CN106746542A - 一种退火窑排风热电转化自应用装置 - Google Patents

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周玉成
刘建召
孟祥伟
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Abstract

本发明涉及热电转化节能装置技术领域，具体指一种退火窑排风热电转化自应用装置；包括退火窑的外排风口、蒸汽气缸、换热器和变电装置，所述换热器的入口端与外排风口连接，换热器的出口端上设有风机；所述换热器的内腔中设有若干换热管，若干换热管分别与蒸汽气缸连通；所述变电装置包括发电机、气动轮机和蓄能器，发电机与蓄能器电连接，风机分别与蓄能器和外部电源电连接；本发明结构合理，玻璃窑的热排风进入换热器内对换热管进行加热，产生的高压蒸汽输出给气动轮机从而带动发电机工作，输出的电流经过储能器的转化并驱动风机和控制器，多余的热排风可输出到办公区等进行温控调节和其他利用，可有效提高能源利用率，减少热排放。

Description

一种退火窑排风热电转化自应用装置
技术领域
本发明涉及热电转化节能装置技术领域，具体指一种退火窑排风热电转化自应用装置。
背景技术
浮法玻璃属高能耗产业，目前我国三百多条生产线中以日产平板玻璃600-1200吨为主。生产中退火窑的生产工艺是将玻璃板均匀降温，以消除玻璃板在成型过程中的机械应力和残余热应力，玻璃在退火窑内闭路热风循环区内的温度梯度由600℃降至200℃左右，依玻璃比热容的物理特性，每吨玻璃退火冷却后所释放的热值为334400KJ/h，除约20％的热值由退火窑壳体外表面散失外，均以热风形式至车间外排空，平均排风温度在250℃以上。以一条日产800吨浮法生产线为例，每小时排空热值约为11×106KJ/h,折合标煤为410kg，常年稳定的热排放所导致的资源浪费是巨大的，且直接排放对环境也相当不利。因此，现有的退火窑排热方式还有待于改进和发展，从而将热能排放有效地利用，以减少能源的浪费和环境的影响。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构合理、余热转化率高、节能绿色环保的退火窑排风热电转化自应用装置。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的一种退火窑排风热电转化自应用装置,包括退火窑的外排风口、蒸汽气缸、换热器和变电装置，所述换热器的入口端与外排风口连接，换热器的出口端上设有风机；所述换热器的内腔中设有若干换热管，若干换热管分别与蒸汽气缸连通；所述变电装置包括发电机、气动轮机和蓄能器，蒸汽气缸的输出端与气动轮机的进气口连接，气动轮机的输出端与发电机传动连接，发电机与蓄能器电连接，且风机分别与蓄能器和外部电源电连接。
根据以上方案，所述气动轮机包括旋转气缸和叶轮，叶轮可转动地设于旋转气缸的内腔中，叶轮的转动轴与发电机传动连接；所述旋转气缸的缸壁上设有N个连通其内腔的通气孔，N为大于等于的偶数，所述N个通气孔沿同一圆周等距间隔设置，且任意相邻的两个通气孔上分别设有进气阀和出气阀，进气阀通过气管与蒸汽气缸连接。
根据以上方案，所述叶轮的叶片数为N的整数倍，叶轮的直径与旋转气缸的内腔直径匹配，叶轮上相邻的两个叶片与旋转气缸的内壁构成独立的气密腔，且叶轮转动过程中任意相邻两个气密腔分别与对应的进气阀和出气阀连通。
根据以上方案，所述换热器内设有预热管，预热管设于换热器的出口端里侧，预热管的两端分别与外部水源和蒸汽气缸连接，蒸汽气缸上设有液位检测器。
根据以上方案，所述换热器上设有控制器，蒸汽气缸的输出端上设有输出阀，蒸汽气缸上设有压力表，预热管与外部水源之间设有补水阀，换热管和预热管分别连接排污管，所述控制器分别与蓄能器、风机、压力表、输出阀、补水阀电连接。
本发明有益效果为：本发明结构合理，玻璃窑的热排风由风机带动进入换热器内对换热管进行加热，使蒸汽气缸内的水沸腾产生的高压蒸汽输出给气动轮机，高压蒸汽进入气密仓内对叶轮产生周向应力使其转动，从而驱动发电机做功发电，输出的电流经过储能器的转化并驱动风机和控制器，多余的热排风可输出到办公区等进行温控调节和其他利用，可有效提高能源利用率，减少热排放。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图中：
1、外排风口；2、换热器；3、蒸汽气缸；4、预热管；5、发电机；6、气动轮机；11、外部水源；12、排污管；21、风机；22、控制器；31、换热管；32、液位检测器；33、输出阀；34、压力表；41、补水阀；51、蓄能器；61、叶轮、62、叶轮；63、通气孔；64、进气阀；65、出气阀；66、气密腔。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1所示，本发明所述的一种退火窑排风热电转化自应用装置,包括退火窑的外排风口1、蒸汽气缸3、换热器2和变电装置，所述换热器2的入口端与外排风口1连接，换热器2的出口端上设有风机21；所述换热器2的内腔中设有若干换热管31，若干换热管31分别与蒸汽气缸3连通；所述变电装置包括发电机5、气动轮机6和蓄能器51，蒸汽气缸3的输出端与气动轮机6的进气口连接，气动轮机6的输出端与发电机5传动连接，发电机5与蓄能器51电连接，且风机21分别与蓄能器51和外部电源电连接；所述风机21带动退火窑内的热排风进入换热器2内，换热管31与蒸汽气缸3连通注入有软化水，换热管31受热从而使蒸汽气缸3内的水沸腾并产生高压蒸汽，蒸汽气缸3输出高压蒸汽进入气动轮机6使其做功，从而带动发电机5工作实现热量、压强、扭力和磁电的转换，发电机5产生的电流输出给蓄能器51储存，从而使蓄能器51输出电流驱动风机21工作；所述退火窑内不断进出的玻璃提供的退火热能，在风机21的抽离作用下实现降温退火目的，而这些退火热能经过自应用装置的转化并驱动风机21和其他用电设备，可实现能源利用率和节能减排的目的。
所述气动轮机6包括旋转气缸61和叶轮62，叶轮62可转动地设于旋转气缸61的内腔中，叶轮62的转动轴与发电机5传动连接；所述旋转气缸61的缸壁上设有N个连通其内腔的通气孔63，N为大于等于2的偶数，所述N个通气孔63沿同一圆周等距间隔设置，且任意相邻的两个通气孔63上分别设有进气阀64和出气阀65，进气阀64通过气管与蒸汽气缸3连接；所述叶轮62的叶片呈帆形结构设置，叶片的前侧面沿叶轮62的转轴径向设置为做功面，叶片的后侧面呈曲面设置为非做功面；所述叶轮62的叶片数为N的整数倍，叶轮62的直径与旋转气缸61的内腔直径匹配，叶轮62上相邻的两个叶片与旋转气缸61的内壁构成独立的气密腔66，且叶轮62转动过程中任意相邻两个气密腔66分别与对应的进气阀64和出气阀65连通；所述叶轮62相邻两个叶片的前后侧面构成气密仓66的边界，且高压蒸汽从进气阀64进入该气密仓66后，叶轮62转动方向上的下一个气密仓66与出气阀65连通，从而压力在气密舱66内对叶轮62形成周向上的推动力使其转动，从而带动发电机5转动实现磁电转换。
所述换热器2内设有预热管4，预热管4设于换热器2的出口端里侧，预热管4的两端分别与外部水源11和蒸汽气缸3连接，蒸汽气缸3上设有液位检测器32；所述液位检测器32检测到蒸汽气缸3内的水量减少后，预热管4内经过预热的软化水输入蒸汽气缸3内，而外部水源11则对预热管4进行补水并继续加热等待下次补水，经过预热的水加入蒸汽气缸3可避免冷水添加造成的气化中断问题，提高自应用装置整体运行的连续性。
所述换热器2上设有控制器22，蒸汽气缸3的输出端上设有输出阀33，蒸汽气缸3上设有压力表34，预热管4与外部水源11之间设有补水阀41，换热管31和预热管4分别连接排污管12，所述控制器22分别与蓄能器51、风机21、压力表34、输出阀33、补水阀41电连接。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (5)

