高炉煤气分布式能源系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种高炉煤气分布式能源系统，主要通过对高炉炼铁区域的能源用户进行优化布局，以高炉煤气为燃料对冷、热、电、功等多种能源形式进行联合供应。本实用新型专利技术高炉煤气分布式能源系统的高炉煤气锅炉产生的蒸汽先通过背压式汽轮机驱动高炉鼓风机做功，然后驱动凝汽式汽轮机带动发电机工作输出电能，进一步对高炉煤气锅炉烟气余热进行梯级回收利用输出热源的同时带动热水型吸收式制冷机组工作为制冷用户提供冷源。本实用新型专利技术高炉煤气分布式能源系统实现了系统热力学的性能改善，提高了系统的能源综合利用效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高炉煤气分布式能源系统。
技术介绍
“能源、环境、发展”是当今人类面临的三大主题，能源的合理开发与利用是环境友好和人类可持续发展的重要保证。在过去30多年的经济快速发展中，以煤为主的能源结构所造成的环境污染和生态问题已对我国的可持续发展造成了巨大压力。煤炭在开采、运输和利用环节会造成对土地资源的破坏、对水资源的破坏和大气污染。如何改善能源消费结构，最大限度地减少环境污染是实现可持续发展战略所面临的关键问题。为应对全球气候变化，我国计划到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放要比2005年下降40％～45％，其中节能提高能效的贡献率要达到85％以上，这也给节能减排带来了巨大挑战。在能源供应日益紧张的今天，节能降耗、合理利用资源、提高能源利用效率已成为人们普遍关注的问题，也是我国能源发展的根本途径。为了提高能源利用效率，迫切需要将高品质的电与低品质的冷、热三种能量需求有机统一，冷热电分布式能源系统正是在能源结构调整中涌现出来的提高能源利用效率的一种最佳利用方式，它是安装在用户端的高效冷热电联供系统，是在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式。分布式能源能综合利用效率达到70％～90％，节能率达到20％～40％，实现了科学用能和能源梯级利用，符合节能环保和建设节约型社会要求。分布式能源是解决我国能源与环境问题、大力推进节能减排和科学用能的重要技术途径，它兼具能源效率高、安全、经济、环境友好等特点，是构建未来新一代能源系统的关键技术。钢铁工业是我国的基础产业之一，是国民经济的支柱性产业，其在整个国民经济中起着举足轻重的作用。钢铁工业生产流程是一个庞大、复杂的能源循环系统，在该系统的各生产工序中，存在着大量的能源需求用户，且这些用户存在用能大、用能条件参差不齐、用户点分散等特点。长期以来，钢铁厂一直以各生产工艺本身的优化升级、工艺设备容量及规模的提升为主要发展目标，对于热能综合利用的重视程度远远低于其他工业领域，造成了钢铁行业能源利用的重大浪费，甚至影响了钢铁工业的发展和进步速度。因此，对于钢铁厂各生产工序的用能进行整合规划，构建一套合理的分布式能源利用系统，具有重要的经济效益和社会价值。在钢铁冶炼流程中，会产生大量的副产煤气，包括高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气。其中，高炉煤气的产量最大，但是由于高炉煤气热值低，钢铁厂对高炉煤气的利用并不充分。目前，钢铁厂普遍采用高炉煤气锅炉加汽轮发电机组的模式来利用高炉煤气，但是这种模式的能源综合利用效率只有35％左右，与天然气分布式能源系统可达到的70％～90％综合利用效率存在很大差距，如果能结合钢厂用能情况，按照“按需分配、能量对口、梯级利用”的原则构建一套基于高炉煤气的分布式能源系统，实现科学用能、优化用能，必然能产生可观的收益，为钢铁工业的结构调整、优化升级产生重要的推动作用。
