專利名稱：余熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鋼鐵冶金過程余熱回收利用領(lǐng)域；尤其是指一種涉及利用爐渣處理過程中產(chǎn)生的余熱進行發(fā)電的余熱發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鋼鐵冶金過程——高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼等工序，每年以鋼產(chǎn)量的30 40%的比 例產(chǎn)出大量冶煉爐渣，全球以每年上億噸的數(shù)量產(chǎn)出，其帶走的熱能折合標準煤2000多萬 噸，折合人民幣150億元。如果能將其有效利用，相當于每年全球少消耗2000多萬噸標準 煤的能源，將會對人類節(jié)能、環(huán)保是一個巨大貢獻。由于電能是能量利用最為便捷的高品質(zhì)能源，傳統(tǒng)余熱發(fā)電系統(tǒng)通常采用汽輪機 將高壓蒸汽的壓力能轉(zhuǎn)換為動力驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，汽輪機末端蒸汽采用涼水塔循環(huán)冷卻， 使其末端蒸汽冷凝成水并回到鍋爐回水系統(tǒng)，末端蒸汽冷凝過程產(chǎn)生的大量凝結(jié)潛熱被涼 水塔帶走放散，此熱量通常占總熱量的50%以上，這是傳統(tǒng)熱電效率低的主要原因。綜上所述，傳統(tǒng)汽輪機余熱發(fā)電系統(tǒng)末端熱能浪費嚴重，熱-電轉(zhuǎn)換效率低。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種余熱發(fā)電系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)余熱發(fā)電過 程熱_電轉(zhuǎn)換效率低下等不足，達到高效能、低消耗、少的熱能放散目的。本實用新型的技術(shù)解決方案是一種余熱發(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電機、汽輪 機、氨氣輪機和采用氨-水作工質(zhì)的吸收式熱泵，熱能儲存系統(tǒng)中的熱能通過汽輪機轉(zhuǎn)化 為動力機械能，并帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動；所述氨氣輪機能夠帶動所述發(fā)電機轉(zhuǎn)動地設(shè)置，所述氨 氣輪機的動力源為由該吸收式熱泵提供的高壓過熱氨氣，該熱泵與所述汽輪機尾氣出口相 連，且其驅(qū)動熱源來自于所述熱能儲存系統(tǒng)。如上所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，該熱能儲存系統(tǒng)至少包括高壓汽包及中壓蓄熱 器，所述中壓蓄熱器向汽輪機輸送蒸汽；所述高壓汽包提供加熱濃氨水混合溶液的驅(qū)動熱 源。如上所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述吸收式熱泵包括發(fā)生器、吸收器、蒸汽冷凝 器和熱交換器，其中該發(fā)生器中的驅(qū)動熱源來自多級熱能儲存系統(tǒng)，氨氣輪機的低溫氨氣 出口連接至吸收器，該吸收器的低濃度氨水入口通過熱交換器連接到發(fā)生器的低濃度氨水 出口，該吸收器的低溫高濃度氨水出口通過一加壓泵連接至蒸汽冷凝器，該蒸汽冷凝器的 高溫氨水出口經(jīng)過該熱交換器連接至發(fā)生器的高濃度氨水入口，發(fā)生器的氨氣出口管道經(jīng) 一氨氣過熱器、并經(jīng)節(jié)流閥連接至氨氣輪機。如上所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述中壓蓄熱器與汽輪機間設(shè)有蒸汽過熱器和
第一調(diào)壓閥。如上所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述氨氣過熱器的進口與高壓汽包連接，其出口 端通過第二調(diào)壓閥連接至熱泵發(fā)生器的蒸氣進口，且該發(fā)生器的蒸氣出口連接至中壓蓄熱器；所述氨氣過熱器的出口端同時通過第三調(diào)壓閥連接至中壓蓄熱器。如上所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述高壓汽包上部與中壓蓄熱器上部經(jīng)蒸汽管 道及管道上的第四調(diào)壓閥相連通，中壓蓄熱器底部經(jīng)水泵、板式換熱器與高壓汽包相連。如上所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述多級熱能儲存系統(tǒng)還包括低壓包；固體渣料 換熱系統(tǒng)的高品質(zhì)熱能回收裝置與高壓汽包相連；對爐渣處理過程中產(chǎn)生的蒸汽進行換熱 回收的高、中、低溫蒸汽換熱器連接到對應(yīng)溫度等級的中壓蓄熱器和低壓包。如上所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，汽輪機尾氣出口與蒸汽冷凝器相連， 且蒸汽冷凝 器的低溫蒸餾水出口連接至低溫蒸汽換熱器。本實用新型的特點和優(yōu)點如下1.本實用新型的余熱發(fā)電系統(tǒng)，采用吸收式熱泵，使汽輪機末端低品質(zhì)尾氣的熱 能提升為高品質(zhì)可利用熱能，解決了傳統(tǒng)汽輪機用冷卻塔散熱熱能浪費的問題。2.熱泵使汽輪機末端凝結(jié)水溫度及負壓更低，使汽輪機能量轉(zhuǎn)化效率更高。3.氨-水作工質(zhì)的吸收式熱泵，除可把低端熱能提升回收為高品質(zhì)熱能外，發(fā)生 器中蒸發(fā)的高溫、高壓氨氣驅(qū)動氨氣輪機，實現(xiàn)氨氣、蒸汽汽輪機合并發(fā)電，使熱-電轉(zhuǎn)換 效率更高。4.末端低的凝結(jié)水溫度及補充新水、沖渣水、灰塵沖洗水對尾氣的換熱，使回到 循環(huán)系統(tǒng)的尾氣溫度更低，當應(yīng)用于爐渣處理時，可以使出渣溫度更低，系統(tǒng)綜合熱損失更 少。5.本實用新型中回收的高品質(zhì)熱能能夠直接利用，低品質(zhì)熱能及以往放散的尾氣 借助于熱泵提升利用，從而提高了熱能的綜合利用率。

