一种高温烟气储能余热利用系统

专利摘要:
本实用新型公开了一种高温烟气储能余热利用系统，包括余热进风管、蓄热装置、混风器、换热器、风机和烟囱，其中余热进风管、蓄热装置、混风器、换热器、风机和烟囱顺次通过风管连接形成第一连接线路；在所述余热进风管和蓄热装置之间的连接的风管上，通过第一旁路风管与风机和烟囱之间连接的风管相连接，将蓄热装置、混风器、换热器和风机形成第二连接线路。本发明解决了热源与热负荷的波动，稳定热能输出，显著改善供热效果，提高余热利用效率。
公开号:CN214333409U
申请号:CN202021572218.1U
申请日:2020-07-31
公开日:2021-10-01
发明作者:马斌
申请人:Jiangsu Zhongke Zhichu Technology Co ltd；
IPC主号:F27D17-00

专利说明:
[n0001] 本实用新型属于钢铁企业利用技术领域，特别是涉及高温烟气储能余热利用系统。
[n0002] 烧结是钢铁生产过程中的一道重要工序，为高炉炼铁提供原料，烧结工序能耗约占整个钢铁企业总能耗的9-12%。烧结的热源主要来自焦粉和煤气，其能耗由烧结烟气显热、冷却机废气显热、烧结矿显热、反应热以及辐射热等热耗组成。 其中冷却机废气和烧结机烟气的显热约占全部热支出的53%，烧结机尾部温度较高，占烧结过程余热资源总量70%，因此余热回收空间很大，利用烟气余热生产过热蒸汽发电。然而在实际生产中，当烧结机烧结矿温度较低或短期检修时，导致热源波动的特点，因而使其应用受到一定限制。
[n0003] 本实用新型的目的在于提供一种高温烟气储能余热利用系统，解决了热源与热负荷的波动，稳定热能输出，显著改善供热效果，提高余热利用效率。当烧结机正常生产时，大部分烟气进入蓄热装置边蓄热边释热，通过混风器调节风温，保证稳定的热量；当烧结机烧结矿温度较低或短期检修时，采用蓄热装置补热或关闭烟气进口，由蓄热装置释热，保证稳定的热能输出。
[n0004] 为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
[n0005] 一种高温烟气储能余热利用系统，包括余热进风管、蓄热装置、混风器、换热器、风机和烟囱，其中余热进风管、蓄热装置、混风器、换热器、风机和烟囱顺次通过风管连接形成第一连接线路；在所述余热进风管和蓄热装置之间的连接的风管上，通过第一旁路风管与风机和烟囱之间连接的风管相连接，将蓄热装置、混风器、换热器和风机形成第二连接线路。
[n0006] 进一步地，所述的高温烟气储能余热利用系统，所述余热进风管与蓄热装置之间连接的风管上设置有第一阀门和第二阀门；所述风机与烟囱之间连接的风管上设置第四阀门。
[n0007] 更进一步地，所述的高温烟气储能余热利用系统，所述第一阀门和第二阀门之间的风管上设置所述第一旁路风管，并通过所述第一旁路风管与第四阀门和风机之间的风管相连接，形成蓄热装置、混风器、换热器和风机顺次连接并循环的循环连接回路。
[n0008] 更进一步地，所述的高温烟气储能余热利用系统，所述混风器包括壳体，所述壳体的一端设置有第一混风入口，另一端设置有混风出口，所述壳体内部平行排列设置有两根以上混风管，所述混风管上沿轴向和径向分布设置多个排气孔；所述壳体的一侧设置第二混风入口；另一侧设置第三混风入口，所述第二混风入口与所述混风管的一端连通，所述第三混风入口与所述混风管的另一端连通；第一混风入口通过风管与所述蓄热装置的出口端连接，第二混风入口通过第二旁路风管与第一阀门和第二阀门之间的风管连接，第三混风入口为环境空气入口；混风出口通过风管与换热器入口连接。
[n0009] 更进一步地，所述的高温烟气储能余热利用系统，所述第二混风入口和所述第三混风入口均仅与所述混风管连通，所述第二混风入口和所述第三混风入口进入的气流均从所述混风管内部沿轴向和径向分布的多个排气孔进入壳体内混风。
[n0010] 更进一步地，所述的高温烟气储能余热利用系统，第二旁路风管上设置有第三阀门。
[n0011] 更进一步地，所述的高温烟气储能余热利用系统，第三混风入口处设置有第五阀门。
[n0012] 进一步地，所述的高温烟气储能余热利用系统，其特征在于，第一旁路风管上设置有第六阀门。
[n0013] 进一步地，所述的高温烟气储能余热利用系统，所述蓄热装置中设置有辅助电加热管 。
[n0014] 进一步地，所述的高温烟气储能余热利用系统，所述蓄热装置为固体蓄热装置或熔盐蓄热装置。
[n0015] 本实用新型具有以下有益效果：
[n0016] （1）本实用新型使用高温烟气余热直接对蓄热装置进行充热，蓄热装置工作温度高、蓄能密度大、蓄热效率高。
[n0017] （2）本实用新型解决了热源与热负荷的波动，稳定热能输出，显著改善供热效果，提高余热利用效率。
