CN221172202U - 一种干熄焦余热回收利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种干熄焦余热回收利用系统，包括干熄焦余热回收单元、制冷单元及空冷岛喷淋单元；干熄焦余热回收单元包括设于干熄焦气体循环管道上的高温余热装置及低温余热回收装置，低温余热回收装置下游的干熄焦气体循环管道上设烟气放散口，制冷单元的热源入口与烟气放散口相连；空冷岛喷淋单元设于汽轮机空气冷凝系统中，制冷单元与空冷岛喷淋单元连接，用于空冷岛喷淋水进行降温冷却。本实用新型将干熄焦放散烟气的余热进行回收利用，采用低品质的干熄焦放散烟气余热产生低压饱和蒸汽，通过制冷单元制冷，对汽轮机空气冷凝系统中空冷岛的喷淋水进行降温冷却，具有高效、环保、节能等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及干熄焦技术领域，尤其涉及一种干熄焦余热回收利用系统。
背景技术
目前干熄焦是实现红焦降温冷却的主要熄焦方式，干熄焦过程中，被加热的循环气体经余热锅炉换热产生蒸汽，利用余热锅炉产生的高温高压蒸汽进入汽轮发电机组做功发电，最终将红焦的显热转换为电能。但传统干熄焦系统中，循环烟气经余热锅炉回收高温余热后，放散烟气中的低温余热(115℃以上)仍未能得到有效的回收利用，造成了能源的浪费，同时也加大了企业的生产成本。
汽轮机空气冷凝系统是一种以节水为目的的、用空气取代水作为冷却介质的冷却系统。汽轮机的排汽直接进入空冷凝汽器进行冷凝，空气与蒸汽进行热交换，所需的冷却空气通常由机械通风方式供应。夏季时，随着环境温度的上升，汽轮机空气冷凝系统的真空度大幅下降、背压升高，导致汽轮机发电机组的负荷出力大幅降低，严重制约机组在夏季的发电量，导致发电效率降低。
由于汽轮机空气冷凝系统的背压很大程度上取决于进入空冷凝汽器的空气温度，因此只需降低入口空气温度就能够解决直接汽轮机发电机组夏季出力受限的问题，进而提高汽轮机发电机组的经济性和安全性。
发明内容
本实用新型提供了一种干熄焦余热回收利用系统，将干熄焦放散烟气的余热进行回收利用，采用低品质的干熄焦放散烟气余热产生低压饱和蒸汽，通过制冷单元制冷，对汽轮机空气冷凝系统中空冷岛的喷淋水进行降温冷却，具有高效、环保、节能等优点，是一种先进的能源回收和利用技术。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种干熄焦余热回收利用系统，包括干熄焦余热回收单元、制冷单元及空冷岛喷淋单元；所述干熄焦余热回收单元包括设于干熄焦气体循环管道上的高温余热回收装置及低温余热回收装置，低温余热回收装置下游的干熄焦气体循环管道上设烟气放散口，制冷单元的热源入口通过放散烟气管道与烟气放散口相连；所述空冷岛喷淋单元设于汽轮机空气冷凝系统中，制冷单元与空冷岛喷淋单元连接，用于对空冷岛喷淋水进行降温冷却。
进一步的，所述干熄焦气体循环管道的两端分别连接干熄炉的循环气体入口和循环气体出口；沿循环气体流动方向，干熄焦气体循环管道上依次设有一次除尘器、高温余热回收装置、二次除尘器、循环风机及低温余热回收装置。
进一步的，所述高温余热回收装置为余热锅炉。
进一步的，所述低温余热回收装置为热管换热器。
进一步的，所述放散烟气管道的外侧设保温层。
进一步的，所述制冷单元由换热器、封闭式水箱、第一循环泵及制冷装置组成；换热器的第一介质入口连接烟气放散口，换热器的第一介质出口连接地面除尘站的集尘管道；换热器的第二介质出口通过循环水管道连接制冷装置、封闭式水箱、第一循环泵及换热器的第二介质入口。