圖1為本實用新型的余熱發(fā)電系統(tǒng)的一具體實施例的結(jié)構(gòu)及處理流程示意圖。圖2為本實用新型的余熱發(fā)電系統(tǒng)的一具體應(yīng)用實施例的結(jié)構(gòu)及處理流程示意 圖。附圖標號說明100、爐渣處理系統(tǒng)300、余熱回收系統(tǒng) 500、余熱發(fā)電系統(tǒng)101、液態(tài)爐渣102、渣鐵分離器 103、爐渣導(dǎo)向管104、爐渣緩存?zhèn)}(蒸汽回收倉)105、高壓氣霧噴嘴106、破碎裝置107、板式換熱器 108、絞龍換熱輸送器109、流化床換熱器110、出渣車111、篦水器112、儲水池113、塵灰沖洗水管道 114、塵灰沖洗噴嘴201、第一級換熱器202、第二級換熱器 203、第三級換熱器204、定壓風(fēng)機 205、循環(huán)風(fēng)機206、尾氣換熱器207、過濾器301、高壓汽包302、中壓蓄熱器303、低壓包304、調(diào)壓閥305、調(diào)壓閥306、除氧器307、311、312、液態(tài)泵 308 310、射流器501、汽輪機502、發(fā)電機503、蒸汽冷凝器511、氨氣輪機 512、發(fā)生器513、吸收器[0036]514、熱交換器 515、515，、調(diào)壓閥 516、氨氣過熱器517、節(jié)流閥518、泵520、蒸汽過熱器521、調(diào)壓閥
具體實施方式
下面配合附圖及具體實施例對本實用新型的具體實施方式
作進一步的詳 細說明。本實用新型提出一種余熱發(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電系統(tǒng)是利用多級熱能儲存系統(tǒng)中分級 儲存的熱能進行發(fā)電，該發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電機、汽輪機、氨氣輪機和吸收式熱泵，所述多級 熱能儲存系統(tǒng)向汽輪機輸送蒸汽，汽輪機將熱能轉(zhuǎn)化為動力機械能，并帶動發(fā)電機將機械 能轉(zhuǎn)化為電能；該吸收式熱泵采用氨-水作工質(zhì)，將所述汽輪機出口末端蒸汽的低品質(zhì)熱 能提升為較高品質(zhì)熱能，并由所述熱能儲存系統(tǒng)為所述熱泵提供高品質(zhì)驅(qū)動熱源，使?jié)獍?水混合溶液在高壓下大量蒸發(fā)形成高壓飽和氨氣，驅(qū)動氨氣輪機以將氨氣產(chǎn)生的壓力能轉(zhuǎn) 換為機械能，與汽輪機產(chǎn)生的機械能合并輸出給發(fā)電機。本實用新型利用熱能的分級回收，使得熱能回收回來的高品質(zhì)熱能實現(xiàn)高品質(zhì)直 接利用，低品質(zhì)熱能及以往放散的尾氣可借助于熱泵提升利用，從而起到了提高綜合利用 率的目的，而且，由于氨氣輪機的使用，除比單純汽輪機的發(fā)電量更多外，氨氣輪機的使用 還有降低發(fā)電波動，提高發(fā)電質(zhì)量的功效；而且，熱泵使得汽輪機尾氣溫度壓力降低，有利 于提高汽輪機效率。如圖1所示，其為本實用新型利用回收的爐渣余熱進行發(fā)電的一具體實施例的結(jié) 構(gòu)及流程示意圖，由爐渣處理過程回收的熱能按不同的溫度等級分級儲存在多級熱能儲存 系統(tǒng)中，該多級熱能儲存系統(tǒng)可包括高壓汽包301、中壓蓄熱器302及低壓包303。結(jié)合前 述內(nèi)容可知，本實施例中，汽輪機和氨氣輪機能夠采用現(xiàn)有的多種方式實現(xiàn)以合并的動力 帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電的目的，此處不再贅述。由爐渣處理過程中的高溫混合氣體回收的熱能按不同的溫度等級分級儲存在高 壓汽包301、中壓蓄熱器302和低壓包303中，爐渣處理過程中固體渣料換熱系統(tǒng)回收的高 品質(zhì)熱能回收至高壓汽包301 ；爐渣處理過程中產(chǎn)生的高溫混合氣體的熱能通過蒸汽換熱 系統(tǒng)回收，并將高溫等級的熱能儲存到中壓蓄熱器302中用于發(fā)電。所述中壓蓄熱器302向汽輪機501輸送蒸汽，汽輪機501將熱能轉(zhuǎn)化為動力機械 能，并帶動發(fā)電機502將機械能轉(zhuǎn)化為電能；該吸收式熱泵采用氨_水作工質(zhì)，所述熱泵中 的濃氨水混合溶液在高壓下經(jīng)來自高壓汽包301的驅(qū)動熱源加熱至100 120°C，使氨大量 蒸發(fā)形成高壓飽和氨氣，經(jīng)120 150°C過熱去除游離液態(tài)分子并進入氨氣輪機511，將氨 氣產(chǎn)生的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，與汽輪機501產(chǎn)生的機械能合并輸出給發(fā)電機502。如圖1所示，較佳地，中壓蓄熱器302與汽輪機501間設(shè)有蒸汽過熱器520和調(diào)壓 閥521，該蒸汽過熱器520設(shè)置于爐渣處理的蒸汽回收倉104的頂部，所述中壓蓄熱器302 出來的飽和蒸汽經(jīng)蒸汽過熱器520過熱去除蒸汽中液態(tài)飽和水，并經(jīng)調(diào)壓閥521向汽輪機 501輸送壓力相對穩(wěn)定的發(fā)電過熱蒸汽。此外，所述高壓汽包301與中壓蓄熱器302通過一調(diào)壓閥304相連通，在無爐渣處 理的間歇期間，隨著發(fā)電不斷消耗中溫蒸汽，中壓蓄熱器302內(nèi)溫度不斷下降，此時儲存在 高壓汽包301的高溫蒸汽經(jīng)該調(diào)壓閥304將高壓汽包301內(nèi)的熱能傳遞給中壓蓄熱器302，維持中壓蓄熱器302溫度相對穩(wěn)定，而高壓汽包301被消耗的水也可由中壓蓄熱器302的 中溫水經(jīng)水泵310加壓再經(jīng)板式換熱器107加熱后供給高壓汽包301。如圖所示，吸收式熱泵包括發(fā)生器512、吸收器513、蒸汽冷凝器503和熱交換器 514，該發(fā)生器512以高壓汽包301的高溫蒸汽作為驅(qū)動熱源，且一氨氣過熱器516的進口 與該高壓汽包301連接，其出口端通過一調(diào)壓閥515’連接至熱泵發(fā)生器512的蒸氣進口， 且該發(fā)生器512的蒸氣出口連接至中壓蓄熱器302 ；本實施例在所述氨氣過熱器516的出 口端還通過另一調(diào)壓閥515連接至中壓蓄熱器302，以便在氨氣過熱器516過熱氨氣的同 時，便于靈活調(diào)節(jié)過熱與驅(qū)動用熱量的比例。前面描述了采用高壓汽包作為氨氣的過熱用 驅(qū)動熱源，以便高溫蒸汽過熱氨氣后能夠回到中壓蓄熱器用于發(fā)電，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員 結(jié)合前述內(nèi)容可以了解，還可以根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)本案中的各儲熱裝置的壓力分布，并選 擇性地利用中壓蓄熱器或者低壓包來作為氨氣的驅(qū)動熱源，此處不再一一贅述。