方案，优选地，沿烟气的流动方向，烟气流道出口依次设有通过烟气管道连接的除尘器、增压风机以及排气烟囱，除尘器用于减少烟气中的粉尘，增压风机能够将集气装置吸收的烟气鼓入排气烟囱内。
根据上述技术方案，优选地，所述集气装置与排气烟囱之间设有检修管道，所述检修管道上设有电动百叶阀。
根据上述技术方案，优选地，所述烟气换热器采用直通道波纹板式传热元件，烟气流道为无折程的直通道结构。
根据上述技术方案，优选地，集气装置套设在带冷机或环冷机上，并采用水密封进行密封。
根据上述技术方案，优选地，所述第一阀门开启，则第二阀门关闭；第一阀门关闭，则第二阀门开启。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过集气装置将低温烟气进行收集，低温烟气在烟气换热器内完成换热，夏季时，关闭第一阀门并打开第二阀门，则热媒进入热水型溴化锂吸收式制冷机生产冷媒；冬季时，关闭第一阀门并打开第二阀门，使得热媒进入采暖水热交换站，用于进行集中供暖，从而实现了对低温烟气的全年高效利用。
附图说明
图1示出了根据本实用新型的实施例的结构示意图，此时为低温供暖阶段。
图2示出了根据本实用新型的实施例的另一结构示意图，此时为高温制冷阶段。
图3示出了根据本实用新型的实施例的又一结构示意图，此时低温烟气直接从排气烟囱排出。
图中：1、烟气换热器；2、集气装置；3、采暖水热交换站；4、热水型溴化锂吸收式制冷机；5、凉水塔；6、冷媒交换站；7、矿料冷却风机；8、烟气进口管道；9、热媒进水管道；10、热媒出水管道；11、连接管道；12、冷却水管道；13、冷媒管道；14、连接点；15、第一阀门；16、第二阀门；17、热媒循环泵；18、冷媒循环泵；19、冷却水循环泵；20、烟气管道；21、除尘器；22、增压风机；23、排气烟囱；24、检修管道；25、电动百叶阀；A、热媒水；B、冷媒水；C、低温烟气；D、冷却水。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图所示，本实用新型提供了一种低温烟气余热用于供暖制冷一体化系统，包括烟气换热器1、集气装置2、采暖水热交换站3、热水型溴化锂吸收式制冷机4、凉水塔5以及冷媒交换站6，其中，
集气装置2将烧结冷却设备Ⅲ段、Ⅳ段、机尾卸料部分密封，集气装置2可以采用集气风罩，矿料冷却风机7向冷却设备鼓入环境空气，冷却矿料后，在烧结冷却设备Ⅲ段、Ⅳ段、机尾卸料部分将产生120℃-200℃的低温烟气，集气风罩将产生的低温烟气进行收集；
现有的烟气换热器1包括烟气流道以及与烟气流道换热的热媒流道，在烟气换热器1内，低温烟气与热媒水之间的传热方式采用错流传热与逆流传热，能够提高传热效率；并且烟气流道以及热媒流道均设有进出口，烟气换热器1优选为直通道波纹板式传热元件，并且烟气流道为无折程的直通道结构，其传热效果优良、设备结构紧凑、体积小并且无烟气背风面，因此烟气流道内部不易积灰，相比于老旧钢厂设备大多布置紧凑，空间狭小，本专利中的烟气换热器1具有明显优势；
集气装置2通过烟气进口管道8与烟气流道的进口相连接，热媒流道的进口通过热媒进水管道9与采暖水热交换站3相连接，热媒流道的出口通过热媒出水管道10与采暖水热交换站相连接，热水型溴化锂吸收式制冷机4通过两根连接管道11分别与热媒进水管道9和热媒出水管道10相连接，热水型溴化锂吸收式制冷机4通过两根冷却水管道12与凉水塔5相连接，热水型溴化锂吸收式制冷机4通过两根冷媒管道13与冷媒交换站6相连接，连接管道11与热媒进水管道9和热媒出水管道10处连接形成连接点14，热媒进水管道9以及热媒出水管道10上分别设有第一阀门15，沿热媒流动方向，第一阀门15位于连接点14的后侧，连接管道11上分别设有第二阀门16，热媒出水管道10上设有热媒循环泵17，热媒循环泵17位于连接点14的前侧，冷媒管道13上设有冷媒循环泵18，冷却水管道12上设有冷却水循环泵19。
具体工作流程如下：
冷却设备根据矿料温度由高到低被划分为Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段、Ⅳ段，其中Ⅰ段、Ⅱ段热风烟气温度大于200℃，多利用余热锅炉产蒸汽用于发电或满足厂区蒸汽需求；而Ⅲ段、Ⅳ段以及卸料部位的热风烟气普遍只有120℃-200℃，因此集气装置2套设在Ⅲ段、Ⅳ段以及卸料部位，并通过烟气进口管道8与烟气流道的进口连接，低温烟气C在烟气换热器1内与热媒水B完成换热，换热后的热媒水B进入低温供暖阶段或者高温制冷阶段；
低温供暖阶段
关闭第一阀门15并打开第二阀门16，烟气换热器1以及采暖水热交换站3通过热媒出水管道10以及热媒进水管道9组成封闭的循环供热系统，在热媒循环泵17的驱动下，热媒水从热媒出水管道10进入采暖水热交换站3，在采暖水热交换站3完成供暖后返回至烟气换热器1的热媒流道内，循环往复；
