高爐煤氣分布式能源系統技術方案

本實用新型專利技術公開一種高爐煤氣分布式能源系統，主要通過對高爐煉鐵區域的能源用戶進行優化布局，以高爐煤氣為燃料對冷、熱、電、功等多種能源形式進行聯合供應。本實用新型專利技術高爐煤氣分布式能源系統的高爐煤氣鍋爐產生的蒸汽先通過背壓式汽輪機驅動高爐鼓風機做功，然后驅動凝汽式汽輪機帶動發電機工作輸出電能，進一步對高爐煤氣鍋爐煙氣余熱進行梯級回收利用輸出熱源的同時帶動熱水型吸收式制冷機組工作為制冷用戶提供冷源。本實用新型專利技術高爐煤氣分布式能源系統實現了系統熱力學的性能改善，提高了系統的能源綜合利用效率。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種高爐煤氣分布式能源系統。
技術介紹
“能源、環境、發展”是當今人類面臨的三大主題，能源的合理開發與利用是環境友好和人類可持續發展的重要保證。在過去30多年的經濟快速發展中，以煤為主的能源結構所造成的環境污染和生態問題已對我國的可持續發展造成了巨大壓力。煤炭在開采、運輸和利用環節會造成對土地資源的破壞、對水資源的破壞和大氣污染。如何改善能源消費結構，最大限度地減少環境污染是實現可持續發展戰略所面臨的關鍵問題。為應對全球氣候變化，我國計劃到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放要比2005年下降40％～45％，其中節能提高能效的貢獻率要達到85％以上，這也給節能減排帶來了巨大挑戰。在能源供應日益緊張的今天，節能降耗、合理利用資源、提高能源利用效率已成為人們普遍關注的問題，也是我國能源發展的根本途徑。為了提高能源利用效率，迫切需要將高品質的電與低品質的冷、熱三種能量需求有機統一，冷熱電分布式能源系統正是在能源結構調整中涌現出來的提高能源利用效率的一種最佳利用方式，它是安裝在用戶端的高效冷熱電聯供系統，是在負荷中心就近實現能源供應的現代能源供應方式。分布式能源能綜合利用效率達到70％～90％，節能率達到20％～40％，實現了科學用能和能源梯級利用，符合節能環保和建設節約型社會要求。分布式能源是解決我國能源與環境問題、大力推進節能減排和科學用能的重要技術途徑，它兼具能源效率高、安全、經濟、環境友好等特點，是構建未來新一代能源系統的關鍵技術。鋼鐵工業是我國的基礎產業之一，是國民經濟的支柱性產業，其在整個國民經濟中起著舉足輕重的作用。鋼鐵工業生產流程是一個龐大、復雜的能源循環系統，在該系統的各生產工序中，存在著大量的能源需求用戶，且這些用戶存在用能大、用能條件參差不齊、用戶點分散等特點。長期以來，鋼鐵廠一直以各生產工藝本身的優化升級、工藝設備容量及規模的提升為主要發展目標，對于熱能綜合利用的重視程度遠遠低于其他工業領域，造成了鋼鐵行業能源利用的重大浪費，甚至影響了鋼鐵工業的發展和進步速度。因此，對于鋼鐵廠各生產工序的用能進行整合規劃，構建一套合理的分布式能源利用系統，具有重要的經濟效益和社會價值。在鋼鐵冶煉流程中，會產生大量的副產煤氣，包括高爐煤氣、轉爐煤氣和焦爐煤氣。其中，高爐煤氣的產量最大，但是由于高爐煤氣熱值低，鋼鐵廠對高爐煤氣的利用并不充分。目前，鋼鐵廠普遍采用高爐煤氣鍋爐加汽輪發電機組的模式來利用高爐煤氣，但是這種模式的能源綜合利用效率只有35％左右，與天然氣分布式能源系統可達到的70％～90％綜合利用效率存在很大差距，如果能結合鋼廠用能情況，按照“按需分配、能量對口、梯級利用”的原則構建一套基于高爐煤氣的分布式能源系統，實現科學用能、優化用能，必然能產生可觀的收益，為鋼鐵工業的結構調整、優化升級產生重要的推動作用。