一方面，本發(fā)電系統(tǒng)中的蒸汽-水的循環(huán)路徑為所述中壓蓄熱器302的高溫氣體 出口通過蒸汽過熱器520、調(diào)壓閥521連接到汽輪機501，該汽輪機501的尾氣(低溫飽和 蒸汽)出口通過管道送入蒸汽冷凝器503中形成低溫冷凝水，該蒸汽冷凝器503的冷凝水 出口連接至蒸汽換熱系統(tǒng)的低溫冷凝水進口端，以提供循環(huán)水。另一方面，該發(fā)電系統(tǒng)的氨氣-氨水循環(huán)路徑為高壓汽包301的高溫氣體出口通 過調(diào)壓閥515’連接至熱泵發(fā)生器512作為驅(qū)動熱源；所述發(fā)生器512的氨氣出口經(jīng)由一節(jié) 流閥517輸送至氨氣輪機511，且該氨氣管道同時經(jīng)過一設(shè)置于該發(fā)生器外部的氨氣過熱 器516，以便對氨氣進行過熱處理；氨氣輪機511的低溫氨氣出口連接至吸收器513，該吸收 器513的低濃度氨水入口通過熱交換器514連接到發(fā)生器512的低濃度氨水出口，該吸收 器513的低溫高濃度氨水出口通過一加壓泵518送至蒸汽冷凝器503加熱后再經(jīng)過該熱交 換器514連接至發(fā)生器512的高濃度氨水入口，實現(xiàn)氨的循環(huán)，同時實現(xiàn)了低品質(zhì)熱能、放 散尾氣的提升利用。其中該發(fā)生器512中的濃氨水混合溶液在高壓下經(jīng)來自高壓汽包301的驅(qū)動熱源 加熱至100 120°c，使氨大量蒸發(fā)形成高壓飽和氨氣，經(jīng)氨氣過熱器516進行120 150°C 過熱去除游離液態(tài)分子，并經(jīng)節(jié)流閥517進入氨氣輪機501 ；發(fā)生器512中氨氣蒸發(fā)后的低 濃度氨水溶液經(jīng)熱交換器514換熱后回到吸收器513 ；而離開氨氣輪機511出口的氨氣在 吸收器513內(nèi)與來自發(fā)生器512的低濃度水溶液混合吸收再次形成高濃度氨水，高濃度氨 水由泵518加壓，經(jīng)蒸汽冷凝器503與汽輪機501出口 60 80°C末端蒸汽換熱使水蒸氣冷 凝，并吸收水蒸氣的凝結(jié)潛熱，再經(jīng)熱交換器514與來自發(fā)生器512的低濃度氨水換熱后進 入發(fā)生器512，從而使得本實施例可以利用該熱泵將吸收的低品質(zhì)熱能轉(zhuǎn)化為100 120°C 的較高品質(zhì)熱能進入下一個循環(huán)。由圖中可以看出，由汽輪機501出口排出的60 80°C末端低溫飽和蒸汽經(jīng)蒸汽冷 凝器503冷卻，將末端蒸汽冷卻凝結(jié)為30 40°C的蒸餾水，且低溫蒸餾水作冷卻介質(zhì)由液 態(tài)泵307加壓注入第三級蒸汽換熱器203，經(jīng)第三級換熱器203被加熱的熱水進入蒸汽換熱 系統(tǒng)的循環(huán)水路；最終可在加壓加熱后補給到中壓蓄熱器用于補充發(fā)電消耗的蒸汽用水。由于汽輪機501末端蒸汽冷凝器503使用，不僅提高了末端負壓值，從而提高了汽 輪機501熱能-機械能轉(zhuǎn)化效率，同時使原來涼水塔的開放式末端改為了內(nèi)部熱能回收回 路，大大降低了末端熱能損失 而且，在無爐渣處理的間歇，中壓蓄熱器內(nèi)的壓力會隨溫度降低而降低，從而影響到發(fā)電機的正常工作，如果間歇過長就可能無法保證發(fā)電機的正常 工作，而氨氣輪機的使用，可以保證在中壓蓄熱器302蒸汽壓力偏低的情況下維持發(fā)電機 正常工作，而且其使用的熱動力源是以往被丟棄的廉價發(fā)電機尾氣，因此，本實施例除比單 純汽輪機的發(fā)電量更多外，氨氣輪機的使用還能夠降低發(fā)電波動，提高發(fā)電質(zhì)量，進一步還 可以削弱無爐渣處理時的間歇對發(fā)電系統(tǒng)波動的影響。由上述結(jié)構(gòu)可知，本實施例中，該余熱發(fā)電系統(tǒng)的工作過程如下由中壓蓄熱器302出來的飽和蒸汽，經(jīng)蒸汽過熱器520過熱去除蒸汽中液態(tài)飽和 水，經(jīng)調(diào)壓閥521向汽輪機501輸送壓力相對穩(wěn)定的發(fā)電蒸汽，經(jīng)汽輪機501將熱能轉(zhuǎn)化為 動力帶動發(fā)電機502轉(zhuǎn)化為電能；汽輪機501出口排出的60 80°C末端低溫飽和蒸汽經(jīng) 蒸汽冷凝器503冷卻，將末端蒸汽冷卻為30 40°C冷凝水，低溫冷凝水作冷卻介質(zhì)由水泵 307加壓給第三級蒸汽換熱器203，經(jīng)第三級蒸汽換熱器203后被加熱的熱水進入循環(huán)水 路；在無爐渣處理的間歇期間，隨著發(fā)電不斷消耗大量蒸汽，中壓蓄熱器302內(nèi)溫度不斷下 降，此時存儲在高壓汽包301內(nèi)的高溫蒸汽經(jīng)調(diào)壓閥304將高壓汽包301內(nèi)的熱能傳遞給 中壓蓄熱器302，維持中壓蓄熱器302溫度的相對穩(wěn)定，且被消耗的水由低壓包303的低溫 水經(jīng)水泵309加壓后經(jīng)第二級蒸汽換熱器202加熱后供給中壓蓄熱器302 ；在高壓汽包301 被消耗的水由中壓蓄熱器302的中溫水經(jīng)水泵310加壓并經(jīng)板式換熱器107加熱后供給高 壓汽包301 ；吸收式熱泵采用氨-水作工質(zhì)，其發(fā)生器512中的氨水混合溶液在高壓下經(jīng)來 自高壓汽包301的驅(qū)動熱源加熱至100 120°C，使氨大量蒸發(fā)產(chǎn)生的氨氣經(jīng)120 150°C 過熱去除游離液態(tài)分子，經(jīng)節(jié)流閥517進入氨氣輪機501，將氨氣產(chǎn)生的壓力能轉(zhuǎn)換為機械 能，并可與汽輪機501產(chǎn)生的機械能合并輸出給發(fā)電機502 ；蒸發(fā)后的低濃度氨水溶液，經(jīng) 熱交換器514換熱后回到吸收器513 ；離開氨氣輪機511出口的氨氣由于氣壓急劇下降吸 熱致使自身溫度降到0 10°C，在吸收器513內(nèi)與來自發(fā)生器512的低濃度水溶液混合吸 收再次形成高濃度氨水；高濃度氨水由泵518加壓，經(jīng)蒸汽冷凝器503與汽輪機501出口的 60 80°C末端蒸汽換熱使水蒸氣冷凝，吸收水蒸氣的凝結(jié)潛熱，再經(jīng)熱交換器514與來自 發(fā)生器512的低濃度氨水換熱后進入發(fā)生器512，將吸收的低品質(zhì)熱能轉(zhuǎn)化為100 120°C 的較高品質(zhì)熱能進入下一個循環(huán)。