[n0018] 当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
[n0019] 图1为实施例中提供的高温烟气储能余热利用系统示意图；
[n0020] 图2为实施例中提供的混风器结构示意图；
[n0021] 图3为实施例中提供的混风器结构示意图；
[n0022] 以上图1-3中：1-余热进风管，2-蓄热装置，3-混风器，31-壳体，32-混风管，33-排气孔，34-第一混风入口，35-第二混风入口，36-混风出口，37-第三混风入口，4-换热器，5-风机，6-烟囱，7-第一阀门，8-第二阀门，9-第三阀门，10-第四阀门，11-第五阀门，12-第六阀门。
[n0023] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[n0024] 在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，为本实施例提供的高温烟气储能余热利用系统示意图，包括余热进风管1、蓄热装置2、混风器3、换热器4、风机5和烟囱 6，其中按照余热进风管1、蓄热装置2、混风器3、换热器4、风机5和烟囱6的顺序通过风管连接形成第一连接线路；在所述余热进风管1和蓄热装置2之间的连接的风管上，通过第一旁路风管与风机5和烟囱6之间连接的风管相连接，将蓄热装置2、混风器3、换热器4和风机5形成第二连接线路。
[n0025] 所述的高温烟气储能余热利用系统，第一连接线路中余热进风管1与蓄热装置2之间连接的风管上设置有第一阀门7和第二阀门8，风机5与烟囱6之间的风管上设置第四阀门10。
[n0026] 所述的高温烟气储能余热利用系统，所述第一阀门7和第二阀门8之间的风管上设置所述第一旁路风管，并通过所述第一旁路风管与第四阀门10和风机5之间的风管相连接，形成蓄热装置2、混风器3、换热器4和风机5顺次连接并循环的循环连接回路，所述第一旁路风管上设置有第六阀门12。
[n0027] 所述的高温烟气储能余热利用系统，所述混风器3如图2所示，包括壳体31，所述壳体31的一端设置有第一混风入口34，另一端设置有混风出口36，所述壳体31内部平行排列设置有两根以上混风管32，所述混风管32上沿轴向和径向分布设置多个排气孔33；所述壳体31的一侧设置第二混风入口35,另一侧设置第三混风入口37，所述第二混风入口35与所述混风管32的一端连通，所述第三混风入口37与所述混风管32的另一端连通；第一混风入口34通过风管与所述蓄热装置2的出口端连接，第二混风入口35通过第二旁路风管与第一阀门7和第二阀门8之间的风管连接，第二旁路风管上设置有第三阀门9，第三混风入口37为环境空气入口；混风出口36通过风管与换热器4入口41连接。所述第二混风入口35和所述第三混风入口37均仅与所述混风管32连通（如图3所示，本实施例中第二混风入口35和所述第三混风入口37的设置方式完全相同），所述第二混风入口35和所述第三混风入口37进入的气流均从所述混风管32内部沿轴向和径向分布的多个排气孔33进入壳体31内混风。
[n0028] 本实施例中第三混风入口37处设置有第五阀门11，通过第五阀门11可与外界气源连接并控制空气的输入。
[n0029] 在本实用新型的另一个实施例中，蓄热装置2中可根据需要设置辅助电加热管，用于极寒天气时向系统补热。
[n0030] 本实用新型所述的高温烟气储能余热利用系统，蓄热装置2可以选择固体蓄热装置或熔盐蓄热装置。
[n0031] 本实用新型提供的高温烟气储能余热利用系统在高温烟气正常供气的时候将多余热量储存于蓄热装置2中；在高温烟气暂时停气的时候，此时蓄热装置2将所储热能用于供热。下面分高温烟气正常、温度较低和暂时停气时的状态，分别对高温烟气储能余热利用系统的工作流程进行描述。
[n0032] 高温烟气正常供气状态：关闭第六阀门12，打开第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第四阀门10和第五阀门11，并调节第三阀门9和第五阀门11的开度，一方面保证蓄热装置2充分蓄热，另一方面保持混风器3的混风出口36风温为预设温度（如300℃）。高温烟气一部分通过第三阀门9经第二混风入口35进入混风器3；另一部分通过第二阀门8流入蓄热装置2并对蓄热装置2进行充热，换热后的烟气经第一混风入口34进入混风器3中。此外，空气从第三混风入口37经第五阀门11流入混风器3中，混风器3混合后保证进入换热器4的温度维持在预设温度（如300℃左右）。热风经换热器4与用热介质换热后，变成较低温度的低温空气（如100℃左右），最后经风机5送入烟囱6并排入大气中。蓄热过程中，蓄热装置2的蓄热体平均温度从一定温度（如400℃）逐渐升高到另一温度（如800℃）。