进一步的，所述制冷装置为吸收式制冷装置，由发生器、热交换器、吸收器、蒸发器及冷凝器组成。
进一步的，所述吸收式制冷装置为溴化锂吸收式制冷装置。
进一步的，所述空冷岛喷淋单元由喷淋装置、凝结水箱、第二循环泵、纯水箱及喷淋泵组成；喷淋装置设于空冷岛的空冷散热器下方，喷淋装置上设有多个雾化喷嘴；凝结水箱设于空冷岛的下方，凝结水箱的顶部设喷淋水入口连接空冷岛底部的喷淋水收集口；凝结水箱的冷却水出口通过冷却水管道依次连接第二循环泵、纯水箱、喷淋泵、制冷装置及喷淋装置。
进一步的，靠近制冷单元的放散烟气管道上设烟气温度检测装置及烟气流量控制阀，空冷岛喷淋单元中喷淋泵下游的喷淋水管道上设喷淋水温度检测装置及喷淋水流量控制阀；烟气温度检测装置、烟气流量控制阀、喷淋水温度检测装置、喷淋水流量控制阀分别连接干熄焦控制系统。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1)能源利用效率高：充分利用了干熄焦放散烟气余热，通过制冷单元制冷，对汽轮机空气凝结系统中空冷岛的喷淋水进行降温冷却，进而降低空冷岛周围环境温度，将干熄焦放散烟气余热转化为可再利用能源，能源利用效率高；
2)环保：干熄焦余热回收利用技术减少了传统制冷技术中的能源消耗，减少了二氧化碳等温室气体的排放，具有显著的环保优势；
3)节能：通过回收和利用干熄焦放散烟气余热，降低了传统能源的消耗，具有显著的节能效果；
4)稳定性好：采用成熟的技术和设备，系统稳定性好，运行安全可靠；
5)经济效益好：采用零成本的干熄焦放散烟气余热作为制冷单元的驱动能源，用制冷单元冷却后的喷淋水喷淋降温，同时回收凝结水，在没有新增运营成本的情况下，解决了夏季由于温度升高，汽轮机组真空度低导致的发电效率降低问题；
6)通过制冷单元产生冷却喷淋水，提高了汽轮机空气冷凝系统的冷却效率，延长了空冷岛的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型所述一种干熄焦余热回收利用系统的结构示意图。
图2是本实用新型所述制冷单元及空冷岛喷淋单元的结构示意图。
图3是本实用新型所述吸收式制冷装置的结构示意图。
图中：1.干熄炉 2.干熄焦气体循环管道 3.一次除尘器 4.高温余热回收装置5.二次除尘器 6.循环风机 7.低温余热回收装置 8.放散烟气管道 9.制冷单元 91.换热器92.制冷装置92-1.发生器92-2.热交换器92-3.节流阀一92-4.吸收器92-5.溶液泵92-6.冷凝器92-7.节流阀二92-8.蒸发器 93.封闭式水箱 94.第一循环泵 10.空冷岛喷淋单元101.凝结水箱 102.第二循环泵 103.纯水箱 104.喷淋泵105.喷淋装置11.空冷岛
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本实用新型所述一种干熄焦余热回收利用系统，包括干熄焦余热回收单元、制冷单元9及空冷岛喷淋单元10；所述干熄焦余热回收单元包括设于干熄焦气体循环管道2上的高温余热回收装置4及低温余热回收装置7，低温余热回收装置7下游的干熄焦气体循环管道2上设烟气放散口，制冷单元9的热源入口通过放散烟气管道8与烟气放散口相连；所述空冷岛喷淋单元10设于汽轮机空气冷凝系统中，制冷单元9与空冷岛喷淋单元10连接，用于对空冷岛11喷淋水进行降温冷却。
进一步的，所述干熄焦气体循环管道2的两端分别连接干熄炉1的循环气体入口和循环气体出口；沿循环气体流动方向，干熄焦气体循环管道2上依次设有一次除尘器3、高温余热回收装置4、二次除尘器5、循环风机6及低温余热回收装置7。