該余熱發(fā)電系統(tǒng)采用了熱泵技術(shù)和汽輪機、氨氣輪機聯(lián)合驅(qū)動發(fā)電技術(shù)并利用多 級回收、儲存的爐渣余熱，實現(xiàn)了高品質(zhì)熱能(汽輪機)直接發(fā)電；利用熱泵吸收汽輪機尾 氣的低品質(zhì)熱能轉(zhuǎn)換為可用于氨氣發(fā)電的高品質(zhì)能量，解決了傳統(tǒng)汽輪機冷卻塔散熱熱能 損失大、熱電轉(zhuǎn)換效率低的問題；熱泵還使汽輪機末端溫度更低，負壓值更大，使汽輪機能 量轉(zhuǎn)化效率更高；低的凝結(jié)水溫度以及補充新水和用于沖渣水、塵灰沖洗水對尾氣的換熱 使余熱回收系統(tǒng)循環(huán)氣體溫度更低，爐渣出渣溫度更低，系統(tǒng)綜合熱損失更少，大大提高了 整個余熱發(fā)電系統(tǒng)的熱_電轉(zhuǎn)換效率。與上述余熱發(fā)電系統(tǒng)相對應(yīng)，本實用新型還提出一種余熱發(fā)電方法，由爐渣處理 過程回收的熱能按不同溫度等級分級儲存在多級熱能儲存系統(tǒng)中；由所述熱能儲存系統(tǒng)向 汽輪機輸送蒸汽，汽輪機將熱能轉(zhuǎn)化為動力機械能，并帶動發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能；利 用用氨-水作工質(zhì)的吸收式熱泵將所述汽輪機出口末端蒸汽的低品質(zhì)熱能轉(zhuǎn)化為較高品 質(zhì)熱能，并由該熱能儲存系統(tǒng)向該熱泵提供高溫驅(qū)動熱源，使?jié)獍彼旌先芤涸诟邏合麓?量蒸發(fā)形成高壓飽和氨氣，驅(qū)動氨氣輪機將氨氣產(chǎn)生的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，并與汽輪機產(chǎn)生的機械能合并輸出給發(fā)電機。為了適應(yīng)本實用新型發(fā)電方法的需要，在對爐渣處理的 余熱回收中，將爐渣處理過程固體渣料換熱系統(tǒng)回收的高品質(zhì)熱能回收至高壓汽包；將爐 渣處理過程中產(chǎn)生的蒸汽通過高、中、低溫蒸汽分級換熱器系統(tǒng)回收，并由各級蒸汽換熱器 將熱能儲存到對應(yīng)溫度等級的中壓蓄熱器和低壓包。該發(fā)電方法利用氨氣輪機和吸收式熱泵輔助發(fā)電，其中該吸收式熱泵采用氨-水 作工質(zhì)，所述熱泵中的濃氨水混合溶液在高壓下經(jīng)來自高壓汽包的驅(qū)動熱源加熱至100 120°C，使氨大量蒸發(fā)形成高壓飽和氨氣，經(jīng)120 150°C過熱去除游離液態(tài)分子并進入氨 氣輪機，將氨氣產(chǎn)生的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，與汽輪機產(chǎn)生的機械能合并輸出給發(fā)電機；同 時，所述吸收式熱泵將汽輪機末端低品質(zhì)尾氣的熱能提升為高品質(zhì)可利用熱能，解決了傳 統(tǒng)汽輪機用冷卻塔散熱熱能浪費的問題。所述中壓蓄熱器出來的飽和蒸汽經(jīng)蒸汽過熱器過熱去除蒸汽中液態(tài)飽和水，并經(jīng) 調(diào)壓閥向汽輪機輸送壓力相對穩(wěn)定的發(fā)電過熱蒸汽。所述吸收式熱泵包括發(fā)生器、吸收器、蒸汽冷凝器和熱交換器，其中該發(fā)生器中的 濃氨水混合溶液在高壓下經(jīng)來自高壓汽包的驅(qū)動熱源加熱至100 120°c，使氨大量蒸發(fā) 形成高壓飽和氨氣，經(jīng)一氨氣過熱器120 150°C過熱去除游離液態(tài)分子，并經(jīng)節(jié)流閥進入 氨氣輪機；發(fā)生器中蒸發(fā)后的低濃度氨水溶液經(jīng)換熱器換熱后回到吸收器；而離開氨氣輪 機出口的氨氣在吸收器內(nèi)與來自發(fā)生器的低濃度水溶液混合吸收再次形成高濃度氨水，高 濃度氨水由水泵加壓，經(jīng)蒸汽冷凝器與汽輪機出口 60 80°C末端蒸汽換熱使水蒸氣冷凝， 吸收水蒸氣的凝結(jié)潛熱，再經(jīng)換熱器與來自發(fā)生器的低濃度氨水換熱進入發(fā)生器，將吸收 的低品質(zhì)熱能轉(zhuǎn)化為100 120°C的較高品質(zhì)熱能進入下一個循環(huán)。由汽輪機出口排出的60 80°C末端低溫飽和蒸汽經(jīng)蒸汽冷凝器冷卻，將末端蒸 汽冷卻凝結(jié)為30 40°C的蒸餾水，且低溫蒸餾水作冷卻介質(zhì)由水泵加壓給第三級蒸汽換 熱器，經(jīng)第三級換熱器被加熱的熱水進入循環(huán)水路；再由液態(tài)加壓泵補給到中壓蓄熱器用 于補充發(fā)電消耗的蒸汽用水。所述氨氣過熱器的進口與高壓汽包連接，其出口端通過調(diào)壓閥連接至熱泵發(fā)生器 的蒸氣進口，且該發(fā)生器的蒸氣出口連接至中壓蓄熱器；所述氨氣過熱器的出口端同時通 過另一調(diào)壓閥連接至中壓蓄熱器。本實用新型的余熱發(fā)電方法的一具體實施例中，將所述高壓汽包與中壓蓄熱器通 過一調(diào)壓閥相連通，在無爐渣處理的間歇期間，隨著發(fā)電不斷消耗中溫蒸汽，中壓蓄熱器內(nèi) 溫度不斷下降，此時儲存在高壓汽包的高溫蒸汽經(jīng)該調(diào)壓閥將高壓汽包內(nèi)的熱能傳遞給中 壓蓄熱器，維持中壓蓄熱器溫度相對穩(wěn)定，而高壓汽包被消耗的水由中壓蓄熱器的中溫水 經(jīng)水泵加壓并經(jīng)板式換熱器加熱后供給高壓汽包。本實用新型是依據(jù)汽輪機發(fā)電原理，利用熱泵的替代傳統(tǒng)涼水塔末端冷卻，一方 面降低了汽輪機末端溫度，提高了汽輪機發(fā)電效率；同時回收末端汽輪機尾氣余熱并提升 為較高品質(zhì)熱能加以在利用，從而減少了熱能放散，提高了熱能綜合利用效率；本實用新型 采用如氨水為工質(zhì)的熱泵，在冷凝器中通過氨的加熱帶走汽輪機尾氣余熱，通過熱泵提升 形成的高壓高溫飽和氨氣由氨氣輪機發(fā)電，起到提高熱電轉(zhuǎn)換效率的目的。如圖2所示，其為本實用新型的余熱發(fā)電系統(tǒng)及方法的應(yīng)用實施例的結(jié)構(gòu)及處理 流程示意圖。該應(yīng)用實施例中，余熱發(fā)電系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)可參考前述內(nèi)容，此處不再贅述。進一步地，本應(yīng)用實施例是將該余熱發(fā)電系統(tǒng)與半濕法爐渣處理系統(tǒng)及爐渣余熱回收系統(tǒng) 相結(jié)合，具體如下半濕法爐渣處理系統(tǒng)包括爐渣緩存?zhèn)}、高壓氣霧噴嘴(或高壓水霧噴嘴，以下以 高壓氣霧噴嘴為例進行說明)、可高速旋轉(zhuǎn)的破碎裝置及固體渣料傳輸冷卻裝置，所述爐渣 緩存?zhèn)}上部具有高溫液態(tài)爐渣入口及高溫氣體出口，所述爐渣入口通過渣鐵分離器、爐渣 導(dǎo)向管連接至高爐出渣口 ；所述高壓氣霧噴嘴和破碎裝置設(shè)置于爐渣入口的下方，高壓氣 霧噴嘴將高壓氣霧噴向破碎裝置方向，所述爐渣導(dǎo)向管的出渣嘴將爐渣垂直導(dǎo)入到爐渣緩 存?zhèn)}的破碎裝置的上方，所述固體渣料傳輸冷卻裝置位于該破碎裝置的下方，用于傳輸該 固體渣料，并在該固體渣料的傳輸過程中進一步對所述固體渣料進行冷卻降溫。