CN106301081A - 智能控制型锅炉高温废水余热发电系统 - Google Patents

智能控制型锅炉高温废水余热发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能控制型锅炉高温废水余热发电系统，包括与锅炉的高温废水排出管道相连接的降温池，包裹在降温池外侧的温差发电层，设置在温差发电层的外侧的进水管道，与导热池通过排水管相连接的排水泵，与进水管道相连接的冷却泵，以及经升压电路后与温差发电层相连接的蓄电池；该降温池的池壁为热传导性能良好的金属导热池壁，温差发电层由若干个温差发电模块组成，温差发电模块又由若干个温差发电片组成；所述排水泵的电源端上连接有自动排水控制系统。本发明提供一种智能控制型锅炉高温废水余热发电系统，能够利用锅炉的高温废水进行发电，更好的利用了高温废水的热能，提高了热能的利用率，降低了企业的生产成本。

Description

智能控制型锅炉高温废水余热发电系统
技术领域
本发明涉及热能再利用领域，具体是指一种智能控制型锅炉高温废水余热发电系统。
背景技术
火力发电厂锅炉高温废水温度一般可以达到95℃以上，属于热污染水，不能直接排放，通常处理的方法是掺入冷水混合后使水温降低至40℃再排放或回收利用，锅炉高温废水与掺入冷水的比例约为1：3(视所掺入冷水的水温而定)，即如果锅炉高温废水量为50m3/h，则需掺入冷水150m3/h。而在高温废水与冷水的混合过程中，高温废水中的热量被大大的浪费了，不利于降低企业的生产能耗。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种智能控制型锅炉高温废水余热发电系统，能够利用锅炉的高温废水进行发电，更好的利用了高温废水的热能，提高了热能的利用率，降低了企业的生产成本。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
智能控制型锅炉高温废水余热发电系统，包括与锅炉的高温废水排出管道相连接的降温池，包裹在降温池外侧的温差发电层，设置在温差发电层的外侧的进水管道，与导热池通过排水管相连接的排水泵，与进水管道相连接的冷却泵，以及经升压电路后与温差发电层相连接的蓄电池；该降温池的池壁为热传导性能良好的金属导热池壁，温差发电层由若干个温差发电模块组成，温差发电模块又由若干个温差发电片组成；所述排水泵的电源端上连接有通过控制对排水本的供电来调整排水泵运行情况的自动排水控制系统。
进一步的，所述进水管道由一端与冷却泵的出水口相连接的进水总管，和与进水总管的另一端相连接的若干根进水支管组成；所述进水支管的管壁贴合在温差发电层外侧。
作为优选，所述温差发电模块由三组并联的温差发电片组成，第一组温差发电片和第二组温差发电片均由三个串联的温差发电片组成，第三组温差发电片由四个串联的温差发电片组成。
作为优选，所述温差发电片的热端固定贴合在导热池壁的外侧，且该温差发电片的冷端贴合在进水支管的管壁上。
作为优选，所述自动排水控制系统为设置有自动排水电路的电路板。
再进一步的，自动排水电路由变压器T1，二极管桥式整流器U1，三极管VT1，三极管VT2，正极与二极管桥式整流器U1的正输出端相连接、负极与二极管桥式整流器U1的负输出端相连接的电容C1，P极与三极管VT1的集电极相连接、N极与电容C1的正极相连接的二极管D1，与二极管D1并联设置的继电器K1，一端与电容C1的负极相连接、另一端与三极管VT1的发射极相连接的电阻R2，一端与电容C1的正极相连接、另一端与三极管VT2的集电极相连接的电阻R1，一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与三极管VT2的发射极相连接的电阻R3，正极经电阻R4后与三极管VT2的基极相连接、负极与电容C1的负极相连接的电容C2，与二极管桥式整流器U1的正输出端相连接的感应片a，经继电器K2后与电容C2的负极相连接的