进一步的，所述高温余热回收装置4为余热锅炉。
进一步的，所述低温余热回收装置7为热管换热器。
进一步的，所述放散烟气管道8的外侧设保温层。
进一步的，如图2所示，所述制冷单元9由换热器91、封闭式水箱93、第一循环泵94及制冷装置92组成；换热器91的第一介质入口连接烟气放散口，换热器91的第一介质出口连接地面除尘站的集尘管道；换热器91的第二介质出口通过循环水管道连接制冷装置92、封闭式水箱93、第一循环泵94及换热器91的第二介质入口。
进一步的，如图3所示，所述制冷装置92为吸收式制冷装置，由发生器92-1、热交换器92-2、吸收器92-4、蒸发器92-8及冷凝器92-6组成。
进一步的，所述吸收式制冷装置为溴化锂吸收式制冷装置。
进一步的，如图2所示，所述空冷岛喷淋单元10由喷淋装置105、凝结水箱101、第二循环泵102、纯水箱103及喷淋泵104组成；喷淋装置105设于空冷岛11的空冷散热器下方，喷淋装置105上设有多个雾化喷嘴；凝结水箱101设于空冷岛11的下方，凝结水箱101的顶部设喷淋水入口连接空冷岛11底部的喷淋水收集口；凝结水箱101的冷却出口通过冷却水管道依次连接第二循环泵102、纯水箱103、喷淋泵104、制冷装置92及喷淋装置105。
进一步的，靠近制冷单元9的放散烟气管道8上设烟气温度检测装置及烟气流量控制阀，空冷岛喷淋单元10中喷淋泵104下游的喷淋水管道上设喷淋水温度检测装置及喷淋水流量控制阀；烟气温度检测装置、烟气流量控制阀、喷淋水温度检测装置、喷淋水流量控制阀分别连接干熄焦控制系统。
本实用新型所述一种干熄焦余热回收利用系统涉及以下设备：
1)干熄炉1：在干熄炉1内采用循环气体实现红焦的冷却；
2)干熄焦余热回收单元：余热回收单元的主要作用是将干熄焦过程中产生的热量转化为蒸汽或热水，同时对惰性循环气体进行冷却和净化；包括高温余热回收装置4及低温余热回收装置7；
3)制冷单元9：制冷单元9优选采用吸收式制冷装置，利用干熄焦放散烟气的余热作为驱动能源，靠消耗热能作为补偿。以蒸汽作为工作介质，通过在蒸发器92-88中蒸发制冷剂(如水)，利用水在高真空下低沸点汽化并在汽化过程中吸收被冷却物体热量的特性，实现制冷效果。
4)干熄焦汽轮发电系统：干熄焦回收的蒸汽可用于发电，汽轮机凝汽系统对于发电机组11的稳定运行起关键作用。汽轮机凝汽系统主要采用水冷凝汽系统或直接空冷凝汽系统。其中，直接空冷凝汽系统(即汽轮机空气冷凝系统)是一种以空气取代水作为冷却介质的冷却系统，汽轮机的排汽直接进入空冷凝汽器用空气进行冷凝，空气与蒸汽进行热交换，所需的冷却空气通常由机械通风方式供应，冷凝水由凝结水泵排入汽轮机组的回热系统。空冷凝汽系统冷却性能受环境气温的变化影响。目前，汽轮机空气冷凝系统中的空冷岛采用水喷淋方式进行降温处理，但在夏季，随着外部环境温度的升高，系统真空度下降，会导致发电效率降低、运行成本增加等问题。
本实用新型所述一种干熄焦余热回收利用系统的工作原理是：通过回收和利用干熄焦放散烟气中的余热，将其作为制冷单元9的驱动热源，用制冷后的冷空气对汽轮机空气冷凝系统中空冷岛的喷淋水进行冷却降温。空冷岛的喷淋装置利用水汽化吸热原理，采用喷雾冷却和蒸发冷却相结合,利用雾化喷嘴将雾化水流喷至空冷岛的管束翅片下方,以提高空气湿度、降低空气温度,再由空冷风机将冷却后的空气及雾化水吹到管束翅片上进行蒸发换热,从而起到快速降低管束表面温度、提高空冷效率的作用。目的是使空冷岛不因外部环境温度升高而影响工作效率，提高机组真空度，进而提高发电机组11的发电效率，具有显著效果，是一种相对经济且行之有效的方法。本实用新型实现了干熄焦余热资源的二次利用，使干熄焦余热利用效率大幅提高。另外，减少了传统制冷过程的能源消耗，减少了二氧化碳等温室气体的排放，具有节能环保、效益显著的优势，同时具备技术上的可行性和经济性，有助于提高企业核心竞争力和可持续发展水平。
