CN202788959U - 工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电*** - Google Patents

工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电*** Download PDF

Info

Publication number
CN202788959U
CN202788959U CN2012204518035U CN201220451803U CN202788959U CN 202788959 U CN202788959 U CN 202788959U CN 2012204518035 U CN2012204518035 U CN 2012204518035U CN 201220451803 U CN201220451803 U CN 201220451803U CN 202788959 U CN202788959 U CN 202788959U
Authority
CN
China
Prior art keywords
cooling
heat exchanger
industrial furnace
condenser
compression pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2012204518035U
Other languages
English (en)
Inventor
王�华
王辉涛
葛众
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming University of Science and Technology
Original Assignee
Kunming University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming University of Science and Technology filed Critical Kunming University of Science and Technology
Priority to CN2012204518035U priority Critical patent/CN202788959U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN202788959U publication Critical patent/CN202788959U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电***，该***包括工业炉、换热器I、加压泵I、透平或膨胀机、发电机、换热器II、冷凝器、储液罐、加压泵II、冷却塔和冷却水泵，并由这些设备形成工业炉冷却回路、有机朗肯循环的工质循环回路和冷却水回路，直接将工业炉冷却***中冷却流体介质的余热高效地转换为电能，有效的回收了余热，做到了节能环保以及能量的高效利用。