感应片b，以及与电容C2的正极相连接的感应片c组成；其中，变压器T1的副边电感线圈L1的同名端与二极管桥式整流器U1的一个输入相连接、变压器T1的副边电感线圈L1的非同名端与二极管桥式整流器U1的另一端输入端相连接，电容C1的正极顺次经继电器K1的常开触点K1-1和继电器K2的常开触点K2-2后与电容C2的正极相连接，感应片a、感应片b和感应片c均设置在降温池中，变压器T1的原边电感线圈的同名端与非同名端组成该自动排水电路的输入端，变压器T1的副边电感线圈L2的同名端顺次经继电器K1的常开触点K1-1和继电器K2的常开触点K2-1后与变压器T1的副边电感线圈L2的非同名端组成该自动排水电路的输出端且与排水泵的电源端相连接。
作为优选，所述感应片a、感应片b和感应片c均与导热池壁不接触。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明能够充分利用锅炉高温废水的热量进行发电，避免了热能的浪费，提高了企业生产过程中产生的热能的利用率与热能的利用效果。
(2)本发明是在现有的降温池上进行改进的，其改造费用较低，从而降低了企业的建造成本，提高了企业对产品的接受能力。
(3)本发明上设置有自动排水控制系统，其中的自动排水电路能够在降温池中的水量达到预设值时自动进行排水，很好的避免了降温池中的池水溢出，不仅维护了周边的环境，同时还能很好的避免工作人员被溢出的高温池水烫伤。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的温差发电装置的结构示意图。
图3为本发明的自动排水电路的电路结构图。
附图标记说明：1、降温池；2、进水管道；3、导热池壁；4、温差发电层；5、排水泵；6、冷却泵；21、进水总管；22、进水支管。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示，智能控制型锅炉高温废水余热发电系统，包括与锅炉的高温废水排出管道相连接的降温池1，包裹在降温池1外侧的温差发电层4，设置在温差发电层4的外侧的进水管道2，与导热池1通过排水管相连接的排水泵5，与进水管道2相连接的冷却泵6，以及经升压电路后与温差发电层4相连接的蓄电池；该降温池1的池壁为热传导性能良好的金属导热池壁3，温差发电层4由若干个温差发电模块组成，温差发电模块又由若干个温差发电片组成；所述排水泵5的电源端上连接有通过控制对排水本5的供电来调整排水泵5运行情况的自动排水控制系统。
如图2所示，所述进水管道2由一端与冷却泵6的出水口相连接的进水总管21，和与进水总管21的另一端相连接的若干根进水支管22组成；所述进水支管22的管壁贴合在温差发电层4外侧。
锅炉生产过程中产生的高温废水被排放至降温池中，从而导致降温池的导热池壁温度升高，冷却泵泵入的冷却水先由进水总管进入各个进水支管，最终被泵入降温池中与高温废水混合以降低其温度。高温废水的温度在90～95℃的范围内，冷却水的温度在10～15℃的范围内，所以在冷却水流经温差发电层时，该温差发电层的两侧温度产生较大的温差，从而使其中的温差发电片发电，温差发电片产生的电量经升压电路升压后被储存入蓄电池中。在降温池中的液位达到预设值后，排水泵运行进行排水处理，以避免液体溢出。其中，高温废水与冷却水的混合比例为1：3～1：4。
所述温差发电模块由三组并联的温差发电片组成，第一组温差发电片和第二组温差发电片均由三个串联的温差发电片组成，第三组温差发电片由四个串联的温差发电片组成。温差发电片的型号优选为SP1848-27145。温差发电片由热电材料制成，热电材料由多个热电单元组成，每个热电单元由P型热电材料与N型热电材料串联构成，是本领域的技术人员通常在温差超过40℃的环境下选用的充分利用生产与生活中的余热的一种方式。在设置时，采用上述的方式将温差发电片组成温差发电模块是为了使得输出的电压和功率更高，从而更好的对蓄电池进行充电。