較佳的，該半濕法爐渣處理系統(tǒng)是利用按一定比例的氣-水混合形成的高壓氣霧 冷卻高爐液態(tài)爐渣，并利用破碎裝置對爐渣進行機械破碎，處理成用于制造水泥的原料。本實用新型的半濕法爐渣處理系統(tǒng)適用于高爐煉鐵生產(chǎn)過程，將高溫?zé)霟岬囊簯B(tài) 爐渣通過降溫冷卻處理成可用于制造水泥的原料，并將爐渣冷卻過程產(chǎn)生的熱量回收儲存 為可利用的形式。具體地，結(jié)合圖1所示，半濕法爐渣處理系統(tǒng)100主要包含液態(tài)爐渣101、渣鐵分 離器102、爐渣導(dǎo)向管103、爐渣緩存?zhèn)}104、高壓氣霧噴嘴105、破碎裝置106等。高爐出渣口流出的1400 1500°C熾熱的液態(tài)爐渣101先經(jīng)渣鐵分離器102實現(xiàn) 渣鐵分離，然后經(jīng)爐渣導(dǎo)向管103使液態(tài)渣按一定形狀、分布、方向?qū)氲綘t渣緩存?zhèn)}104。 本實施例中，所述爐渣導(dǎo)向管103的出渣嘴呈扁平形狀且沿破碎裝置軸向分布，以將爐渣 垂直導(dǎo)入爐渣緩存?zhèn)}104，由于本實施例的破碎裝置106包括兩個破碎輪組，因此，該出渣 嘴可沿破碎輪組的軸向?qū)t渣分布到破碎裝置106上，且高壓氣霧噴嘴105將高壓氣霧噴 向破碎裝置方向。如圖1所示，本實施例的固體渣料傳輸冷卻裝置包括板式換熱器107、絞龍換熱輸 送器108、流化床換熱器109，其中，所述板式換熱器107裝設(shè)于所述爐渣緩存?zhèn)}104的中下 部，位于所述破碎裝置106的下方，所述絞龍換熱輸送器108的進料端設(shè)于該板式換熱器 107的底部，且其出料端接設(shè)該流化床換熱器109，流化床換熱器109的出口外設(shè)置運渣設(shè) 備。破碎后的固體渣料落入板式換熱器107間，并在重力以及底部絞龍輸送換熱器108旋 轉(zhuǎn)傳輸帶動的聯(lián)合作用下不斷下移，且在下移過程中通過與板式換熱器107的接觸換熱而 降溫并將熱量傳給板式換熱器107中的循環(huán)水，同時還與板式換熱器周圍渣料縫隙間的氣 體換熱；而所述絞龍換熱輸送器108、流化床換熱器109則利用反方向通入的低溫空氣進行 換熱降溫。由于該板式換熱器107、絞龍換熱輸送器108及流化床換熱器109的具體結(jié)構(gòu)及 設(shè)置方式可參照現(xiàn)有技術(shù)來實施，因此，此處不再贅述。該爐渣緩存?zhèn)}104頂部的高溫氣體出口上方設(shè)有塵灰沖洗噴嘴114，用于清理過 熱器上的浮灰；該爐渣緩存?zhèn)}104的底部為篦水器111，該篦水器111的出水口可通過管道 通向沉淀式儲水池，儲水池112的水經(jīng)過沉淀過濾后可循環(huán)使用，給高壓氣霧噴嘴105和塵 灰沖洗水管道113供水。在該半濕法爐渣處理系統(tǒng)中，高溫液態(tài)爐渣101通過渣鐵分離器102實現(xiàn)爐渣 的渣鐵分離；爐渣導(dǎo)向管103將液態(tài)爐渣1按照一定形狀、分布、方向?qū)氲綘t渣緩存?zhèn)} 104(可同時作為蒸汽回收倉)；高壓氣霧噴嘴105將高壓水指向破碎裝置方向，沖擊液態(tài)爐渣101使其初步破碎、降溫冷卻至半凝固狀態(tài)；高速旋轉(zhuǎn)的換向破碎裝置對落下的半固態(tài) 渣進一步破碎，同時破碎裝置上的噴水結(jié)構(gòu)進一步對其降溫冷卻至滿足后續(xù)風(fēng)冷所需的條 件，包括均勻的粒度、不粘連的溫度、較好的透氣性和散料流動性，本實用新型的一具體實 施例中，所述爐渣被所述破碎裝置上的噴水結(jié)構(gòu)破碎、降溫冷卻至粒度1 8mm、溫度600 700°C ；該固態(tài)顆粒經(jīng)板式換熱器107、輸送絞龍換熱器108、流化床換熱器109進一步降溫 冷卻至50 80°C或以下，再由出渣車110傳輸至水泥加工廠。如圖2所示，本實用新型的該具體應(yīng)用實施例中，蒸汽換熱系統(tǒng)可以為高、中、低 溫分級換熱系統(tǒng)，其包括串聯(lián)的三級蒸汽換熱器第一級蒸汽換熱器201、第二級蒸汽換熱 器202及第三級蒸汽換熱器203，各級換熱器由兩個回路組成外部提供熱能的介質(zhì)(爐渣 處理系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫混合氣體)組成第一回路；內(nèi)部用來利用回收熱能的介質(zhì)(本實施例 采用水作該介質(zhì))組成第二回路。如圖所示，所述三級蒸汽換熱器中，各蒸汽換熱器均包括 殼體及設(shè)置于該殼體內(nèi)的換熱管，第一級蒸汽換熱器201的換熱管高溫端出口連接至中壓 蓄熱器302，第二級蒸汽換熱器202的高溫端出口連接至低壓包303，第三級蒸汽換熱器203 包括兩組換熱管，其中圖示上方的一組換熱管是以來自發(fā)電汽輪機冷凝下來的蒸餾水作水 源，其高溫端出口可直接接入換熱器的循環(huán)水路；第三級蒸汽換熱器203下方的另一組換 熱管用于補充新冷水，其高溫端出口先連接到除氧器306再接入低壓包303，進入各級蒸汽 換熱器的循環(huán)水路。所述爐渣處理系統(tǒng)100中產(chǎn)生的高溫混合氣體從爐渣緩存?zhèn)}104上部的蒸汽回收 倉經(jīng)蒸汽輸送管道順序進入各級蒸汽換熱器201、202、203，并與對應(yīng)的各級換熱管進行熱 量交換，使得各蒸汽換熱器的第一回路中的介質(zhì)(混合氣體)溫度降低，第二回路中的介質(zhì) (換熱管內(nèi)部的水)溫度升高，然后，由各級蒸汽換熱器的換熱管的高溫端出口將回收的熱 能儲存到對應(yīng)溫度等級的儲熱裝置(參見下文)。多級熱能儲存系統(tǒng)包括高壓汽包301、中壓蓄熱器302及低壓包303三級儲熱裝 置，且前述各儲熱裝置中，高壓汽包能夠向中壓蓄熱器補給所需熱量，使中壓蓄熱器中的溫 度相對更穩(wěn)定；同時，相對低一級的儲熱裝置通過高一級別的換熱裝置向高一級別的儲熱 裝置補給水。