高炉热风炉燃烧废气用于高炉电动鼓风机的系统和方法

专利名称：高炉热风炉燃烧废气用于高炉电动鼓风机的系统和方法技术领域：本发明涉及一种高炉热风炉燃烧废气热源的利用系统和方法，具体涉及一种将高炉热风炉燃烧废气热源用于高炉电动鼓风机的系统和方法。背景技术：高炉热风炉燃烧废气气量大，蕴含较大的热能。但由于气温较低，热源品位低，如何高效地利用是一个难题。采用朗肯循环发电方法或氨水工质循环的发电方法，都可能由于发电效率低造成投入难以回收或回收期过长的问题。发明内容本发明要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷，提供一种高炉热风炉燃烧废气用于高炉电动鼓风机的系统和方法，利用现有高炉鼓风机即可高效率地回收高炉热风炉燃烧废气热源，不需要单独投资建设系统，大大减少初期投资成本和运行维护成本。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是: 一种高炉热风炉燃烧废气用于高炉电动鼓风机的方法，其特征在于:将高炉热风炉燃烧废气作为热源，把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水送入氨水透平推动氨水透平旋转，氨水透平与高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机同轴设置，氨水透平和电动机共同带动鼓风机运行，并由鼓风机给高炉鼓风。按上述技术方案，将高炉热风炉燃烧废气作为热源输入氨水工质循环系统，通过氨水工质循环系统把液态氨水加热成高温高压的气态氨水；所述的氨水工质循环系统内设置氨水泵、冷却系统和·换热系统，高炉热风炉燃烧废气进入换热系统，通过热交换把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，从换热系统排出的高温高压的气态氨水送入氨水透平中，推动氨水透平旋转；从氨水透平排出的低压低温氨水和乏氨气经冷却系统冷却成液态氨水，再由氨水泵增压送入换热系统加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水被再次送入到氨水透平中推动氨水透平旋转。按上述技术方案，从氨水工质循环系统排出的热风炉燃烧废气送回热风炉烟囱。按上述技术方案，所述的鼓风机吸入大气，并将排出压缩空气送至热风炉。一种高炉热风炉燃烧废气用于高炉电动鼓风机的系统，其特征在于:主要包括氨水工质循环系统、氨水透平、高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机，且氨水透平与高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机同轴设置并同轴运行； 氨水工质循环系统中设置氨水泵、冷却系统和换热系统；换热系统中高炉热风炉燃烧废气循环通道与高压氨水通道并行；高炉热风炉燃烧废气循环通道的进口端与热风炉的高温烟气出口连通，出口端与热风炉烟囱连通；高压氨水通道的进口端与氨水泵的出口端连通，高压氨水通道的出口端与氨水透平的氨水进口相连通；冷却系统中冷却水循环通道与低压氨水通道并行，低压氨水通道的进口端与氨水透平的氨水出口相连通，低压氨水通道的出口端与氨水泵的进口端连通。按上述技术方案，鼓风机的气体输入口与大气连通，鼓风机的压缩空气排出口与热风炉连通。按上述技术方案，冷却水循环通道的进水端和回水端均与外部冷却塔连通。本发明的核心在于:氨水透平与高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机同轴设置，氨水透平和电动机共同带动鼓风机运行，并由鼓风机给高炉鼓风，这个方案中并不局限于使用氨水透平，如采用水、氟利昂等工质的透平装置或者是其他形式的能量转换装置与高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机同轴设置都可以实现本发明的工艺；换热系统的热源也不局限于采用高炉热风炉废烟气进行换热，废烟气或其他热源也同样可以。本发明的工作原理为:高炉热风炉燃烧废气跟电动机联合工作用于高炉鼓风，来自高炉热风炉的燃烧废气作为热源，把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水推动与高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机同轴的氨水透平旋转，并由鼓风机给高炉鼓风。这样，只需要加大高炉鼓风机的能力，不需要单独投资用于回收氨水透平旋转机械能的发电设备，大大减少初期投资成本和运行维护成本。·图1是本发明的高炉热风炉燃烧废气用于高炉电动鼓风机的系统结构与工艺流程图。具体实施例方式以下结合附图1和实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明。如图1所示，一种高炉热风炉燃烧废气用于高炉电动鼓风机的方法，其特征在于:将高炉热风炉燃烧废气作为热源，把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水送入氨水透平3推动氨水透平3旋转，氨水透平3与高炉鼓风机系统的电动机2和鼓风机4同轴设置，氨水透平3和电动机2共同带动鼓风机4运行，并由鼓风机4给高炉鼓风。按上述技术方案，高炉热风炉燃烧废气首先作为热源输入氨水工质循环系统1，通过氨水工质循环系统I把液态氨水加热成高温高压的气态氨水；所述的氨水工质循环系统I内设置氨水泵1.2、冷却系统1.1和换热系统1.3，高炉热风炉燃烧废气进入换热系统1.3，通过热交换把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，从换热系统1.3排出的高温高压的气态氨水送入氨水透平3中，推动氨水透平3旋转；从氨水透平3排出的低压低温氨水和乏氨气经冷却系统1.1冷却成液态氨水，再由氨水泵1.2增压送入换热系统1.3加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水被再次送入到氨水透平3中推动氨水透平3旋转。按上述技术方案，从氨水工质循环系统I排出的热风炉燃烧废气送回热风炉烟囱。按上述技术方案，所述的氨水工质循环系统I还设置冷却水进水和冷却水回水通道构成冷却水循环通道。按上述技术方案，所述的鼓风机4吸入大气，并将排出压缩空气送至热风炉。