高温制冷阶段
关闭第二阀门16并打开第一阀门15，烟气换热器1以及热水型溴化锂吸收式制冷机4通过部分热媒出水管道10、部分热媒进水管道9以及两根连接管道11组成封闭的循环热媒系统，热水型溴化锂吸收式制冷机4技术已经非常成熟，能够利用≥95℃的热媒水能够稳定的制取冷媒水B，热水型溴化锂吸收式制冷机4使用时需与凉水塔5通过冷却水管道12循环供给冷却水D，满足这种情况下，热水型溴化锂吸收式制冷机4、冷媒交换站6以及两组冷媒管道13组成的冷媒循环系统将持续输出冷媒水B，冷媒交换站6可以为供冷换热站或者其他需要冷源的设施。
根据上述实施例，优选地，沿烟气的流动方向，烟气流道出口依次设有通过烟气管道20连接的除尘器21、增压风机22以及排气烟囱23，除尘器21用于减少烟气中的粉尘，增压风机22能够将集气装置2吸收的烟气鼓入排气烟囱23内，并顺利排入大气。
根据上述实施例，优选地，集气装置2与排气烟囱23之间设有检修管道24，检修管道24上设有电动百叶阀25，便于烟气换热器1或增压风机22等停机或检修时，打开电动百叶阀，使得集气装置2吸收的低温烟气C直接排入大气。
根据上述实施例，优选地，集气装置2套设在带冷机或环冷机上，并采用水密封进行密封，增强密封性。
根据上述实施例，优选地，低温供暖时，进入烟气换热器1的热媒水可提前经过高炉冲渣水换热器进行预热，并与其他低温烟气产生的热媒水串联或者并联，提高热媒水的水量和品质，用于满足更大负荷需求的集中供暖或制冷需求。
根据上述实施例，优选地，凉水塔5可就近利用旧厂区冷却水系统或在不影响生产的前提下与其他设备冷却水系统共用，以减少投资成本。
根据上述实施例，优选地，冷媒水B利用范围不局限于集中供冷或替代焦化制冷机组，还包含鼓风脱湿、燃气蒸汽联合循环机组夏季空气冷却、物料降温等各种需求冷源的设备或设施。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过集气装置2将低温烟气进行收集，低温烟气在烟气换热器1内完成换热，夏季时，关闭第一阀门15并打开第二阀门16，则热媒进入热水型溴化锂吸收式制冷机4生产冷媒；冬季时，关闭第一阀门15并打开第二阀门16，使得热媒进入采暖水热交换站3，用于进行集中供暖，从而实现了对低温烟气的全年高效利用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种低温烟气余热用于供暖制冷一体化系统，包括烟气换热器，烟气换热器包括烟气流道以及与烟气流道换热的热媒流道，烟气流道以及热媒流道均设有进出口，其特征在于，还包括集气装置、采暖水热交换站、热水型溴化锂吸收式制冷机、凉水塔以及冷媒交换站，所述集气装置通过烟气进口管道与烟气流道的进口相连接，所述热媒流道的进口通过热媒进水管道与采暖水热交换站相连接，所述热媒流道的出口通过热媒出水管道与采暖水热交换站相连接，所述热水型溴化锂吸收式制冷机通过两根连接管道分别与热媒进水管道和热媒出水管道相连接，所述热水型溴化锂吸收式制冷机通过两根冷却水管道与凉水塔相连接，所述热水型溴化锂吸收式制冷机通过两根冷媒管道与冷媒交换站相连接，所述热媒进水管道以及热媒出水管道上分别设有第一阀门，所述连接管道上分别设有第二阀门，所述热媒出水管道上设有热媒循环泵，所述冷媒管道上设有冷媒循环泵，所述冷却水管道上设有冷却水循环泵。
2.根据权利要求1所述的一种低温烟气余热用于供暖制冷一体化系统，其特征在于，沿烟气的流动方向，烟气流道出口依次设有通过烟气管道连接的除尘器、增压风机以及排气烟囱。
3.根据权利要求2所述的一种低温烟气余热用于供暖制冷一体化系统，其特征在于，所述集气装置与排气烟囱之间设有检修管道，所述检修管道上设有电动百叶阀。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种低温烟气余热用于供暖制冷一体化系统，其特征在于，所述烟气换热器采用直通道波纹板式传热元件，烟气流道为无折程的直通道结构。
5.根据权利要求4所述的一种低温烟气余热用于供暖制冷一体化系统，其特征在于，集气装置套设在带冷机或环冷机上，并采用水密封进行密封。
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Cited By (1)
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2019
- 2019-08-06 CN CN201921257845.3U patent/CN210801687U/zh active Active
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