余热回收技术是利用余热来加热热媒水，将热媒水加热至一定温度，然后利用这个热源来实现热能回收。如干熄焦烟气温度达到130℃以上时，利用其加热热媒水至85℃，便可以得到可供回收的热源。制冷技术是利用制冷剂在循环过程中发生物态变化来吸收和释放热量，同时利用空气作为冷却介质对制冷设备进行冷却的技术。本实用新型将干熄焦放散烟气余热回收后作为热源，在夏季用于吸收式制冷装置中，从而实现热能回收再利用的目标。此外，余热回收利用技术还可以用于降低压缩空气的温度，进一步实现节能环保的目的。
本实用新型采用余热回收技术和高效能制冷技术，利用干熄焦气体循环系统中循环风机后干熄焦放散烟气中的余热(约为115～130℃)，将干熄焦放散烟气送往换热器转化为蒸汽或热水；再利用制冷单元内部的溴化锂溶液/水工质对，将其转化为冷能，产生制冷效果，采用其产生的冷能实现对空冷岛喷淋水的物理降温，使其不受夏季温度升高的影响，提高机组真空度，进而提高发电机组的发电效率，降低工业生产过程中废热排放的同时改善了周边环境。
本实用新型所述一种干熄焦余热回收利用系统中，制冷单元优选溴化锂吸收式制冷装置，其工作过程如下：
1)回收干熄焦放散烟气余热，利用其作为热源送入吸收式制冷装置中的发生器92-1，与发生器92-1中的低温高压水蒸气混合后，进入冷凝器92-6；
2)通过多级冷凝器逐级降温，冷却后全部凝结成高压液态水；
3)液态水通过节流阀二92-7后成为低压水蒸汽进入蒸发器92-8中；
4)冷媒水与冷冻水在热交换器92-2中进行热交换而发生汽化.带走冷冻水的热量后成为低压冷媒蒸汽，经节流阀一92-3进入吸收器92-4；
5)低压冷媒蒸汽被吸收器92-4中的溴化锂溶液(又称浓溶液)吸收，吸收过程中产生的热量又送入吸收器92-4中，对喷淋水进行除温冷却；
6)吸收后的溴化锂水溶液(又称稀溶液)由溶液泵92-5送至发生器92-1.通过与送入发生器92-1中的热源(与干熄焦放散烟气换热后的循环水)进行热交换，循环水发生汽化，重新产生高压蒸汽；
7)溴化锂蒸发温度较高，稀溶液汽化后成为浓溶液，重新回到吸收剂中；
8)制冷剂循环部分和吸收剂循环部分同时工作，实现整个吸收式制冷装置的连续运行。
本实用新型采用干熄焦放散烟气余热驱动吸收式制冷装置的优点突出，运行成本极低，主驱动能源是零成本的干熄焦放散烟气(之前通过放散烟气管道脱硫脱硝后直接由烟囱排放)的余热，仅有溶液泵等辅助设备需要耗电，经济性极好。利用吸收剂和制冷剂的相互转化来实现热量的转化，对环境的影响较小。
利用干熄焦放散烟气余热产生的热源驱动制冷单元，消耗热能做补偿，热能为低位热能，温度达到75℃以上即可。优选以溴化锂作为工质的吸收式制冷装置，生产出低温冷媒，将蒸汽冷却并转化为电能。一般来说，80℃以上的余热可以产生7℃左右的冷媒；65～80℃之间的余热可以产生10℃左右的冷媒。
汽轮机空气冷凝系统的送风管道设有进风口，进风口处安装空冷风机，送风管道设有多个出风口，在出风口的上方设空冷散热器,空冷散热器采用冷却翅片形式。本实用新型所述一种干熄焦余热回收利用系统，利用制冷技术生成冷媒，冷却喷淋装置所用的喷淋水，喷淋装置喷射水雾对冷却翅片进行降温，进而提高发电效率。同时利用附壁效应增加了冷却风量，进一步提高了空冷散热器的散热能力，减少了空冷散热器及空冷风机的总体耗电量，降低了电能消耗；送风管道采用螺旋回转线布局或矩形布局,可减少土地占用面积，方便观测检修，保护自然环境。