[n0033] 高温烟气温度较低供气状态：关闭第五阀门11和第六阀门12，打开第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9和第四阀门10，并调节第二阀门8和第三阀门9的开度，蓄热装置2进行补热，保持混风器3出口风温为预设温度（如300℃）。低温烟气经过余热进风管1后一部分通过第三阀门9经第二混风入口35进入混风器3；另一部分通过第二阀门8流入蓄热装置2内加热成高温，之后经第一混风入口34进入混风器3。混风器3混合后保证进入换热器4的温度维持在预设温度（如300℃左右）。热风经换热器4与用热介质换热后，变成低温空气（如100℃左右），经风机5流入烟囱6后排入大气中。释热过程中，蓄热装置2的蓄热体平均温度从高温（如800℃）逐渐降低。
[n0034] 高温烟气暂时停气状态：依靠蓄热装置2储存的热量进行释热。此时，关闭第一阀门7、第四阀门10和第五阀门11，打开第二阀门8、第三阀门9和第六阀门12，调节第二阀门8和第三阀门9的开度，保证混风器3出口风温为预设温度（如300℃）。热风经换热器4与用热介质换热后，变成低温空气（如100℃左右），经风机5流入烟囱6后排入大气中。释热过程中，蓄热装置2的蓄热平均温度逐渐降低。如遇极寒天气，蓄热装置2所储热量不够用，可开启蓄热装置2内设置的辅助电加热管进行补热。
[n0035] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[n0036] 以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

权利要求:
Claims (7)
[0001] 1.一种高温烟气储能余热利用系统，其特征在于，包括余热进风管（1）、蓄热装置（2）、混风器（3）、换热器（4）、风机（5）和烟囱（6），其中余热进风管（1）、蓄热装置（2）、混风器（3）、换热器（4）、风机（5）和烟囱（6）顺次通过风管连接形成第一连接线路；在所述余热进风管（1）和蓄热装置（2）之间的连接的风管上，通过第一旁路风管与风机（5）和烟囱（6）之间连接的风管相连接，将蓄热装置（2）、混风器（3）、换热器（4）和风机（5）形成第二连接线路；所述余热进风管（1）与蓄热装置（2）之间连接的风管上设置有第一阀门（7）和第二阀门（8）；所述风机（5）与烟囱（6）之间连接的风管上设置第四阀门（10），所述混风器（3）包括壳体（31），所述壳体（31）的一端设置有第一混风入口（34），另一端设置有混风出口（36），所述壳体（31）内部平行排列设置有两根以上混风管（32），所述混风管（32）上沿轴向和径向分布设置多个排气孔（33）；所述壳体（31）的一侧设置第二混风入口（35）,另一侧设置第三混风入口（37），所述第二混风入口（35）与所述混风管（32）的一端连通，所述第三混风入口（37）与所述混风管（32）的另一端连通；第一混风入口（34）通过风管与所述蓄热装置（2）的出口端连接，第二混风入口（35）通过第二旁路风管与第一阀门（7）和第二阀门（8）之间的风管连接，第三混风入口（37）为环境空气入口；混风出口（36）通过风管与换热器（4）入口（41）连接；所述第二混风入口（35）和所述第三混风入口（37）均仅与所述混风管（32）连通，所述第二混风入口（35）和所述第三混风入口（37）进入的气流均从所述混风管（32）内部沿轴向和径向分布的多个排气孔（33）进入壳体（31）内混风。
[0002] 2.根据权利要求1所述的高温烟气储能余热利用系统，其特征在于，所述第一阀门（7）和第二阀门（8）之间的风管上设置所述第一旁路风管，并通过所述第一旁路风管与第四阀门（10）和风机（5）之间的风管相连接，形成蓄热装置（2）、混风器（3）、换热器（4）和风机（5）顺次连接并循环的循环连接回路。
[0003] 3.根据权利要求1所述的高温烟气储能余热利用系统，其特征在于，第二旁路风管上设置有第三阀门（9）。
[0004] 4.根据权利要求1所述的高温烟气储能余热利用系统，其特征在于，第三混风入口（37）处设置有第五阀门（11）。
[0005] 5.根据权利要求1所述的高温烟气储能余热利用系统，其特征在于，第一旁路风管上设置有第六阀门（12）。
[0006] 6.根据权利要求1所述的高温烟气储能余热利用系统，其特征在于，所述蓄热装置（2）中设置有辅助电加热管。
[0007] 7.根据权利要求1所述的高温烟气储能余热利用系统，其特征在于，所述蓄热装置（2）为固体蓄热装置或熔盐蓄热装置。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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