技术实现思路
本技术提供一种以高炉煤气为基础的能够实现能源梯级利用并对冷热电功等多种能源形式进行联合供应的高炉煤气分布式能源系统。为达到上述目的，本技术一种高炉煤气分布式能源系统，包括高炉煤气锅炉，所述高炉煤气锅炉的蒸汽出口通过蒸汽管道依次连接设置有背压式汽轮机、凝汽式汽轮机，所述高炉煤气锅炉的尾部烟道中依次设置有一级烟气-水换热器、二级烟气-水换热器；其中，所述背压式汽轮机与高炉鼓风机同轴相连，所述背压式汽轮机驱动所述高炉鼓风机做功；所述凝汽式汽轮机与发电机同轴相连，所述凝汽式汽轮
机驱动所述发电机发电；所述一级烟气-水换热器的水侧进口和水侧出口分别与热水型吸收式制冷机组的热水出口和热水进口相连，其中，所述一级烟气-水换热器的水侧出口分出一路支管与办公和车间采暖用户相连；所述热水型吸收式制冷机组的冷冻水进口和冷冻水出口分别与空气脱湿装置的冷冻水出口和冷冻水进口相连，所述热水型吸收式制冷机组的冷冻水出口分出一路支管与办公和车间制冷用户相连。进一步地，所述背压式汽轮机与所述凝汽式汽轮机之间的蒸汽管道上设置有再热器。进一步地，所述一级烟气-水换热器与所述热水型吸收式制冷机组的热水连接管路上设置有第一循环水泵，所述热水型吸收式制冷机组与所述空气脱湿装置的冷冻水连接管路上设置有第二循环水泵。进一步地，所述背压式汽轮机的蒸汽进口和出口之间设置有背压式汽轮机蒸汽旁路，所述背压式汽轮机蒸汽旁路上设置有第一减温减压装置；所述凝汽式汽轮机的蒸汽进口和出口之间设置有凝汽式汽轮机蒸汽旁路，所述凝汽式汽轮机蒸汽旁路上设置有第二减温减压装置。进一步地，所述凝汽式汽轮机通过排汽管道与凝汽器相连，所述凝汽器与凝结水泵、轴封加热器、低压加热器在汽轮机热力系统中沿凝结水流程依次串联相接，所述低压加热器的凝结水出口与汽轮机回热系统的下一级回热加热器相连；所述二级烟气-水换热器的水侧进口和水侧出口分别与所述低压加热器的进口凝结水管道和出口凝结水管道相连。进一步地，所述空气脱湿装置通过空气管道与所述高炉鼓风机相连，所述高炉鼓风机的空气出口通过管道与高炉热风炉连接。进一步地，所述二级烟气-水换热器与所述低压加热器并联相接，所述二级烟气-水换热器的水侧进口管道和水侧出口管道以及所述低压加热器的进口凝结
水管道和出口凝结水管道上分别设置有阀门。进一步地，所述二级烟气-水换热器的烟气侧出口烟道与烟囱连接，所述二级烟气-水换热器的烟气侧出口烟道上设置有引风机。本技术高炉煤气分布式能源系统以高炉煤气为燃料实现冷热电功等多种能源形式的联合供应：高炉煤气锅炉产生的蒸汽先通过背压式汽轮机驱动高炉鼓风机输出功，然后驱动凝汽式汽轮机带动发电机工作输出电，进一步对高炉煤气锅炉烟气余热进行梯级回收利用输出热源的同时带动热水型吸收式制冷机组工作为制冷用户提供冷源。本技术高炉煤气分布式能源系统通过对高炉炼铁区域的能源用户进行优化集成，以高炉煤气为燃料，对冷、热、电、功等多种能源形式进行联合供应，按照“按需分配、能量对口、梯级利用”的原则构建了一套基于高炉煤气的分布式能源系统，与传统用能模式相比大大提高了能源综合利用效率，实现了系统热力学的性能改善，达到科学用能、优化用能的目的。附图说明图1是实施例1高炉煤气分布式能源系统的示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本技术做进一步的描述。