一种基于间歇性高温烟气的蓄热式余热发电系统及方法.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CN105863760A(43)申请公布日2016.08.17(21)申请号201610266132.8(22)申请日2016.04.25(71)申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人王宇飞张良王涛(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人张法高(51)Int.Cl.F01K17/04(2006.01)F01D17/10(2006.01)F27D17/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种基于间歇性高温烟气的蓄热式余热发电系统及方法(57)摘要本发明公开了一种基于间歇性高温烟气的蓄热式余热发电系统及方法，本系统包括熔炼炉、主烟气管路、第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀、I级蓄热装置、第一烟气旁路、第二烟气旁路、II级蓄热装置、第四流量控制阀、第五流量控制阀、第六流量控制阀、烟囱、引风机、电除尘器、发电机、汽轮机、给水泵、余热锅炉。本发明通过利用石墨传热能力强，蓄、放热速度快和蓄热密度高的特点，通过换热过程中旁路切换有效解决了熔炼炉出口烟气温度波动大导致余热回收难度大的问题，实现稳定余热锅炉进口烟气温度的目的，有利于提高余热发电稳定性和效率。本发明现有冶金、炼钢等行业中余热发电装置的节能改造方面具有重要的工业应用价值。CN105863760ACN105863760A权利要求书1/1页1.一种基于间歇性高温烟气的蓄热式余热发电系统，其特征在于包括熔炼炉(1)、主烟气管路(2)、第一流量控制阀(3a)、第二流量控制阀(3b)、第三流量控制阀(3c)、I级蓄热装置(4)、第一烟气旁路(5)、第二烟气旁路(6)、II级蓄热装置(7)、第四流量控制阀(8a)、第五流量控制阀(8b)、第六流量控制阀(8c)、烟囱(9)、引风机(10)、电除尘器(11)、发电机(12)、汽轮机(13)、给水泵(14)、余热锅炉(15)；熔炼炉(1)、I级蓄热装置(4)、II级蓄热装置(7)、余热锅炉(15)、电除尘器(11)、引风机(10)、烟囱(9)经主烟气管路(2)顺次连接构成烟气侧主通路；第一烟气旁路(5)和第二烟气旁路(6)的始端依次与熔炼炉(1)与I级蓄热装置(4)之间的主烟气管路(2)相连，第一烟气旁路(5)和第二烟气旁路(6)的末端依次与II级蓄热装置(7)和余热锅炉(15)之间的主烟气管路(2)相连，第二流量控制阀(3b)安装在第一烟气旁路(5)始端与第二烟气旁路(6)始端之间的主烟气管路(2)上，第五流量控制阀(8b)安装在第一烟气旁路(5)末端与第二烟气旁路(6)末端之间的主烟气管路(2)上，第一流量控制阀(3a)与第三流量控制阀(3c)分别安装在第一烟气旁路(5)始端与第二烟气旁路(6)始端，第四流量控制阀(8a)与第六流量控制阀(8c)分别安装在第一烟气旁路(5)末端与第二烟气旁路(6)末端；给水泵(14)、余热锅炉(15)、汽轮机(13)依次连接构成蒸汽侧通路；汽轮机(13)与发电机(12)相连。2.根据权利要求1所述的一种基于间歇性高温烟气的蓄热式余热发电系统，其特征在于所述的I级蓄热装置(4)与II级蓄热装置(7)具有相同的结构特征，具体包括烟气进口流道(16)、烟气进口流道扩口(17)、烟气进口管板(18)、烟气换热管(19)、石墨蓄热体(20)、石墨蓄热体通孔(21)、烟气出口管板(22)、烟气出口流道缩口(23)、烟气出口流道(24)；烟气进口流道(16)、烟气进口流道扩口(17)、烟气进口管板(18)、石墨蓄热体(20)、烟气出口管板(22)、烟气出口流道缩口(23)、烟气出口流道(24)顺次相连，石墨蓄热体(20)上设有石墨蓄热体通孔(21)，烟气换热管(19)与石墨蓄热体(20)的石墨蓄热体通孔(21)利用过渡或间隙配合方式连接，采用间隙配合方式时配合间隙采用膨胀石墨填充；烟气换热管(19)与石墨蓄热体通孔(21)关于石墨蓄热体(20)的几何中心轴呈中心对称布置。3.根据权利要求1所述的一种基于间歇性高温烟气的蓄热式余热发电系统，其特征在于所述的余热锅炉(15)内应装配过热器。4.一种利用权利要求1所述的系统的基于间歇性高温烟气的蓄热式余热发电方法，其特征在于：步骤如下:当熔炼炉(1)排烟温度超过余热锅炉(15)入口烟温设定上限值时，第一流量控制阀(3a)、第三流量控制阀(3c)、第四流量控制阀(8a)与第六流量控制阀(8c)关闭，第二流量控制阀(3b)和第五流量控制阀(8b)开启，高温烟气经主烟气管路(2)、I级蓄热装置(4)和II级蓄热装置(7)构成的烟气主通路中进行蓄热换热，一方面将烟气温度降低到设计温度范围，另一方面将部分热量储存起来