利用高炉煤气的钢铁企业分布式能源系统及工作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109779694A(43)申请公布日2019.05.21(21)申请号201910033815.2F02C7/00(2006.01)(22)申请日2019.01.15F02C6/18(2006.01)F01D15/10(2006.01)(71)申请人东北大学F24F5/00(2006.01)地址110169辽宁省沈阳市浑南区创新路F25B29/00(2006.01)195号(72)发明人周乐张卫军刘石李依擎刘馨曹琬(74)专利代理机构沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)21234代理人李晓光(51)Int.Cl.F01C13/00(2006.01)F01C1/16(2006.01)F02C7/143(2006.01)F02C7/18(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称利用高炉煤气的钢铁企业分布式能源系统及工作方法(57)摘要本发明涉及一种利用高炉煤气的钢铁企业分布式能源系统及其工作方法，膨胀机的高炉煤气出口依次与高炉煤气-冷媒换热器、空气冷却器、燃烧室的高炉煤气入口相连，燃烧室的燃气出口与燃气透平的入口相连；燃气透平的烟气出口分别与高温烟气-冷媒换热器、热水储罐、高温烟气-热媒水换热器的烟气入口相连；高炉煤气-冷媒换热器的冷媒出口经冷媒储罐分别与蓄冰槽、冷媒-冷媒水换热器以及高温烟气-冷媒换热器的冷媒入口相连，蓄冰槽、冷媒-冷媒水换热器的冷媒出口分别与高温烟气-冷媒换热器的冷媒入口相连。本发明通过对高炉煤气的合理利用实现了冷、热、电的联产联供提高了能源利用效率、节约了资源。CN109779694ACN109779694A权利要求书1/2页1.一种利用高炉煤气的钢铁企业分布式能源系统，其特征在于：包括膨胀机、第一发电机、压气机、燃烧室、燃气透平、第二发电机、空气冷却器以及高炉煤气-冷媒换热器，其中膨胀机与第一发电机同轴相连，燃气透平与第二发电机同轴相连，膨胀机的高炉煤气出口通过管道依次与高炉煤气-冷媒换热器、空气冷却器、燃烧室的高炉煤气入口相连，燃烧室的燃气出口与燃气透平的入口相连；燃气透平的烟气出口管道分为三路，分别与高温烟气-冷媒换热器、热水储罐、高温烟气-热媒水换热器的烟气入口相连，高温烟气-冷媒换热器、热水储罐、高温烟气-热媒水换热器的烟气分别通过管道经引风机由烟囱排出；高炉煤气-冷媒换热器的冷媒出口通过管道与冷媒储罐的入口相连，冷媒储罐的出口管道分为三路，分别与蓄冰槽、冷媒-冷媒水换热器以及高温烟气-冷媒换热器的冷媒入口相连，蓄冰槽、冷媒-冷媒水换热器的冷媒出口分别通过管道与高温烟气-冷媒换热器的冷媒入口相连；高温烟气-冷媒换热器的冷媒出口通过管道依次与冷媒循环泵、高炉煤气-冷媒换热器的冷媒入口相连；所述蓄冰槽、冷媒-冷媒水换热器及高温烟气-热媒水换热器的水侧出口分别通过管道与空调/采暖系统循环水泵相连。2.根据权利要求1所述的利用高炉煤气的钢铁企业分布式能源系统，其特征在于：所述燃气透平出口与引风机之间设有烟气旁通支路，烟气旁通支路上设有第一烟气流量调节阀。3.根据权利要求1所述的利用高炉煤气的钢铁企业分布式能源系统，其特征在于：所述高温烟气-冷媒换热器、热水储罐及高温烟气-热媒水换热器的烟气入口管道上分别设有第二烟气流量调节阀、第三烟气流量调节阀及第四烟气流量调节阀；蓄冰槽及冷媒-冷媒水换热器的冷媒入口管道上分别设有第一冷媒流量调节阀及第二冷媒流量调节阀；冷媒-冷媒水换热器冷媒水入口管道上设有冷媒水流量调节阀；高温烟气-热媒水换热器热媒水入口管道上设有热媒水流量调节阀。4.根据权利要求1所述的利用高炉煤气的钢铁企业分布式能源系统，其特征在于：所述热水储罐内具有换热装置，高温烟气在热水储罐内部与冷水换热放出热量实现对冷水的加热；热水储罐冷水入口管道上设有冷水泵，热水出口管道上设有热水泵。5.根据权利要求1所述的一种利用高炉煤气的钢铁企业分布式能源系统，其特征在于：所述膨胀机采用螺杆膨胀机。6.根据权利要求1所述的利用高炉煤气的钢铁企业分布式能源系统，其特征在于：所述蓄冰槽采用盘管式外融冰蓄冰槽。7.一种利用高炉煤气的钢铁企业分布式能源系统的工作方法，其特征在于包括发电、制冷、采暖以及热水供应四种模式，当系统处于发电工作模式下时，高炉煤气进入膨胀机，利用余压推动膨胀机带动第一发电机输出电能，做功后的高炉煤气温度降低，之后依次进入高炉煤气-冷媒换热器、气冷却器，分别与冷媒及空气换热吸收热量后温度升高，之后进入燃烧室；空气进入空气冷却器，在空气冷却器中与低温高炉煤气换热吸收冷量后温度降低，之后进入压气机，在压气机中被压缩后进入燃烧室；在所述燃烧室中，高炉煤气和低温空气混合燃烧产生高温高压燃气，高温高压燃气进