CN104295327B - 锅炉发电装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锅炉发电装置及工艺，属于发电技术领域，锅炉发电装置包括燃烧室，所述燃烧室连通有汽轮机，所述燃烧室上设置有用于通入水或水蒸汽的入口。锅炉发电工艺包括以下步骤：向燃烧室通入燃气；向燃烧室通入水或水蒸汽；点燃燃气，将燃烧产生的蒸汽通入汽轮机进行发电；继续向燃烧室通入水或水蒸汽以调节燃烧后的气体温度。本锅炉发电装置及工艺相对于现有技术而言大大降低了燃气燃烧时的瞬间温度，从而有效减少了废气的排放，节能环保。同时，通过控制水或水蒸汽的通入量，也可以实现对燃烧后的气体温度的调节。

Description

锅炉发电装置及工艺
技术领域
本发明涉及发电技术领域，具体而言，涉及锅炉发电装置及工艺。
背景技术
现有的锅炉发电是将燃气通过加热锅炉，利用换热产生的蒸汽推动汽轮机发电，而燃烧产生的废气从烟囱排出。采用这种发电方式发电时，燃烧时的瞬间温度和燃烧后的气体温度都很高，且燃烧不充分，会产生大量的废气，不够环保。
发明内容
本发明的目的在于提供锅炉发电装置及工艺，以解决上述的问题。
本发明是这样实现的：
本锅炉发电装置包括燃烧室和混合室，燃烧室连通有汽轮机，所述汽轮机连通有抽气机和气汽分离器，所述燃烧室和混合室分别与抽气机连通，所述气汽分离器连通有热交换器，所述气汽分离器和热交换器分别与燃烧室连通，燃烧室上设置有用于通入水或水蒸汽的入口。本装置工作时，先向燃烧室通入燃气，然后通入水或水蒸汽，点燃燃气后，将燃烧产生的蒸汽通入汽轮机进行发电。其中，水或水蒸汽的通入可以调节发电所需的气体温度，降低燃烧后的气体温度，增加能量密度。
同时，通过抽气和气汽分离获得的水蒸汽一部分与燃气混合，以便对燃气进行预热，另一部分重新通入燃烧室以降低燃烧时的气体温度，同时形成循环回路，节约水源。其中，对燃气进行预热可以降低燃气燃烧产生的瞬时高温，继而减少废气的产生。
进一步地，热交换器连通有气液分离器，气液分离器连通有水处理器，水处理器与热交换器连通。经过气液分离可以得到有用的气体，如氮气和二氧化碳；同时得到的水经过处理后，又重新通入热交换器作为冷却水，以便循环利用，节约水源。
进一步地，燃烧室内设置有气汽分布器，气汽分布器包括圆形挡板，圆形挡板上设置有多个凸出的气流孔。多个气流孔均匀分布在圆形挡板上，且气流孔的顶端与圆形挡板上表面距离为3cm。气汽分布器的设置使得燃烧产生的气体充分快速地与通入的水或水蒸汽混合，以实现最佳的降温效果。
本锅炉发电装置的燃烧室设置有供水或水蒸汽通入的入口，在通入燃气后通入水或水蒸汽，可以有效降低燃烧后的气体温度，减少废气的产生。同时，整个装置采用多个循环回路的结构，每个环节的产物可以二次利用，节约能源，绿色环保。
本基于上述锅炉发电装置的锅炉发电工艺包括以下步骤：向燃烧室通入燃气；向燃烧室通入水或水蒸汽；点燃燃气，将燃烧产生的蒸汽通入汽轮机进行发电；对发电后的汽轮机进行抽气，将获得的水蒸汽一部分与燃气混合以对燃气进行预热，另一部分通入燃烧室以降低燃烧后的气体温度；将抽气后剩余的气汽混合物通入热交换器，将获得的水通入燃烧室以降低燃烧产生的瞬间温度；继续向燃烧室通入水或水蒸汽以调节燃烧后的气体温度。水和水蒸汽的通入可以调节发电所需的气体温度，降低燃烧后的温度，增加能量密度。
同时，如果燃气中的氢含量较多时，由于燃烧后生成的水蒸汽和水较多，因此整个装置运行一段时间后，后续补充的水或水蒸汽就不再需要外供，而使用发电剩余的气汽混合物分离出来的水或水蒸汽即可，以实现节能减排；如果燃气中的氢含量较少时，也只需要通过外供补充少量的水蒸汽或水即可。