本发明的核心在于:氨水透平与高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机同轴设置，氨水透平和电动机共同带动鼓风机运行，并由鼓风机给高炉鼓风，这个方案中并不局限于使用氨水透平，如采用水、氟利昂等工质的透平装置或者是其他形式的能量转换装置与高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机同轴设置都可以实现本发明的工艺；换热系统的热源也不局限于采用高炉热风炉废烟气进行换热，废烟气或其他热源也同样可以。如图1所示为一种实施方式的高炉热风炉燃烧废气用于高炉电动鼓风机的系统，其特征在于:主要包括氨水工质循环系统1、氨水透平3、高炉鼓风机系统的电动机2和鼓风机4，且氨水透平3与高炉鼓风机系统的电动机2和鼓风机4同轴设置并同轴运行； 氨水工质循环系统I中设置氨水泵1.2、冷却系统1.1和换热系统1.3 ;换热系统1.3中高炉热风炉燃烧废气循环通道与高压氨水通道并行，高炉热风炉燃烧废气循环通道的进口端与热风炉的高温烟气出口连通，出口端与热风炉烟囱连通；高压氨水通道的进口端与氨水泵1.2的出口端连通，高压氨水通道的出口端与氨水透平3的氨水进口相连通；冷却系统1.1中冷却水循环通道与低压氨水通道并行，低压氨水通道的进口端与氨水透平3的氨水出口相连通，低压氨水通道的出口端与氨水泵1.2的进口端连通。鼓风机4的气体输入口与大气连通，鼓风机4的压缩空气排出口与热风炉连通。氨水工质循环系统中还设置冷却水循环通道；冷却水循环通道的进水端和回水端均与外部冷却塔连通。本发明的工作原理为:高炉热风炉燃烧废气跟电动机联合工作用于高炉鼓风，来自高炉热风炉的燃烧废气作为热源，把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水推动与高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机同轴的氨水透平旋转，并由鼓风机给高炉鼓风。这样，只需要加大高炉鼓风机的能力，不需要单独投资用于回收氨水透平旋转机械能的发电设备，大大减少初期投资成本和运行维护成本。同时，高炉热风炉燃烧废气跟电动机联合工作用于高炉鼓风，将高炉热风炉燃烧废气与电动机鼓风 综合进同一个透平系统，因而简化了系统结构，且提高了单独设置各能源利用系统的不便，因而能源利用效率更高。权利要求1.一种高炉热风炉燃烧废气用于高炉电动鼓风机的方法，其特征在于:将高炉热风炉燃烧废气作为热源，把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水送入氨水透平推动氨水透平旋转，氨水透平与高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机同轴设置，氨水透平和电动机共同带动鼓风机运行，并由鼓风机给高炉鼓风。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:将高炉热风炉燃烧废气作为热源输入氨水工质循环系统，通过氨水工质循环系统把液态氨水加热成高温高压的气态氨水；所述的氨水工质循环系统内设置氨水泵、冷却系统和换热系统，高炉热风炉燃烧废气进入换热系统，通过热交换把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，从换热系统排出的高温高压的气态氨水送入氨水透平中，推动氨水透平旋转；从氨水透平排出的低压低温氨水和乏氨气经冷却系统冷却成液态氨水，再由氨水泵增压送入换热系统加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水被再次送入到氨水透平中推动氨水透平旋转。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:从氨水工质循环系统排出的热风炉燃烧废气送回热风炉烟囱。4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于:所述的鼓风机吸入大气，并将排出压缩空气送至热风炉。5.一种高炉热风炉燃烧废气用于高炉电动鼓风机的系统，其特征在于:主要包括氨水工质循环系统、氨水透平、高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机，且氨水透平与高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机同轴设置并同轴运行； 氨水工质循环系统中设置氨水泵、冷却系统和换热系统；换热系统中高炉热风炉燃烧废气循环通道与高压氨水通道并行；高炉热风炉燃烧废气循环通道的进口端与热风炉的高温烟气出口连通，出口端与热风炉烟囱连通；高压氨水通道的进口端与氨水泵的出口端连通，高压氨水通道的出口端与氨水透平的氨水进口相连通；冷却系统中冷却水循环通道与低压氨水通道并行，低压氨水通道的进口端与氨水透平的氨水出口相连通，低压氨水通道的出口端与氨水泵的进口端连通。6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于:鼓风机的气体输入口与大气连通,鼓风机的压缩空气排出口与热风炉连通。7.根据权利要 求5或6所述的系统，其特征在于:冷却水循环通道的进水端和回水端均与外部冷却塔连通。全文摘要本发明涉及高炉热风炉燃烧废气用于高炉电动鼓风机的系统和方法，主要包括氨水工质循环系统、氨水透平、高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机，且氨水透平与高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机同轴设置并同轴运行；高炉热风炉燃烧废气跟电动机联合工作用于高炉鼓风，来自高炉热风炉的燃烧废气作为热源，把液态氨水加热成高温高压的气态氨水，高温高压的气态氨水推动与高炉鼓风机系统的电动机和鼓风机同轴的氨水透平旋转，并由鼓风机给高炉鼓风。这样，只需要加大高炉鼓风机的能力，不需要单独投资用于回收氨水透平旋转机械能的发电设备，大大减少初期投资成本和运行维护成本。文档编号F04D25/02GK103244439SQ20131014168公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月23日 优先权日2013年4月23日发明者叶理德, 盖东兴, 张佳佳, 周全, 万磊 申请人:中冶南方工程技术有限公司