圖2中，高壓汽包301通過調(diào)壓閥304連接到中壓蓄熱器302 ；在無爐渣處 理的間歇，隨著發(fā)電消耗大量蒸汽，中壓蓄熱器302內(nèi)溫度不斷下降，此時儲存在高壓汽包 301的高溫蒸汽可經(jīng)調(diào)壓閥304將高壓汽包301內(nèi)的熱能傳遞給中壓蓄熱器302，以穩(wěn)定中 壓蓄熱器302內(nèi)的溫度；當高壓汽包301消耗的水達到某臨界值時，中壓蓄熱器301的中 溫水經(jīng)液態(tài)泵312加壓后與高壓汽包301的底部的液態(tài)水經(jīng)射流器310混合并經(jīng)板式換熱 器107加熱后供給高壓汽包301 ；低溫冷凝水由液態(tài)泵307加壓給第三級蒸汽換熱器203， 并由第三級蒸汽換熱器203加熱后與低壓包303底部的液態(tài)水經(jīng)由射流器308混合并經(jīng)第 二級蒸汽換熱器202加熱后再補給到低壓包303，進入換熱器的循環(huán)水管路，同時，低壓包 303下部溫度較低的液態(tài)水可由液態(tài)泵311加壓后與中壓蓄熱器302底部的液態(tài)水經(jīng)射流 器309混合進入第一級蒸汽換熱器201加熱后再補給到中壓蓄熱器302，以補充發(fā)電消耗 的蒸汽用水；另外，中壓蓄熱器302通過調(diào)壓閥305、除氧器306連接到低壓包303，新補冷 軟水經(jīng)過第三級蒸汽換熱器203換熱并經(jīng)除氧器306除氧后注入低壓包303，使低壓包303 集蓄熱、新水補給、除氧功能于一體。其中，射流器308的第一進口端、第二進口端分別連接至第三級蒸汽換熱器203的上部冷凝水換熱管的高溫端出口及低壓包底部出水口，其出口端連接第二級蒸汽換熱器 202的換熱管低溫端入口 ；且射流器309的第一進口端、第二進口端分別連接至低壓包303 底部出水口及中壓蓄熱器302的底部出水口，其出口端連接第一級蒸汽換熱器201的換熱 管低溫端入口 ；射流器310的第一進口端、第二進口端分別連接至中壓蓄熱器302底部出水 口及高壓汽包301的底部出水口，其出口端連接板式換熱器107的換熱管低溫端入口，具體 請參見附圖。另一方面，所述固體渣料換熱系統(tǒng)是在固體渣料的傳輸過程中對所述固體渣料進 行換熱冷卻。本實施例中，該固體渣料換熱系統(tǒng)包括板式換熱器107及基于前述固體渣料 傳輸冷卻裝置而形成的空氣換熱系統(tǒng)。爐渣緩存?zhèn)}104的高溫爐渣首先與板式換熱器107 進行接觸式換熱，將固體渣料冷卻換熱的熱能由板式換熱器107轉(zhuǎn)化為高溫?zé)崮軆Υ娴阶?為高溫儲熱裝置的高壓汽包301。結(jié)合所述爐渣處理系統(tǒng)可知，本實用新型的該具體實施例 中，所述固體渣料換熱系統(tǒng)還包括在該爐渣緩存?zhèn)}及所述固體渣料傳輸冷卻裝置中形成的 空氣換熱系統(tǒng)，具體如下本實用新型的實施例中，所述蒸汽換熱系統(tǒng)的最后一級蒸汽換熱器(本實施例為 第三級蒸汽換熱器203)的尾氣出口與所述流化床換熱器109的進風(fēng)口之間設(shè)有循環(huán)風(fēng)機 205，在所述蒸汽換熱系統(tǒng)和固體渣料換熱系統(tǒng)間形成氣體循環(huán)通路，采用循環(huán)風(fēng)機205提 供循環(huán)空氣作為冷卻介質(zhì)與爐渣緩存?zhèn)}104(含板式換熱器107間隙中的爐渣)、絞龍換熱 輸送器108、流化床換熱器109內(nèi)的爐渣進行換熱，被加熱的空氣和水蒸汽混合后進入蒸汽 換熱系統(tǒng)。為了避免蒸汽換熱回收通路中的壓力過高，在循環(huán)風(fēng)機205的上游側(cè)可設(shè)有一 定壓風(fēng)機204，具體設(shè)置方式可參考現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。爐渣處理過程中產(chǎn)生的高溫混合氣體受循環(huán)風(fēng)機205抽力作用，由爐渣緩存?zhèn)} 104頂部的蒸汽回收倉經(jīng)第一級蒸汽換熱器201時將高溫?zé)崮軅鹘o中壓蓄熱器302 (中壓汽 包)以200 250°C高溫?zé)崮苄问絻Υ嫫饋?，從第一級蒸汽換熱器201出來的尾氣再經(jīng)第二 級蒸汽換熱器202將熱能傳給低壓包303并以90 120°C低溫?zé)崮苄问絻Υ嫫饋?，從第?級蒸汽換熱器202出來的尾氣蒸汽經(jīng)第三級蒸汽換熱器203將熱能傳給低壓包303與其內(nèi) 的90 120°C水混合，亦以低溫?zé)崮苄问絻Υ嫫饋?。為了使進入流化床換熱器109內(nèi)的循環(huán)空氣的溫度更低，從而使輸出的爐渣溫度 更低，本實施例中，所述循環(huán)風(fēng)機205和流化床換熱器109間還設(shè)有尾氣換熱器206，該尾氣 換熱器206的換熱管的低溫進水口經(jīng)一過濾器207連接至沉淀式儲水池112，以將經(jīng)過加熱 后的水提供至塵灰沖洗管道。高溫混合氣體經(jīng)前述三級換熱后可使尾氣溫度達到< 50°C， 再由循環(huán)風(fēng)機加壓，進一步與尾氣換熱器206換熱，將熱能傳給沖渣水和塵灰沖洗用水；低 溫尾氣再作為冷卻介質(zhì)在流化床換熱器與爐渣換熱，可使得爐渣出渣溫度降到最低(50 80°C )，而被流化床換熱器109加熱了的尾氣再經(jīng)絞龍換熱輸送器108、板式換熱器107時 與固態(tài)爐渣換熱，并升溫轉(zhuǎn)化為蒸汽和空氣的高溫混合氣(簡稱高溫混合氣體)，經(jīng)爐渣緩 存?zhèn)}104進入下一個循環(huán)。結(jié)合前述爐渣處理系統(tǒng)可知，本實用新型的該余熱回收系統(tǒng)的工作原理如下1400 1500°C高溫?zé)霟岬囊簯B(tài)爐渣經(jīng)導(dǎo)向管后按照一定形狀、方向?qū)氲秸羝?回收倉；用指向破碎裝置的高壓氣霧(本實施例為霧狀的氣水混合體)噴沖液態(tài)爐渣使其 降溫、初步換熱冷卻至900 1100°C ；再由一對高速旋轉(zhuǎn)的換向破碎裝置對爐渣破碎過程進一步噴水換熱降溫至600 700°C ；在高溫爐渣降溫、凝固、冷卻換熱過程中，高壓氣霧 中的水被蒸發(fā)汽化并與管路內(nèi)的空氣形成300 400°C高溫混合氣體；高溫混合氣體受循 環(huán)風(fēng)機抽力作用，由蒸汽回收倉經(jīng)第一級蒸汽換熱器時將高溫?zé)崮軅鹘o中壓蓄熱器，并以 200 250°C高溫?zé)崮苄问絻Υ嫫饋?；出第一級蒸汽換熱器的尾氣經(jīng)第二級蒸汽換熱器將 熱能傳給低壓包，并以90 120°C低溫?zé)崮苄问絻Υ嫫饋?；出第二級蒸汽換熱器的尾氣蒸 汽經(jīng)第三級蒸汽換熱器將熱能傳給低壓包，并與90 120°C水混合，亦以低溫?zé)崮苄问絻?