进一步地，将热交换后获得的气汽混合物通入气液分离器，分离获得的水经过处理后一部分外送以作他用，另一部分通入热交换器用作冷却水。这种循环回路的设置具有节能环保的优点。同时分离得到的混合气体可以通入压缩机进行压缩以得到有用的气体，如氮气和二氧化碳。其中，压缩机的动力可以由燃烧室内燃烧产生的高温气体提供。
进一步地，抽气获得的水蒸汽和热交换获得的水均经过增压后通入燃烧室。增压可以加快水或者水蒸汽的传送效率，保证对燃烧后的气体温度的调节。
进一步地，燃气通入燃烧室前先与助燃剂混合，两者的比例根据空气过剩系数确定。助燃剂为氧气或空气。
本锅炉发电装置及工艺相对于现有技术而言大大降低了燃气燃烧时的瞬间温度，从而有效减少了废气的排放，节能环保。同时，通过控制水或水蒸汽的通入量，也可以实现对燃烧后的气体温度的调节。
附图说明
图1为本发明实施例提供的锅炉发电装置及工艺的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的锅炉发电装置及工艺中水或者水蒸汽通入燃烧室的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的气汽分布器的俯视图；
图4为本发明实施例提供的气汽分布器的剖视图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
参阅图1-4，本锅炉发电装置包括燃烧室100，燃烧室100上设置有用于通入水或水蒸汽的入口。本装置工作时，先向燃烧室100通入燃气，然后通入水或水蒸汽，点燃燃气。其中，水或水蒸汽的通入可以调节发电所需的气体温度，降低燃烧后的气体温度，增加能量密度。
燃烧室100连通有汽轮机200，汽轮机200连通有抽气机300和气汽分离器400，气汽分离器400连通有热交换器500，抽气机300、气汽分离器400以及热交换器500分别与燃烧室100连通。将燃气燃烧产生的蒸汽通入汽轮机200进行发电，然后对汽轮机200进行抽气，对抽气后剩余的气汽混合物再进行气汽分离。通过抽气和气汽分离获得的水蒸汽一部分与燃气在混合室中混合，以便对燃气进行预热，另一部分重新通入燃烧室100以降低燃烧时的气体温度。通过热交换获得的水重新通入燃烧室100以降低燃烧瞬间的温度。这些循环回路可以实现水或水蒸汽的二次利用，以节约水源。其中，对燃气进行预热可以降低燃气燃烧产生的瞬时高温，继而减少废气的产生。
热交换器500连通有气液分离器600，气液分离器600连通有水处理器700，水处理器700与热交换器500连通。热交换后的气汽混合物进入气液分离器600，经过气液分离可以得到有用的气体，如氮气和二氧化碳；同时得到的水经过处理后，一部分外送以作他用，另一部分又重新通入热交换器500作为冷却水，以便循环利用，节约水源。
燃烧室100内设置有气汽分布器800，气汽分布器800包括圆形挡板，圆形挡板上设置有多个凸出的气流孔。多个气流孔均匀分布在圆形挡板上，且气流孔的顶端与圆形挡板上表面距离为3cm。气汽分布器800的设置使得燃烧产生的气体充分快速地与通入的水或水蒸汽混合，以实现最佳的降温效果。
本锅炉发电装置的燃烧室100设置有供水或水蒸汽通入的入口，在通入燃气后通入水或水蒸汽，可以有效降低燃烧后的气体温度，减少废气的产生。同时，整个装置采用多个循环回路的结构，每个环节产生的水和水蒸汽可以二次利用，节约能源，绿色环保。