1.一种退火窑排风热电转化自应用装置,其特征在于：包括退火窑的外排风口(1)、蒸汽气缸(3)、换热器(2)和变电装置，所述换热器(2)的入口端与外排风口(1)连接，换热器(2)的出口端上设有风机(21)；所述换热器(2)的内腔中设有若干换热管(31)，若干换热管(31)分别与蒸汽气缸(3)连通；所述变电装置包括发电机(5)、气动轮机(6)和蓄能器(51)，蒸汽气缸(3)的输出端与气动轮机(6)的进气口连接，气动轮机(6)的输出端与发电机(5)传动连接，发电机(5)与蓄能器(51)电连接，且风机(21)分别与蓄能器(51)和外部电源电连接。
2.根据权利要求1所述的退火窑排风热电转化自应用装置，其特征在于：所述气动轮机(6)包括旋转气缸(61)和叶轮(62)，叶轮(62)可转动地设于旋转气缸(61)的内腔中，叶轮(62)的转动轴与发电机(5)传动连接；所述旋转气缸(61)的缸壁上设有N个连通其内腔的通气孔(63)，N为大于等于2的偶数，所述N个通气孔(63)沿同一圆周等距间隔设置，且任意相邻的两个通气孔(63)上分别设有进气阀(64)和出气阀(65)，进气阀(64)通过气管与蒸汽气缸(3)连接。
3.根据权利要求2所述的退火窑排风热电转化自应用装置，其特征在于：所述叶轮(62)的叶片数为N的整数倍，叶轮(62)的直径与旋转气缸(61)的内腔直径匹配，叶轮(62)上相邻的两个叶片与旋转气缸(61)的内壁构成独立的气密腔(66)，且叶轮(62)转动过程中任意相邻两个气密腔(66)分别与对应的进气阀(64)和出气阀(65)连通。
4.根据权利要求1所述的退火窑排风热电转化自应用装置，其特征在于：所述换热器(2)内设有预热管(4)，预热管(4)设于换热器(2)的出口端里侧，预热管(4)的两端分别与外部水源(11)和蒸汽气缸(3)连接，蒸汽气缸(3)上设有液位检测器(32)。
5.根据权利要求4所述的退火窑排风热电转化自应用装置，其特征在于：所述换热器(2)上设有控制器(22)，蒸汽气缸(3)的输出端上设有输出阀(33)，蒸汽气缸(3)上设有压力表(34)，预热管(4)与外部水源(11)之间设有补水阀(41)，换热管(31)和预热管(4)分别连接排污管(12)，所述控制器(22)分别与蓄能器(51)、风机(21)、压力表(34)、输出阀(33)、补水阀(41)电连接。
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