存起來；尾氣經(jīng)循環(huán)風(fēng)機加壓，進一步與尾氣換熱器換熱使尾氣溫度達到最低，同時用吸收 的余熱加熱沖渣水和換熱器塵灰沖洗用水；尾氣再作為冷卻介質(zhì)進一步在流化床換熱器內(nèi) 與固態(tài)爐渣換熱，尾氣再次被加熱，同時使爐渣出渣溫度降到最低；被流化床換熱器加熱了 的氣體，再經(jīng)輸送絞龍換熱器、板式換熱器時與固體渣料換熱并升溫轉(zhuǎn)化為300 400°C高 溫空氣，進入蒸汽回收倉與水蒸氣混合進入下一個循環(huán)；600 700°C的高溫固體爐渣在板 式換熱器間通過換熱將熱能傳遞給板式換熱器中的介質(zhì)水，將爐渣熱能由板式換熱器轉(zhuǎn)化 為高溫?zé)崮芤?00 400°C高溫飽和水形式儲存到高壓汽包，除此之外，循環(huán)空氣經(jīng)過板式 換熱器時也能夠與其間的高溫固體爐渣進行換熱，進一步加熱循環(huán)空氣；高溫混合氣體中 的水蒸汽經(jīng)蒸汽三級換熱器冷凝形成的冷凝水以及由塵灰沖洗水沖洗下來的污水，經(jīng)除塵 回流管道進入儲水池沉淀，經(jīng)過濾器過濾后進入下一輪循環(huán)。由于該爐渣余熱回收系統(tǒng)采用了高、中、低溫分級換熱器系統(tǒng)把對應(yīng)的不同品質(zhì) 熱能在高、中、低溫儲熱包中分級儲存，使中壓蓄熱器的高品質(zhì)熱能能夠直接提供給氣輪機 用于發(fā)電；高壓汽包與中壓蓄熱器的配合，使無爐渣處理時的熱量能夠由高壓汽包向中壓 蓄熱器補給，使中壓蓄熱器實現(xiàn)了中壓發(fā)電與蓄熱于一體，保證了中壓蓄熱器溫度的相對 更穩(wěn)定，配合汽輪機調(diào)壓閥的使用使汽輪機工作更穩(wěn)定；低壓包、除氧器的配合使用，使低 壓包集蓄熱、新水補給除氧于一體；使系統(tǒng)部件功能更強、結(jié)構(gòu)更簡單。本應(yīng)用實施例的余熱發(fā)電系統(tǒng)及方法可參照前述具體實施例的描述。由爐渣處理 過程中的高溫混合氣體回收的熱能按不同的溫度等級分級儲存在所述多級熱能儲存系統(tǒng) 中，該發(fā)電系統(tǒng)是利用多級熱能儲存系統(tǒng)中分級儲存的熱能進行發(fā)電，該發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā) 電機、汽輪機、氨氣輪機和吸收式熱泵，所述多級熱能儲存系統(tǒng)向汽輪機輸送蒸汽，汽輪機 將熱能轉(zhuǎn)化為動力機械能，并帶動發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能；該吸收式熱泵采用氨_水 作工質(zhì)，將所述汽輪機出口末端蒸汽的低品質(zhì)熱能轉(zhuǎn)化為較高品質(zhì)熱能，并由所述熱能儲 存系統(tǒng)為所述熱泵提供高品質(zhì)驅(qū)動熱源，使?jié)獍彼旌先芤涸诟邏合麓罅空舭l(fā)形成高壓飽 和氨氣，驅(qū)動氨氣輪機以將氨氣產(chǎn)生的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，與汽輪機產(chǎn)生的機械能合并 輸出給發(fā)電機。如圖2所示，較佳地，中壓蓄熱器302與汽輪機501間設(shè)有蒸汽過熱器520和調(diào)壓 閥521，該蒸汽過熱器520設(shè)置于爐渣處理的蒸汽回收倉104的頂部，所述中壓蓄熱器302 出來的飽和蒸汽經(jīng)蒸汽過熱器520過熱去除蒸汽中液態(tài)飽和水，并經(jīng)調(diào)壓閥521向汽輪機 輸送壓力相對穩(wěn)定的發(fā)電過熱蒸汽。此外，所述高壓汽包301與中壓蓄熱器302通過一調(diào)壓閥304相連通，在無爐渣處 理的間歇期間，隨著發(fā)電不斷消耗中溫蒸汽，中壓蓄熱器302內(nèi)溫度不斷下降，此時儲存在 高壓汽包301的高溫蒸汽經(jīng)該調(diào)壓閥304將高壓汽包301內(nèi)的熱能傳遞給中壓蓄熱器302， 維持中壓蓄熱器302溫度相對穩(wěn)定，而高壓汽包301被消耗的水也可由中壓蓄熱器302的中溫水經(jīng)液態(tài)泵310加壓后再經(jīng)板式換熱器107加熱供給高壓汽包301。如圖所示，吸收式熱泵包括發(fā)生器512、吸收器513、蒸汽冷凝器503和熱交換器 514，該發(fā)生器512以高壓汽包301的高溫蒸汽作為驅(qū)動熱源，且一氨氣過熱器516的進口 與該高壓汽包301連接，其出口端通過一調(diào)壓閥515’連接至熱泵發(fā)生器512的蒸氣進口， 且該發(fā)生器512的蒸氣出口連接至中壓蓄熱器302 ；本實施例在所述氨氣過熱器516的出 口端還通過另一調(diào)壓閥515連接至中壓蓄熱器302，以便在氨氣過熱器516過熱氨氣的同 時，便于靈活調(diào)節(jié)過熱與驅(qū)動用熱量的比例。一方面，本發(fā)電系統(tǒng)中的蒸汽-水的循環(huán)路徑為所述中壓蓄熱器302的高溫氣體 出口通過蒸汽過熱器520、調(diào)壓閥521連接到汽輪機501，該汽輪機501的尾氣(低溫飽和 蒸汽)出口通過管道送入蒸汽冷凝器503中形成低溫冷凝水，該蒸汽冷凝器503的冷凝水 出口連接至蒸汽換熱系統(tǒng)的低溫冷凝水進口端，以提供循環(huán)水。另一方面，該發(fā)電系統(tǒng)的氨氣-氨水循環(huán)路徑為高壓汽包301的高溫氣體出口通 過調(diào)壓閥515’連接至熱泵發(fā)生器512作為驅(qū)動熱源；所述發(fā)生器512的氨氣出口經(jīng)由一節(jié) 流閥517輸送至氨氣輪機511，且該氨氣管道同時經(jīng)過一設(shè)置于該發(fā)生器外部的氨氣過熱 器516，以便對氨氣進行過熱處理；氨氣輪機511的低溫氨氣出口連接至吸收器513，該吸收 器513的低濃度氨水入口通過熱交換器514連接到發(fā)生器512的低濃度氨水出口，該吸收 器513的低溫高濃度氨水出口通過一加壓泵518送至蒸汽冷凝器503加熱后再經(jīng)過該熱交 換器514連接至發(fā)生器512的高濃度氨水入口，實現(xiàn)氨的循環(huán)，同時實現(xiàn)了低品質(zhì)熱能、放 散尾氣的提升利用。其中該發(fā)生器512中的濃氨水混合溶液在高壓下經(jīng)來自高壓汽包301的驅(qū)動熱源 加熱至100 120°c，使氨大量蒸發(fā)形成高壓飽和氨氣，經(jīng)氨氣過熱器516進行120 150°C 過熱去除游離液態(tài)分子，并經(jīng)節(jié)流閥517進入氨氣輪機501 ；發(fā)生器512中氨氣蒸發(fā)后的低 濃度氨水溶液經(jīng)熱交換器514換熱后回到吸收器513 ；而離開氨氣輪機511出口的氨氣在 吸收器513內(nèi)與來自發(fā)生器512的低濃度水溶液混合吸收再次形成高濃度氨水，高濃度氨 水由泵518加壓，經(jīng)蒸汽冷凝器503與汽輪機501出口 60 80°C末端蒸汽換熱使水蒸氣冷 凝，并吸收水蒸氣的凝結(jié)潛熱，再經(jīng)熱交換器514與來自發(fā)生器512的低濃度氨水換熱后進 入發(fā)生器512，從而使得本實施例可以利用該熱泵將吸收的低品質(zhì)熱能轉(zhuǎn)化為100 120°C 的較高品質(zhì)熱能進入下一個循環(huán)。