技術實現思路
本技術提供一種以高爐煤氣為基礎的能夠實現能源梯級利用并對冷熱電功等多種能源形式進行聯合供應的高爐煤氣分布式能源系統。為達到上述目的，本技術一種高爐煤氣分布式能源系統，包括高爐煤氣鍋爐，所述高爐煤氣鍋爐的蒸汽出口通過蒸汽管道依次連接設置有背壓式汽輪機、凝汽式汽輪機，所述高爐煤氣鍋爐的尾部煙道中依次設置有一級煙氣-水換熱器、二級煙氣-水換熱器；其中，所述背壓式汽輪機與高爐鼓風機同軸相連，所述背壓式汽輪機驅動所述高爐鼓風機做功；所述凝汽式汽輪機與發電機同軸相連，所述凝汽式汽輪
機驅動所述發電機發電；所述一級煙氣-水換熱器的水側進口和水側出口分別與熱水型吸收式制冷機組的熱水出口和熱水進口相連，其中，所述一級煙氣-水換熱器的水側出口分出一路支管與辦公和車間采暖用戶相連；所述熱水型吸收式制冷機組的冷凍水進口和冷凍水出口分別與空氣脫濕裝置的冷凍水出口和冷凍水進口相連，所述熱水型吸收式制冷機組的冷凍水出口分出一路支管與辦公和車間制冷用戶相連。進一步地，所述背壓式汽輪機與所述凝汽式汽輪機之間的蒸汽管道上設置有再熱器。進一步地，所述一級煙氣-水換熱器與所述熱水型吸收式制冷機組的熱水連接管路上設置有第一循環水泵，所述熱水型吸收式制冷機組與所述空氣脫濕裝置的冷凍水連接管路上設置有第二循環水泵。進一步地，所述背壓式汽輪機的蒸汽進口和出口之間設置有背壓式汽輪機蒸汽旁路，所述背壓式汽輪機蒸汽旁路上設置有第一減溫減壓裝置；所述凝汽式汽輪機的蒸汽進口和出口之間設置有凝汽式汽輪機蒸汽旁路，所述凝汽式汽輪機蒸汽旁路上設置有第二減溫減壓裝置。進一步地，所述凝汽式汽輪機通過排汽管道與凝汽器相連，所述凝汽器與凝結水泵、軸封加熱器、低壓加熱器在汽輪機熱力系統中沿凝結水流程依次串聯相接，所述低壓加熱器的凝結水出口與汽輪機回熱系統的下一級回熱加熱器相連；所述二級煙氣-水換熱器的水側進口和水側出口分別與所述低壓加熱器的進口凝結水管道和出口凝結水管道相連。進一步地，所述空氣脫濕裝置通過空氣管道與所述高爐鼓風機相連，所述高爐鼓風機的空氣出口通過管道與高爐熱風爐連接。進一步地，所述二級煙氣-水換熱器與所述低壓加熱器并聯相接，所述二級煙氣-水換熱器的水側進口管道和水側出口管道以及所述低壓加熱器的進口凝結
水管道和出口凝結水管道上分別設置有閥門。進一步地，所述二級煙氣-水換熱器的煙氣側出口煙道與煙囪連接，所述二級煙氣-水換熱器的煙氣側出口煙道上設置有引風機。本技術高爐煤氣分布式能源系統以高爐煤氣為燃料實現冷熱電功等多種能源形式的聯合供應：高爐煤氣鍋爐產生的蒸汽先通過背壓式汽輪機驅動高爐鼓風機輸出功，然后驅動凝汽式汽輪機帶動發電機工作輸出電，進一步對高爐煤氣鍋爐煙氣余熱進行梯級回收利用輸出熱源的同時帶動熱水型吸收式制冷機組工作為制冷用戶提供冷源。本技術高爐煤氣分布式能源系統通過對高爐煉鐵區域的能源用戶進行優化集成，以高爐煤氣為燃料，對冷、熱、電、功等多種能源形式進行聯合供應，按照“按需分配、能量對口、梯級利用”的原則構建了一套基于高爐煤氣的分布式能源系統，與傳統用能模式相比大大提高了能源綜合利用效率，實現了系統熱力學的性能改善，達到科學用能、優化用能的目的。附圖說明圖1是實施例1高爐煤氣分布式能源系統的示意圖。具體實施方式下面結合說明書附圖對本技術做進一步的描述。