成果详情
工业余热高效利用

成果详情

一、技术团队与科研项目
  燃烧技术团队成立于上世纪80年代初,在吴承康院士的带领下,立足电力和冶金行业,开发燃烧与节能新技术。三十年来在燃烧和节能领域取得了显著的成绩,获得中科院科技进步一、二等奖等,获国家发明专利10多项。
  承担的国家项目如下:
  1、863计划项目“低品位余热高效发电新技术与装置研制”;
  2、中科院节能减排重大项目“工业煤气生产及显热回收发电新技术”;
  3、中科院院装备建设项目“纯低温CO2余热发电实验平台研制”;
  4、国家自然基金项目“转炉炉气高效燃烧低污染排放控制机制研究”等4项。
二、余热利用技术
  力学所的余热利用技术包括以下几个方面:
  1、冶金炉中低品位余热高效发电关键技术;
  2、以CO2为工质的余热发电实验平台;
  3、燃气脉冲除灰技术;
  4、余热蒸汽直接利用技术。
三、低品位余热高效利用技术
  1、项目介绍
& emsp 通过集成高效急冷换热器、煤气防爆技术、低参数饱和蒸汽汽轮机组、蒸汽储热稳流系统、换热器壁面清灰技术以及新型纯低温余热发电技术等。充分利用中低温余热高效发电设备,该项目能够将间断性、多尘性、爆炸性气体的低品位余热转化为高品位能源—电能。成功开发出中低温余热高效发电新技术和设备,形成具有自主知识产权的余热回收新技术。承担863项目“低品位余热高效发电新技术与装置研制”,863专家对于课题的完成情况评价很好,充分肯定了力学所在冶金炉间歇性余热发电的研究公司,建议进一步推广应用。
  2、低品位余热发电系统
& emsp   余热锅炉系统:采用强化传热、结构紧凑的换热器以及高效清灰技术,确保余热锅炉连续高效运行;
& emsp   蒸汽蓄热稳流系统:根据余热间歇产生的特点,采用蒸汽稳压稳流装置,产生连续稳定的饱和蒸汽流;
& emsp   汽轮机组系统:根据低品位余热蒸汽发电技术的工艺特点,采用高转速、高效率的径流式透平机。
  3、技术优势
& emsp   高效紧凑换热、高效爆燃清灰、间歇蒸汽稳流、分布能源利用、告诉径流透平、技术成熟稳定
  4、仪器设备
& emsp   可燃预混气燃烧爆炸试验台、多通道高速数据采集仪、精密压力传感器、25kw防爆加热器、高速摄影仪等。
  5、成果与专利
& emsp   中国科学院科技进步一等奖:燃烧气脉冲除灰技术研究
& emsp   发明专利:炼钢转炉煤气干法回收及其显热发电系统,
& emsp   专利号:ZL200810102268 ,专利授权日期:2010年07月21日
& emsp   发明专利:远程爆燃点火装置
& emsp   专利号:ZL200810102269 ,专利授权日期:2009年9月30日& emsp & emsp & emsp & emsp & emsp & emsp & emsp  
& emsp   发明专利:应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统及方法,
& emsp   专利号:ZL2009100762362,专利授权日期:2011年2月16日
四、CO2工质发电实验平台
& emsp 1、CO2工质优点
& emsp   我国余热利用的工质多为水工质,产生蒸汽,其缺点是高沸点,而CO2工质适合300℃以下低温余热回收,是一种天然工质,安全性好,化学性能稳定。CO2粘度和表面张力低,流动阻力小,密度高,体积热容大(5-8倍传统工质),超临界换热。CO2为工业副产品价格低廉。
  2、CO2工质发电实验平台
& emsp   集成适合于低品位余热回收的关键设备,余热换热器、低温回热器、膨胀机、冷凝器。实现了CO2为工质的KW级余热发电技术。国内首台,国外尚未见报道。
五、燃气脉冲除灰技术及装置
  电站锅炉及各种加热炉、余热锅炉在运行中,烟气中的灰粒常常附着在受热面如过热器、再热器、省煤器、空气预热器上,形成灰垢。国内外最常用的蒸汽吹灰方法往往会使烟气湿度增大,更容易造成受热面的积灰、腐蚀和堵塞。力学研究所采用高速脉冲气流和冲击波清除积灰(灰垢)的原理,研究并开发了我国新一代除灰技术——燃气脉冲除灰技术。
六、市场应用实例
  1、电炉烟气余热电站
& emsp   2009年广东珠江钢铁有限公司电炉余热发电站,珠钢电炉余热发电站是国内第一个电炉烟气余热发电项目;2台150T的电炉;节约标准煤1.9万吨,减排CO2 4.4万吨,装机容量10MW。烟气回收的电量大致能够占到电炉工艺所耗能量的10%。
2、烧结余热电站
& emsp   力学所参与了湖南华菱湘潭钢铁有限公司第三烧结厂余热电站的工作,其技术特点:设置一种特殊的吸风罩,能够高效吸收烟气余热,大幅度提高了吨矿发电量,降低了系统自用电量。在环冷机上方设置了高效吸烟罩,高温热风经烟管汇集后引入环冷余热锅炉,产生蒸汽用于发电。
  3、利用余热风机拖动除尘风机
& emsp   力学所在唐山春兴特种钢公司针对转炉二次除尘风机进行节能改造,设计蒸汽回收利用系统。回收利用2台120吨转炉的饱和蒸汽,推动汽轮机,以汽轮机拖动额定功率2240kw的转炉二次除尘风机,达到节能减排的目的。
  七、服务内容和模式
& emsp   服务内容:工程实施与管理、分布式余热资源整体规划、小型化节能系统方案设计、专利设备提供
& emsp   服务模式:工程总包、技术服务、合同能源管理