由圖中可以看出，由汽輪機501出口排出的60 80°C末端低溫飽和蒸汽經(jīng)蒸汽冷 凝器503冷卻，將末端蒸汽冷卻凝結(jié)為30 40°C的蒸餾水，且低溫蒸餾水作冷卻介質(zhì)由液 態(tài)泵307加壓注入第三級蒸汽換熱器203，經(jīng)第三級換熱器203被加熱的熱水進入蒸汽換熱 系統(tǒng)的循環(huán)水路；最終可在加壓加熱后補給到中壓蓄熱器用于補充發(fā)電消耗的蒸汽用水。雖然本實用新型已以具體實施例揭示，但其并非用以限定本實用新型，任何本領(lǐng) 域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和范圍的前提下所作出的等同組件的置換，或 依本實用新型專利保護范圍所作的等同變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本專利涵蓋的范疇。而且需 要說明的是，本實用新型的各組成部分及各方法步驟并不僅限于上述整體應(yīng)用，而是可根 據(jù)實際需要與其它現(xiàn)有技術(shù)進行結(jié)合，因此，本實用新型理所當然地涵蓋了與本案實用新 型點有關(guān)的其它組合及具體應(yīng)用。
權(quán)利要求一種余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，該發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電機、汽輪機、氨氣輪機和采用氨-水作工質(zhì)的吸收式熱泵，熱能儲存系統(tǒng)中的熱能通過汽輪機轉(zhuǎn)化為動力機械能，并帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動；所述氨氣輪機能夠帶動所述發(fā)電機轉(zhuǎn)動地設(shè)置，所述氨氣輪機的動力源為由該吸收式熱泵提供的高壓過熱氨氣，該熱泵與所述汽輪機尾氣出口相連，且其驅(qū)動熱源來自于所述熱能儲存系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，該熱能儲存系統(tǒng)至少包括高壓汽 包及中壓蓄熱器，所述中壓蓄熱器向汽輪機輸送蒸汽；所述高壓汽包提供加熱濃氨水混合 溶液的驅(qū)動熱源。
3.如權(quán)利要求2所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收式熱泵包括發(fā)生器、吸收 器、蒸汽冷凝器和熱交換器，其中該發(fā)生器中的驅(qū)動熱源來自多級熱能儲存系統(tǒng)，氨氣輪機 的低溫氨氣出口連接至吸收器，該吸收器的低濃度氨水入口通過熱交換器連接到發(fā)生器的 低濃度氨水出口，該吸收器的低溫高濃度氨水出口通過一加壓泵連接至蒸汽冷凝器，該蒸 汽冷凝器的高溫氨水出口經(jīng)過該熱交換器連接至發(fā)生器的高濃度氨水入口，發(fā)生器的氨氣 出口管道經(jīng)一氨氣過熱器、并經(jīng)節(jié)流閥連接至氨氣輪機。
4.如權(quán)利要求2所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述中壓蓄熱器與汽輪機間設(shè)有 蒸汽過熱器和第一調(diào)壓閥。
5.如權(quán)利要求4所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述氨氣過熱器的進口與高壓汽 包連接，其出口端通過第二調(diào)壓閥連接至熱泵發(fā)生器的蒸氣進口，且該發(fā)生器的蒸氣出口 連接至中壓蓄熱器；所述氨氣過熱器的出口端同時通過第三調(diào)壓閥連接至中壓蓄熱器。
6.如權(quán)利要求2所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓汽包上部與中壓蓄熱器 上部經(jīng)蒸汽管道及管道上的第四調(diào)壓閥相連通，中壓蓄熱器底部經(jīng)水泵、板式換熱器與高 壓汽包相連。
7.如權(quán)利要求2所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述多級熱能儲存系統(tǒng)還包括低 壓包；固體渣料換熱系統(tǒng)的高品質(zhì)熱能回收裝置與高壓汽包相連；對爐渣處理過程中產(chǎn)生 的蒸汽進行換熱回收的高、中、低溫蒸汽換熱器連接到對應(yīng)溫度等級的中壓蓄熱器和低壓 包。
8.如權(quán)利要求7所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，汽輪機尾氣出口與蒸汽冷凝器相 連，且蒸汽冷凝器的低溫蒸餾水出口連接至低溫蒸汽換熱器。
專利摘要一種余熱發(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電系統(tǒng)是利用多級熱能儲存系統(tǒng)中分級儲存的熱能進行發(fā)電，該發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電機、汽輪機、氨氣輪機和吸收式熱泵，所述多級熱能儲存系統(tǒng)向汽輪機輸送蒸汽，汽輪機將熱能轉(zhuǎn)化為動力機械能，并帶動發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能；該吸收式熱泵采用氨-水作工質(zhì)，將所述汽輪機出口末端蒸汽的低品質(zhì)熱能轉(zhuǎn)化為較高品質(zhì)熱能，并由所述熱能儲存系統(tǒng)為所述熱泵提供高品質(zhì)驅(qū)動熱源，使?jié)獍彼旌先芤涸诟邏合麓罅空舭l(fā)形成高壓飽和氨氣，驅(qū)動氨氣輪機以將氨氣產(chǎn)生的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能輸出給發(fā)電機。本實用新型克服了傳統(tǒng)余熱發(fā)電過程熱-電轉(zhuǎn)換效率低下等缺陷，達到高品質(zhì)、高效能、低消耗目的。
文檔編號F01D15/10GK201574792SQ20092027145
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者周守航, 張西鵬, 施設(shè), 楊源滿, 林楊, 陳克明, 黃衍林 申請人:中冶京誠工程技術(shù)有限公司