Description

工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电***
技术领域
本实用新型涉及一种工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电***，是一种工业炉余热高效利用的新技术，属于能源与环境技术领域。
背景技术
电力生产在工农业生产中扮演着越来越重要的角色，可以说电力供应是整个社会发展的瓶颈。一个世纪以来，电力工业都是严重地依赖于煤等化石燃料，虽然近年来随着超临界朗肯循环等技术的应用，煤电效率逐步提高（现在世界上最新技术已经能达到近50%的热效率），但电力工业依然是二氧化碳及二氧化硫严重环境污染物主要的排放源，同时随着石化燃料的枯竭，开采的成本和难度会越来越大，而作为高耗能的钢铁，冶金，化工，建材以及其他工业生产过程中却产生大量的余热无法得到有效利用，而如何高效地将这些本是废物得能源利用起来，也就成了节能环保的重中之重。
余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却流体介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。
而作为工业炉冷却***中的余热更是没有得到有效利用，有的直接将冷却***中的热量直接排放到环境中去，造成了热量的浪费，而有的则只是简单的用冷却***的余热进行加热水或是简单的用水蒸汽来发电，虽然利用了一部分余热，但是仍然有大量的余热无法得到有效利用，而本发明则利用高效的有机郎肯循环进行发电，解决了这些问题，不仅回收了余热，而且大大提高了余热的利用效率。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电***，该***可最大限度将工业炉冷却***中的余热转化为电能。
本实用新型包括工业炉1、换热器I 2、加压泵I 3、透平或膨胀机4、发电机5、换热器II 6、冷凝器7、储液罐8、加压泵II 9、冷却塔10、冷却水泵11，工业炉1与换热器I 2连接，换热器I 2另一端通过加压泵I 3与工业炉1连接，换热器I 2通过透平或膨胀机4与发电机5连接，发电机5通过换热器II 6与冷凝器7连接，冷凝器7连接在储液罐8上，储液罐8通过加压泵II 9连接在换热器II 6上，换热器II 6与换热器I 2连接，冷凝器7与冷却塔10连接，冷却塔10另一端通过冷却水泵11与冷凝器7连接。
本***包括三个回路：工业炉冷却回路，有机朗肯循环的工质循环回路，冷却水回路；第一回路为工业炉冷却回路，有工业炉1、换热器I 2和加压泵I 3形成，从工业炉1中的冷却器内出来的高温冷却介质（水或者导热油）进入换热器I 2进行换热，将热量传递给有机郎肯循环回路中的有机工质（如R123），使有机工质蒸发，从换热器I 2出来后冷却介质经过工质加压泵I 3加压后重新进入工业炉冷却器冷却炉子，从而完成一个循环。
第二回路为有机郎肯循环的工质循环回路，换热器I 2、透平或膨胀机4、发电机5、换热器II 6、冷凝器7、储液罐8和加压泵II 9形成，从换热器I 2出来的吸收工业炉冷却回路冷却工质的热量后变成蒸汽的有机工质，一路进入透平或膨胀机4推动透平或膨胀机4做功，同时透平或膨胀机4带动电机5发电，发电后的乏汽进入换热器II 6，（另一路则是旁通，当蒸汽压力达不到推动透平的压力时蒸汽则直接入换热器II 6，为即将进入换热器I 2进行蒸发的有机工质进行预热）有机工质从换热器II 6出来后进入冷凝器7进行冷凝，将热量传递给冷却水回路中的冷却水，然后进入储液罐8，再从储液罐8出来后经过工质加压泵II 9加压进入换热器6进行预热，然后进入换热器I 2进行蒸发，完成一个循环。
第三回路为冷却水回路，从冷却塔10来的冷却水经冷却水循环泵11输送至冷凝器7，完成对循环工质乏汽的凝结，之后返回冷却塔10布水管，经冷却后集于塔底集水盘，完成一个循环。
该发电***使用工业炉冷却回路中的冷却流体介质对有机郎肯循环回路中的有机工质进行加热，使其蒸发；
该发电***的有机朗肯循环回路中使用的工质为R123、甲苯、正戊烷(C5H12)、异戊烷（R601a）、环戊烷、庚烷、R113、R11、环己烷、苯、邻二甲苯、乙基苯、6甲基2硅氧烷（C6H18OSi2）、8甲基3硅氧烷（C8H24O2Si3）、10甲基4硅氧烷（C10H30O3Si4）、12甲基5硅氧烷（C12H36O4Si5）、丙烷（R290）、五氟丙烷（R245fa）、正己烷(C6H14)、丁烷（R600）、异丁烷（R600a）、四氟乙烷（R134a）中一种或由这些纯工质组成的混合工质作循环工质；工业炉冷却回路中使用的冷却流体介质为水或者导热油。
本实用新型的发电工艺为：
（1）根据有机朗肯循环***所选定的工质和冷却***中介质的种类，按需要的发电容量配备并安装好换热器、工质加压泵、透平、发电机、换热器、冷凝器、储液罐、冷却塔、冷却水泵等设备及其管路与配件；
（2）根据工业炉冷却回路、冷却水回路及有机朗肯循环的管路容积计算冷却工质及循环工质的充注量，将冷却介质、冷却水及循环工质计量充入各自循环管路中。
工作原理为：
在换热器放热后出来的低温冷却流体介质，经工质加压泵加压进入工业炉的冷却器中吸收炉子各部位（比如炉壁）的热量，然后重新进入换热器，将热量传递给有机朗肯循环内的工质，使工质吸热气化成进透平做功的蒸汽；有机工质蒸汽一路在透平内膨胀输出轴功，驱动发电机发电，然后进入换热器，另一路则作旁通，当工质压力达不到推动透平做功时的压力时则直接进入换热器，从换热器出来后接着进入冷凝将热量传给冷却水回路中的水，冷凝，之后流入工质储液罐，再被工质循环泵加压输送至换热器，预热后进入工质蒸汽发生器再次吸热蒸发成做功的蒸汽，完成循环。
本实用新型的有益效果是:
(1)能将工业炉的废热资源进行回收，并高效地转化为电能，；
(2)极大地降低了发电过程中有害物质COX、SOX的产生与排放；
(3)能有效推广到工业生产中带冷却***的各种工业炉中，有效地回收余热。
附图说明
图1为本实用新型余热回收发电结构示意图。
图中：1是工业炉 ；2是换热器I；3是加压泵I；4是透平或膨胀机；5是发电机；6是换热器II；7是冷凝器；8是储液罐；9是加压泵II；10是冷却塔；11是冷却水泵。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型保护范围不局限于所述内容。
在昆明地区某钢厂建一工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电***，电机输出功率为500Kw。
本实用新型发电***包括工业炉1、换热器I 2、加压泵I 3、透平或膨胀机4、发电机5、换热器II 6、冷凝器7、储液罐8、加压泵II 9、冷却塔10、冷却水泵11，工业炉1与换热器I 2连接，换热器I 2另一端通过加压泵I 3与工业炉1连接，换热器I 2通过透平或膨胀机4与发电机5连接，发电机5通过换热器II 6与冷凝器7连接，冷凝器7连接在储液罐8上，储液罐8通过加压泵II 9连接在换热器II 6上，换热器II 6与换热器I 2连接，冷凝器7与冷却塔10连接，冷却塔10另一端通过冷却水泵11与冷凝器7连接。
本***包括三个回路：工业炉冷却回路，有机朗肯循环的工质循环回路，冷却水回路；第一回路为工业炉冷却回路，有工业炉1、换热器I 2（用板式换热器作有机朗肯循环的工质蒸汽发生器）和加压泵I 3（采用高温油泵）形成，从工业炉1中的冷却器内出来的高温冷却介质（采用稳定性极好的首诺合成导热油Therminol VP-1）进入换热器I 2进行换热，将热量传递给有机郎肯循环回路中的有机工质（如R123），使有机工质蒸发，从换热器I 2出来后冷却介质经过工质加压泵I 3加压后重新进入工业炉冷却器冷却炉子，从而完成一个循环，用无缝钢管将油路***安装好。
第二回路为有机郎肯循环的工质循环回路，换热器I 2、透平4、发电机5、换热器II 6、冷凝器7、储液罐8和加压泵II 9形成，从换热器I 2出来的吸收工业炉冷却回路冷却工质的热量后变成蒸汽的有机工质，一路进入透平4推动透平或膨胀机4做功，同时透平4带动电机5发电，发电后的乏汽进入换热器II 6，（另一路则是旁通，当蒸汽压力达不到推动透平的压力时蒸汽则直接入换热器II 6，为即将进入换热器I 2进行蒸发的有机工质进行预热）有机工质从换热器II 6出来后进入冷凝器7进行冷凝，将热量传递给冷却水回路中的冷却水，然后进入储液罐8，再从储液罐8出来后经过工质加压泵II 9加压进入换热器6进行预热，然后进入换热器I 2进行蒸发，完成一个循环，按储液罐出口--工质加压泵9--换热器6--换热器2--透平4--换热器6--冷凝器7--储液罐进口的顺序用紫铜管将有机朗肯循环的工质回路及所需配件安装好；其中透平净输出功率为500Kw，透平进口工质压力为1.0MPa，温度110℃，冷凝器7、换热器II均采用板式换热器，工质加压泵采用高压屏蔽泵。
第三回路为冷却水回路，从冷却塔10来的冷却水经冷却水循环泵11输送至冷凝器7，完成对循环工质乏汽的凝结，之后返回冷却塔10布水管，经冷却后集于塔底集水盘，完成一个循环；冷却塔采用逆流方形组塔，冷却水管路采用无缝钢管，按冷却塔10出口--冷却水泵11--冷凝器7--冷却塔10进口的顺序将冷却水回路及所需配件安装好。
以上所有设备按图1连接，安装完成后，进行管道的氮气吹扫，并且对管路进行试压，对有机朗肯循环***抽真空，并分别按要求向相应管路内充入R123、导热油及自来水。