升压电路是利用自举升压二极管，自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高的电路。而温差发电模块的输出端通过升压电路对蓄电池进行供电，达到了提高输出电压的目的，提高了蓄电池的充电效果与速度。
所述温差发电片的热端固定贴合在导热池壁3的外侧，且该温差发电片的冷端贴合在进水支管22的管壁上。
温差发电片上方为导热层贴合在导热池壁3的外侧，下方为散热片贴合在进水支管22的关闭上，从而使得温差发电片的一侧维持在低温状态，另一侧维持在高温状态。当每个热电单元的P型热电材料和N型热电材料的两端温度不同时，温差发电片就会由热端向冷端传导热能并产生热流。即热能从热端流入温差发电片内，通过温差发电片将热能从冷端排出时，流入器件的一部分热能不放热，在器件内变成电能，输出直流电压,在回路中产生电流，从而实现“温差发电”。
因为温差发电片在其两端的温差变化的情况下会有一定的电压波动，而采用升压电路还可以在电压有波动时很好的降低后端蓄电池受到的冲击，不仅提高了蓄电池的蓄电速度，还很好的保护了蓄电池的正常使用。
所述自动排水控制系统为设置有自动排水电路的电路板。
如图3所示，自动排水电路由变压器T1，二极管桥式整流器U1，三极管VT1，三极管VT2，感应片a，感应片b，感应片c，继电器K1，继电器K2，二极管D1，电容C1，电容C2，电阻R1，电阻R2，电阻R3，以及电阻R4组成。
连接时，电容C1的正极与二极管桥式整流器U1的正输出端相连接、负极与二极管桥式整流器U1的负输出端相连接，二极管D1的P极与三极管VT1的集电极相连接、N极与电容C1的正极相连接，继电器K1与二极管D1并联设置，电阻R2的一端与电容C1的负极相连接、另一端与三极管VT1的发射极相连接，电阻R1的一端与电容C1的正极相连接、另一端与三极管VT2的集电极相连接，电阻R3的一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与三极管VT2的发射极相连接，电容C2的正极经电阻R4后与三极管VT2的基极相连接、负极与电容C1的负极相连接，感应片a与二极管桥式整流器U1的正输出端相连接，感应片b经继电器K2后与电容C2的负极相连接，感应片c与电容C2的正极相连接。
其中，变压器T1的副边电感线圈L1的同名端与二极管桥式整流器U1的一个输入相连接、变压器T1的副边电感线圈L1的非同名端与二极管桥式整流器U1的另一端输入端相连接，电容C1的正极顺次经继电器K1的常开触点K1-1和继电器K2的常开触点K2-2后与电容C2的正极相连接，感应片a、感应片b和感应片c均设置在降温池1中，变压器T1的原边电感线圈的同名端与非同名端组成该自动排水电路的输入端，变压器T1的副边电感线圈L2的同名端顺次经继电器K1的常开触点K1-1和继电器K2的常开触点K2-1后与变压器T1的副边电感线圈L2的非同名端组成该自动排水电路的输出端且与排水泵的电源端相连接。
感应片a、感应片b和感应片c均采用导电性能优异的铜片制成，感应片a设置在降温池的底部，感应片b设置在降温池侧壁距顶部开口15-20CM处，感应片c设置在降温池侧壁顶部开口位置处。
因为导热池壁3选用导热性能良好的金属材料制作而成，所以为了使得自动排水电路能够正常的运行，感应片a、感应片b和感应片c均与导热池壁3不接触。
在降温池中的液位达到感应片b的位置处时，自动排水电路的感应片a和感应片b被导通，从而使得继电器K2得电，继电器K2的常开触点K2-1和常开触点K2-2则闭合；在液位上升至降温池中设置感应片c的位置处时，感应片a和感应片c被导通，三极管VT2的基极得电并使得三极管VT2和三极管VT1依次导通，进而使得继电器K1得电，继电器K1的常开触点K1-1和K1-2均闭合；在继电器K1的常开触点K1-1和继电器K2的常开触点K2-1均闭合时，则自动排水电路的输出端向排水泵供电驱动其运行进行排水，当液位低于感应片c的位置处时，由于继电器K1的常开触点K1-2闭合，则继电器K1依旧导通，排水泵正常排水，而当液位低于感应片b所在位置处后，继电器K2断开继电器K2的常开触点K2-1和常开触点K2-2均断开，三极管VT2的基极失电促使三极管VT1断开，进而使得继电器K1断电。