本实用新型所述一种干熄焦余热回收利用系统，以吸收式制冷装置作为基础循环制冷，充分利用免费的余热资源，产生一定温度的冷量还可作为压缩式制冷机的冷却源，利用压缩式制冷机可进一步制冷，产生适合工艺需要的冷量。吸收式制冷机产生的冷量作为压缩式制冷机的冷却源，可大幅度减小压缩式制冷机的制冷温度和冷却温度之间的温差，使驱动电力大幅度降低，达到更高的能效比。
此外，本实用新型所述一种干熄焦余热回收利用系统还可配备冗余的制冷单元，一工一备，以确保在制冷单元故障时仍能保持系统的正常运行。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种干熄焦余热回收利用系统，其特征在于，包括干熄焦余热回收单元、制冷单元及空冷岛喷淋单元；所述干熄焦余热回收单元包括设于干熄焦气体循环管道上的高温余热回收装置及低温余热回收装置，低温余热回收装置下游的干熄焦气体循环管道上设烟气放散口，制冷单元的热源入口通过放散烟气管道与烟气放散口相连；所述空冷岛喷淋单元设于汽轮机空气冷凝系统中，制冷单元与空冷岛喷淋单元连接，用于对空冷岛喷淋水进行降温冷却。
2.根据权利要求1所述的一种干熄焦余热回收利用系统，其特征在于，所述干熄焦气体循环管道的两端分别连接干熄炉的循环气体入口和循环气体出口；沿循环气体流动方向，干熄焦气体循环管道上依次设有一次除尘器、高温余热回收装置、二次除尘器、循环风机及低温余热回收装置。
3.根据权利要求1或2所述的一种干熄焦余热回收利用系统，其特征在于，所述高温余热回收装置为余热锅炉。
4.根据权利要求1或2所述的一种干熄焦余热回收利用系统，其特征在于，所述低温余热回收装置为热管换热器。
5.根据权利要求1所述的一种干熄焦余热回收利用系统，其特征在于，所述放散烟气管道的外侧设保温层。
6.根据权利要求1所述的一种干熄焦余热回收利用系统，其特征在于，所述制冷单元由换热器、封闭式水箱、第一循环泵及制冷装置组成；换热器的第一介质入口连接烟气放散口，换热器的第一介质出口连接地面除尘站的集尘管道；换热器的第二介质出口通过循环水管道连接制冷装置、封闭式水箱、第一循环泵及换热器的第二介质入口。
7.根据权利要求6所述的一种干熄焦余热回收利用系统，其特征在于，所述制冷装置为吸收式制冷装置，由发生器、热交换器、吸收器、蒸发器及冷凝器组成。
8.根据权利要求7所述的一种干熄焦余热回收利用系统，其特征在于，所述吸收式制冷装置为溴化锂吸收式制冷装置。
9.根据权利要求7所述的一种干熄焦余热回收利用系统，其特征在于，所述空冷岛喷淋单元由喷淋装置、凝结水箱、第二循环泵、纯水箱及喷淋泵组成；喷淋装置设于空冷岛的空冷散热器下方，喷淋装置上设有多个雾化喷嘴；凝结水箱设于空冷岛的下方，凝结水箱的顶部设喷淋水入口连接空冷岛底部的喷淋水收集口；凝结水箱的冷却水出口通过冷却水管道依次连接第二循环泵、纯水箱、喷淋泵、制冷装置及喷淋装置。
10.根据权利要求1所述的一种干熄焦余热回收利用系统，其特征在于，靠近制冷单元的放散烟气管道上设烟气温度检测装置及烟气流量控制阀，空冷岛喷淋单元中喷淋泵下游的喷淋水管道上设喷淋水温度检测装置及喷淋水流量控制阀；烟气温度检测装置、烟气流量控制阀、喷淋水温度检测装置、喷淋水流量控制阀分别连接干熄焦控制系统。
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