Claims (3)

1.一种工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电***，其特征在于：该***包括工业炉（1）、换热器I（2）、加压泵I（3）、透平或膨胀机（4）、发电机（5）、换热器II（6）、冷凝器（7）、储液罐（8）、加压泵II（9）、冷却塔（10）、冷却水泵（11），工业炉（1）与换热器I（2）连接，换热器I（2）另一端通过加压泵I（3）与工业炉（1）连接，换热器I（2）通过透平或膨胀机（4）与发电机（5）连接，发电机（5）通过换热器II（6）与冷凝器（7）连接，冷凝器（7）连接在储液罐（8）上，储液罐（8）通过加压泵II（9）连接在换热器II（6）上，换热器II（6）与换热器I（2）连接，冷凝器（7）与冷却塔（10）连接，冷却塔（10）另一端通过冷却水泵（11）与冷凝器（7）连接。
2.根据权利要求1所述的工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电***，其特征在于：工业炉（1）、换热器I（2）和加压泵I（3）间形成工业炉冷却回路，冷却回路中使用的流体介质是水或导热油。
3.根据权利要求1所述的工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电***，其特征在于：换热器I（2）、透平或膨胀机（4）、发电机（5）、换热器II（6）、冷凝器（7）、储液罐（8）和加压泵II（9）间形成有机朗肯循环的工质循环回路，回路中使用的循环工质为R123、甲苯、正戊烷、异戊烷、环戊烷、庚烷、R113、R11、环己烷、苯、邻二甲苯、乙基苯、6甲基2硅氧烷、8甲基3硅氧烷、10甲基4硅氧烷、12甲基5硅氧烷、丙烷、五氟丙烷、正己烷、丁烷、异丁烷、四氟乙烷中一种或几种的混合物。
CN2012204518035U 2012-09-06 2012-09-06 工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电*** Expired - Fee Related CN202788959U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012204518035U CN202788959U (zh) 2012-09-06 2012-09-06 工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012204518035U CN202788959U (zh) 2012-09-06 2012-09-06 工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN202788959U true CN202788959U (zh) 2013-03-13