本基于上述锅炉发电装置的锅炉发电工艺包括以下步骤：向燃烧室100通入燃气；向燃烧室100通入水或水蒸汽；点燃燃气，将燃烧产生的蒸汽通入汽轮机200进行发电；对发电后的汽轮机200进行抽气和气汽分离处理，将获得的水蒸汽一部分与燃气混合以对燃气进行预热，另一部分通入燃烧室100以降低燃烧后的气体温度；将抽气和气汽分离后剩余的气汽混合物通入热交换器500，将经过热交换获得的水通入燃烧室100以降低燃烧产生的瞬间温度。
水或水蒸汽可以调节发电所需的气体温度，降低燃烧后的温度，增加能量密度。同时，如果燃气中的氢含量较多时，由于燃烧后生成的水蒸汽和水较多，因此整个装置运行一段时间后，后续补充的水或水蒸汽就不再需要外供，而使用发电剩余的气汽混合物分离出来的水或水蒸汽即可，以实现节能减排；如果燃气中的氢含量较少时，也只需要通过外供补充少量的水蒸汽或水即可。
将热交换后获得的气汽混合物通入气液分离器600，分离获得的水经过处理后一部分外送以作他用，另一部分通入热交换器500用作冷却水。这种循环回路的设置具有节能环保的优点。同时分离得到的混合气体可以通入压缩机进行压缩以得到有用的气体，如氮气和二氧化碳。其中，压缩机的动力可以由燃烧室内燃烧产生的高温气体提供。
抽气获得的水蒸汽和热交换获得的水均经过增压后通入燃烧室100。增压可以加快水和水蒸汽的传送效率，保证对燃烧后的气体温度的调节。
燃气通入燃烧室100前先与氧气在混合室中混合，两者的比例根据空气过剩系数确定。
本锅炉发电装置及工艺相对于现有技术而言大大降低了燃气燃烧时的瞬间温度，从而有效减少了废气的排放，节能环保。同时，通过控制水或水蒸汽的通入量，也可以实现对燃烧后的气体温度的调节。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锅炉发电装置，其特征在于，包括燃烧室和混合室，所述燃烧室连通有汽轮机，所述汽轮机连通有抽气机和气汽分离器，所述燃烧室和混合室分别与抽气机连通，所述气汽分离器连通有热交换器，所述气汽分离器和热交换器分别与燃烧室连通，所述燃烧室上设置有用于通入水或水蒸汽的入口。
2.根据权利要求1所述的锅炉发电装置，其特征在于，所述热交换器连通有气液分离器，所述气液分离器连通有水处理器，所述水处理器与所述热交换器连通。
3.根据权利要求1所述的锅炉发电装置，其特征在于，所述燃烧室内设置有气汽分布器，所述气汽分布器包括圆形挡板，所述圆形挡板上设置有多个凸出的气流孔。
4.一种基于权利要求1所述的锅炉发电装置的锅炉发电工艺，其特征在于，包括以下步骤：向燃烧室通入燃气；向燃烧室通入水或水蒸汽；点燃燃气，将燃烧产生的蒸汽通入汽轮机进行发电；对发电后的汽轮机进行抽气和气汽分离，将获得的水蒸汽一部分与燃气混合以对燃气进行预热，另一部分通入燃烧室以降低燃烧后的气体温度；将抽气和气汽分离后剩余的气汽混合物通入热交换器，将获得的水通入燃烧室以降低燃烧产生的瞬间温度；继续向燃烧室通入水或水蒸汽以调节燃烧后的气体温度。
5.根据权利要求4所述的锅炉发电工艺，其特征在于，将热交换后获得的气汽混合物通入气液分离器，分离获得的水经过处理后一部分外送以作他用，另一部分通入热交换器用作冷却水。
6.根据权利要求4所述的锅炉发电工艺，其特征在于，抽气和气汽分离获得的水蒸汽和热交换获得的水均经过增压后通入燃烧室。
7.根据权利要求4所述的锅炉发电工艺，其特征在于，燃气通入燃烧室前先与助燃剂混合，两者的比例根据空气过剩系数确定。
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