如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (7)

1.智能控制型锅炉高温废水余热发电系统，其特征在于：包括与锅炉的高温废水排出管道相连接的降温池(1)，包裹在降温池(1)外侧的温差发电层(4)，设置在温差发电层(4)的外侧的进水管道(2)，与导热池(1)通过排水管相连接的排水泵(5)，与进水管道(2)相连接的冷却泵(6)，以及经升压电路后与温差发电层(4)相连接的蓄电池；该降温池(1)的池壁为热传导性能良好的金属导热池壁(3)，温差发电层(4)由若干个温差发电模块组成，温差发电模块又由若干个温差发电片组成；所述排水泵(5)的电源端上连接有通过控制对排水本(5)的供电来调整排水泵(5)运行情况的自动排水控制系统。
2.根据权利要求1所述的智能控制型锅炉高温废水余热发电系统，其特征在于：所述进水管道(2)由一端与冷却泵(6)的出水口相连接的进水总管(21)，和与进水总管(21)的另一端相连接的若干根进水支管(22)组成；所述进水支管(22)的管壁贴合在温差发电层(4)外侧。
3.根据权利要求2所述的智能控制型锅炉高温废水余热发电系统，其特征在于：所述温差发电模块由三组并联的温差发电片组成，第一组温差发电片和第二组温差发电片均由三个串联的温差发电片组成，第三组温差发电片由四个串联的温差发电片组成。
4.根据权利要求3所述的智能控制型锅炉高温废水余热发电系统，其特征在于：所述温差发电片的热端固定贴合在导热池壁(3)的外侧，且该温差发电片的冷端贴合在进水支管(22)的管壁上。
5.根据权利要求4所述的智能控制型锅炉高温废水余热发电系统，其特征在于：所述自动排水控制系统为自动排水电路。
6.根据权利要求5所述的智能控制型锅炉高温废水余热发电系统，其特征在于：自动排水电路由变压器T1，二极管桥式整流器U1，三极管VT1，三极管VT2，正极与二极管桥式整流器U1的正输出端相连接、负极与二极管桥式整流器U1的负输出端相连接的电容C1，P极与三极管VT1的集电极相连接、N极与电容C1的正极相连接的二极管D1，与二极管D1并联设置的继电器K1，一端与电容C1的负极相连接、另一端与三极管VT1的发射极相连接的电阻R2，一端与电容C1的正极相连接、另一端与三极管VT2的集电极相连接的电阻R1，一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与三极管VT2的发射极相连接的电阻R3，正极经电阻R4后与三极管VT2的基极相连接、负极与电容C1的负极相连接的电容C2，与二极管桥式整流器U1的正输出端相连接的感应片a，经继电器K2后与电容C2的负极相连接的感应片b，以及与电容C2的正极相连接的感应片c组成；其中，变压器T1的副边电感线圈L1的同名端与二极管桥式整流器U1的一个输入相连接、变压器T1的副边电感线圈L1的非同名端与二极管桥式整流器U1的另一端输入端相连接，电容C1的正极顺次经继电器K1的常开触点K1-1和继电器K2的常开触点K2-2后与电容C2的正极相连接，感应片a、感应片b和感应片c均设置在降温池(1)中，变压器T1的原边电感线圈的同名端与非同名端组成该自动排水电路的输入端，变压器T1的副边电感线圈L2的同名端顺次经继电器K1的常开触点K1-1和继电器K2的常开触点K2-1后与变压器T1的副边电感线圈L2的非同名端组成该自动排水电路的输出端且与排水泵的电源端相连接。
7.根据权利要求6所述的智能控制型锅炉高温废水余热发电系统，其特征在于：所述感应片a、感应片b和感应片c均与导热池壁(3)不接触。
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