实施例1如图1所示，本实施例高炉煤气分布式能源系统，包括高炉煤气锅炉1，背压式汽轮机2，再热器3、凝汽式汽轮机4，高炉鼓风机5，发电机6，凝汽器7，凝结水泵8，轴封加热器9，低压加热器10，一级烟气-水换热器11，二级烟气-水换热器12，引风机13，烟囱14，热水型吸收式制冷机组15，空气脱湿装置16，第一循环水泵17、第二循环水泵18，背压式汽轮机蒸汽旁路19，第一减温减压装置20，凝汽式汽轮机蒸汽旁路21，第二减温减压装置22，其中：所述高炉煤气锅炉1与所述一级烟气-水换热器11、二级烟气-水换热器12、
引风机13、烟囱14通过烟道顺次串联相接，所述高炉煤气锅炉1以高炉煤气为燃料，高炉煤气锅炉1尾部烟道排出的烟气先进入一级烟气-水换热器11进行一次换热，然后进入二级烟气-水换热器12进行二次换热，然后经过引风机13升压后通过烟囱14排向大气；所述高炉煤气锅炉1的蒸汽出口与所述背压式汽轮机2、再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉煤气分布式能源系统，其特征在于：包括高炉煤气锅炉，所述高炉煤气锅炉的蒸汽出口通过蒸汽管道依次连接设置有背压式汽轮机、凝汽式汽轮机，所述高炉煤气锅炉的尾部烟道中依次设置有一级烟气‑水换热器、二级烟气‑水换热器；其中，所述背压式汽轮机与高炉鼓风机同轴相连，所述背压式汽轮机驱动所述高炉鼓风机做功；所述凝汽式汽轮机与发电机同轴相连，所述凝汽式汽轮机驱动所述发电机发电；所述一级烟气‑水换热器的水侧进口和水侧出口分别与热水型吸收式制冷机组的热水出口和热水进口相连，其中，所述一级烟气‑水换热器的水侧出口分出一路支管与办公和车间采暖用户相连；所述热水型吸收式制冷机组的冷冻水进口和冷冻水出口分别与空气脱湿装置的冷冻水出口和冷冻水进口相连，所述热水型吸收式制冷机组的冷冻水出口分出一路支管与办公和车间制冷用户相连。

【技术特征摘要】
1.一种高炉煤气分布式能源系统，其特征在于：包括高炉煤气锅炉，所述高炉煤气锅炉的蒸汽出口通过蒸汽管道依次连接设置有背压式汽轮机、凝汽式汽轮机，所述高炉煤气锅炉的尾部烟道中依次设置有一级烟气-水换热器、二级烟气-水换热器；其中，所述背压式汽轮机与高炉鼓风机同轴相连，所述背压式汽轮机驱动所述高炉鼓风机做功；所述凝汽式汽轮机与发电机同轴相连，所述凝汽式汽轮机驱动所述发电机发电；所述一级烟气-水换热器的水侧进口和水侧出口分别与热水型吸收式制冷机组的热水出口和热水进口相连，其中，所述一级烟气-水换热器的水侧出口分出一路支管与办公和车间采暖用户相连；所述热水型吸收式制冷机组的冷冻水进口和冷冻水出口分别与空气脱湿装置的冷冻水出口和冷冻水进口相连，所述热水型吸收式制冷机组的冷冻水出口分出一路支管与办公和车间制冷用户相连。2.根据权利要求1所述的高炉煤气分布式能源系统，其特征在于：所述背压式汽轮机与所述凝汽式汽轮机之间的蒸汽管道上设置有再热器。3.根据权利要求1所述的高炉煤气分布式能源系统，其特征在于：所述一级烟气-水换热器与所述热水型吸收式制冷机组的热水连接管路上设置有第一循环水泵，所述热水型吸收式制冷机组与所述空气脱湿装置的冷冻水连接管路上设置有第二循环水泵。4.根据权利要求1所述的高炉煤气分布式能源系统，其特征在于：所述背压式汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：江文豪，张学超，姚群，
申请(专利权)人：中冶华天工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34