實施例1如圖1所示，本實施例高爐煤氣分布式能源系統，包括高爐煤氣鍋爐1，背壓式汽輪機2，再熱器3、凝汽式汽輪機4，高爐鼓風機5，發電機6，凝汽器7，凝結水泵8，軸封加熱器9，低壓加熱器10，一級煙氣-水換熱器11，二級煙氣-水換熱器12，引風機13，煙囪14，熱水型吸收式制冷機組15，空氣脫濕裝置16，第一循環水泵17、第二循環水泵18，背壓式汽輪機蒸汽旁路19，第一減溫減壓裝置20，凝汽式汽輪機蒸汽旁路21，第二減溫減壓裝置22，其中：所述高爐煤氣鍋爐1與所述一級煙氣-水換熱器11、二級煙氣-水換熱器12、
引風機13、煙囪14通過煙道順次串聯相接，所述高爐煤氣鍋爐1以高爐煤氣為燃料，高爐煤氣鍋爐1尾部煙道排出的煙氣先進入一級煙氣-水換熱器11進行一次換熱，然后進入二級煙氣-水換熱器12進行二次換熱，然后經過引風機13升壓后通過煙囪14排向大氣；所述高爐煤氣鍋爐1的蒸汽出口與所述背壓式汽輪機2、再本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高爐煤氣分布式能源系統，其特征在于：包括高爐煤氣鍋爐，所述高爐煤氣鍋爐的蒸汽出口通過蒸汽管道依次連接設置有背壓式汽輪機、凝汽式汽輪機，所述高爐煤氣鍋爐的尾部煙道中依次設置有一級煙氣?水換熱器、二級煙氣?水換熱器；其中，所述背壓式汽輪機與高爐鼓風機同軸相連，所述背壓式汽輪機驅動所述高爐鼓風機做功；所述凝汽式汽輪機與發電機同軸相連，所述凝汽式汽輪機驅動所述發電機發電；所述一級煙氣?水換熱器的水側進口和水側出口分別與熱水型吸收式制冷機組的熱水出口和熱水進口相連，其中，所述一級煙氣?水換熱器的水側出口分出一路支管與辦公和車間采暖用戶相連；所述熱水型吸收式制冷機組的冷凍水進口和冷凍水出口分別與空氣脫濕裝置的冷凍水出口和冷凍水進口相連，所述熱水型吸收式制冷機組的冷凍水出口分出一路支管與辦公和車間制冷用戶相連。

【技術特征摘要】
1.一種高爐煤氣分布式能源系統，其特征在于：包括高爐煤氣鍋爐，所述高爐煤氣鍋爐的蒸汽出口通過蒸汽管道依次連接設置有背壓式汽輪機、凝汽式汽輪機，所述高爐煤氣鍋爐的尾部煙道中依次設置有一級煙氣-水換熱器、二級煙氣-水換熱器；其中，所述背壓式汽輪機與高爐鼓風機同軸相連，所述背壓式汽輪機驅動所述高爐鼓風機做功；所述凝汽式汽輪機與發電機同軸相連，所述凝汽式汽輪機驅動所述發電機發電；所述一級煙氣-水換熱器的水側進口和水側出口分別與熱水型吸收式制冷機組的熱水出口和熱水進口相連，其中，所述一級煙氣-水換熱器的水側出口分出一路支管與辦公和車間采暖用戶相連；所述熱水型吸收式制冷機組的冷凍水進口和冷凍水出口分別與空氣脫濕裝置的冷凍水出口和冷凍水進口相連，所述熱水型吸收式制冷機組的冷凍水出口分出一路支管與辦公和車間制冷用戶相連。2.根據權利要求1所述的高爐煤氣分布式能源系統，其特征在于：所述背壓式汽輪機與所述凝汽式汽輪機之間的蒸汽管道上設置有再熱器。3.根據權利要求1所述的高爐煤氣分布式能源系統，其特征在于：所述一級煙氣-水換熱器與所述熱水型吸收式制冷機組的熱水連接管路上設置有第一循環水泵，所述熱水型吸收式制冷機組與所述空氣脫濕裝置的冷凍水連接管路上設置有第二循環水泵。4.根據權利要求1所述的高爐煤氣分布式能源系統，其特征在于：所述背壓式汽...

【專利技術屬性】
技術研發人員：江文豪，張學超，姚群，
申請(專利權)人：中冶華天工程技術有限公司，
類型：新型
國別省市：安徽;34