Family

ID=47816234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012204518035U Expired - Fee Related CN202788959U (zh) 2012-09-06 2012-09-06 工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN202788959U (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104196585A (zh) * 2014-09-02 2014-12-10 叶金辉 一种磁悬浮orc低品位废热发电***
CN104879178A (zh) * 2015-05-26 2015-09-02 阮炯明 利用高压低温流体发电及回收低品位废热和冷却压缩机进口气体的方法和***
CN105545880A (zh) * 2015-12-29 2016-05-04 太原理工大学 一种液压***冷却回路
CN105888731A (zh) * 2016-06-06 2016-08-24 碧城（上海）新能源科技有限公司 一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑***
CN105971673A (zh) * 2016-06-30 2016-09-28 王斐芬 一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑***
CN106401678A (zh) * 2016-12-05 2017-02-15 贵州大学 一种工业余热回收***
CN107060931A (zh) * 2017-06-28 2017-08-18 山西大学 一种工质自冷式烟气余热有机朗肯循环***
CN107910985A (zh) * 2017-12-22 2018-04-13 中国科学院电工研究所 一种基于蒸发冷却装置的余热发电***
CN109826686A (zh) * 2019-03-25 2019-05-31 深圳市奥宇节能技术股份有限公司 余热回收***
CN110030174A (zh) * 2018-01-11 2019-07-19 西门子（中国）有限公司 气体压缩余热回收装置、***、方法和存储介质

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104196585A (zh) * 2014-09-02 2014-12-10 叶金辉 一种磁悬浮orc低品位废热发电***
CN104879178A (zh) * 2015-05-26 2015-09-02 阮炯明 利用高压低温流体发电及回收低品位废热和冷却压缩机进口气体的方法和***
CN105545880A (zh) * 2015-12-29 2016-05-04 太原理工大学 一种液压***冷却回路
CN105888731A (zh) * 2016-06-06 2016-08-24 碧城（上海）新能源科技有限公司 一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑***
CN105971673A (zh) * 2016-06-30 2016-09-28 王斐芬 一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑***
CN106401678A (zh) * 2016-12-05 2017-02-15 贵州大学 一种工业余热回收***
CN107060931A (zh) * 2017-06-28 2017-08-18 山西大学 一种工质自冷式烟气余热有机朗肯循环***
CN107910985A (zh) * 2017-12-22 2018-04-13 中国科学院电工研究所 一种基于蒸发冷却装置的余热发电***
CN110030174A (zh) * 2018-01-11 2019-07-19 西门子（中国）有限公司 气体压缩余热回收装置、***、方法和存储介质
CN109826686A (zh) * 2019-03-25 2019-05-31 深圳市奥宇节能技术股份有限公司 余热回收***
CN109826686B (zh) * 2019-03-25 2024-01-26 深圳市奥宇低碳技术股份有限公司 余热回收***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202788959U (zh) 工业炉冷却回路冷却流体介质余热回收发电***
Mosaffa et al. Thermo-economic analysis of combined different ORCs geothermal power plants and LNG cold energy
Yang et al. Performance analysis of waste heat recovery with a dual loop organic Rankine cycle (ORC) system for diesel engine under various operating conditions
Song et al. Performance analysis of exhaust waste heat recovery system for stationary CNG engine based on organic Rankine cycle
CN203476414U (zh) 余热回收蓄能低温发电***及热泵机组
Meng et al. Thermodynamic and techno-economic performance comparison of two-stage series organic Rankine cycle and organic Rankine flash cycle for geothermal power generation from hot dry rock
Lu et al. Analysis of organic Rankine cycles using zeotropic mixtures as working fluids under different restrictive conditions
CN203626906U (zh) 一种蒸汽朗肯循环-低温型有机朗肯循环复叠式高效发电装置
Chen et al. Theoretical and experimental research on the thermal performance of ocean thermal energy conversion system using the rankine cycle mode
CN102003827B (zh) 吸收式冷功联供循环***和吸收式冷功联供方法
CN104196584B (zh) 一种利用高炉冲渣水余热进行动力回收及供冷***
CN102518491B (zh) 一种利用二氧化碳作为循环工质的热力循环***
CN203132371U (zh) 一种基于有机朗肯循环的石灰窑烟气余热回收发电***
CN102226604A (zh) 一种利用低品位余热产生蒸汽的高温蒸汽热泵***
CN103016152A (zh) 一种新型流程的超临界空气储能***
Bao et al. Exergy analysis and parameter study on a novel auto-cascade Rankine cycle
CN103670888B (zh) 一种热水余压余热回收***
CN203685327U (zh) 一种垃圾填埋气发电内燃机余热梯级利用分布式冷热电联供***
CN102435077A (zh) 一种冶金废热气体余热回收高效发电的工艺及装备
CN203822398U (zh) 一种利用有机郎肯循环的余热发电***
CN204126679U (zh) 一种利用高炉冲渣水余热进行动力回收及供冷***
CN110131005B (zh) 双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用***
CN102635416B (zh) 一种带喷射器的低品位热驱动朗肯发电装置
CN202938399U (zh) 一种新型余热回收供热***
Zhang et al. Thermodynamic and thermoeconomic analyses of the energy segmented stepped utilization of medium-and low-temperature steam based on a dual-stage organic Rankine cycle

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130313

Termination date: 20150906

EXPY Termination of patent right or utility model