CN107975393A - 一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统 - Google Patents

一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统，包括发电机、汽轮机、蒸汽锅炉、燃烧室、抽风机、热交换器及水泵；汽轮机的输出端与发电机的输入端固定连接，汽轮机上设有低压回流管道及高压蒸汽管道，低压回流管道及高压蒸汽管道均与蒸汽锅炉连通，蒸汽锅炉下方设有燃烧室；热交换器包括壳体、底板及热交换管，热交换管安装于壳体内，燃烧室通过抽风机与热交换管连通，热交换管与大气相通，壳体还与蒸汽锅炉相通，底板与壳体下部转连，底板与壳体下部可拆卸连接。本发明能对在燃烧室内原材料燃烧后产生的大量高温烟气进行热量回收利用；将底板与壳体下部拆开并使得底板相对于壳体转动，便于对热交换器内长期累积的残渣进行清洗。

Description

一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统
技术领域
本发明涉及锅炉余热利用领域，具体涉及一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统。
背景技术
燃烧垃圾会带来很严重的环境污染问题，同样火力发电也存在一些环境污染问题，在燃烧室内原材料燃烧后会产生大量高温烟气这些烟气被排放到大气中后引发的环境问题有雾霾、烟尘、酸雨、水污染等。一般来说，这些烟气的温度都高达600～700℃，直接排放到大气中也会造成极大的能量浪费。
现有的燃烧室加装的余热利用装置往往存在以下问题：
1.难以对热交换器内长期累积的残渣进行清洗，或者说清洗起来非常不方便；
2.没有具有“削峰填谷”功能的保温蓄能装置，因为从燃烧室中出来的烟气有时量多有时量少，无法保证蒸汽锅炉产生的蒸汽量在合理范围内；
3.对蒸汽管道中的流速不能进行良好的控制。
发明内容
本发明提供了一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统，解决了以上所述的技术问题。
本发明解决上述技术问题的方案如下：一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统，所述火力发电系统包括发电机、机架、汽轮机、蒸汽锅炉、燃烧室、抽风机、热交换器及水泵；所述发电机固定安装于所述机架上，所述汽轮机的输出端与所述发电机的输入端固定连接，所述汽轮机上设有低压回流管道及高压蒸汽管道，所述低压回流管道及所述高压蒸汽管道均与所述蒸汽锅炉连通，所述蒸汽锅炉的下方设有所述燃烧室；所述热交换器包括壳体及热交换管，所述热交换管安装于所述壳体的内部，所述燃烧室通过所述抽风机与所述热交换管的一端连通，所述热交换管的另一端与大气相通，所述壳体通过所述水泵与水源连通，所述壳体还与所述蒸汽锅炉相通，所述壳体的底部开口且开口处设有可启闭的底板。
所述底板的一侧与所述壳体下部的一侧转动连接，所述底板的另一侧与所述壳体下部的另一侧可拆卸连接。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统，具有以下优点：1、通过在火力发电系统的燃烧室上加装有余热利用装置，能够对在燃烧室内原材料燃烧后产生的大量高温烟气进行热量回收利用；2、通过将所述底板设置于所述壳体的底部，所述底板的一侧与所述壳体下部的一侧转动连接，所述底板的另一侧与所述壳体下部的另一侧可拆卸连接，将底板的另一侧与所述壳体下部的另一侧拆开并使得底板相对于壳体转动，便于对热交换器内长期累积的残渣进行清洗，清洗起来非常方便；3、通过将所述汽轮机低压回流管道与所述蒸汽锅炉连通，能够减少能量损失，提高发电效率。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述火力发电系统还包括过滤器，所述燃烧室通过所述过滤器与所述抽风机连通。
采用上述进一步方案的有益效果是：所述燃烧室通过所述过滤器与所述抽风机连通，能够对烟气中的较大颗粒物进行吸收以免直接排放到大气中。
进一步，所述火力发电系统还包括净烟排烟装置，所述热交换管通过所述净烟排烟装置与大气相通。
采用上述进一步方案的有益效果是：热交换管通过所述净烟排烟装置与大气相通，能够进一步避免污染环境。
进一步，所述火力发电系统还包括控制器，所述壳体与所述蒸汽锅炉连通的管道上设有保温蓄能支路，所述保温蓄能支路上依次设有第一电控调节阀及保温蓄能器，所述保温蓄能器上设有压力传感器，所述控制器分别与所述第一电控调节阀及所述压力传感器电连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过在所述壳体与所述蒸汽锅炉连通的管道上设有保温蓄能支路，所述保温蓄能支路上依次设有第一电控调节阀及保温蓄能器，能够对高温烟气中的热量进行回收收集再利用；通过在所述蓄能器上设有压力传感器，控制器用于获取压力传感器检测得到的压力数据并判断是否超过所述保温蓄能器的安全压力，当控制器获取的压力数据大于保温蓄能器的安全压力时，会命令第一电控调节阀关闭。该保温蓄能支路能够保证蒸汽锅炉产生的蒸汽量在合理范围内，量多时保温蓄能装置能够对含多余热量的烟气进行吸收，量少时保温蓄能装置能够释放以前存储的烟气热量，从而保证蒸汽锅炉产生的蒸汽量在合理范围内。
进一步，所述壳体与所述蒸汽锅炉连通的管道上还设有流量传感器及第二电控调节阀，所述控制器与所述第二电控调节阀及所述流量传感器电连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过在壳体与蒸汽锅炉连通的管道上设有流量传感器用于监控泄压流速，并传送流速数据给控制器，所述控制器处理完回油管路中的流速数据后，作用于第二电液比例流量阀并控制其开口大小，能够对蒸汽管道中的流速进行良好的控制。
进一步，所述汽轮机的下方设有冷凝水出水管。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一实施例提供的一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统的结构示意图；
图2为图1提供的一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统中控制系统的方框图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
100、火力发电系统；10、发电机；20、机架；30、汽轮机；31、低压回流管道；32、高压蒸汽管道；33、冷凝水出水管；40、蒸汽锅炉；50、燃烧室；60、过滤器；70、抽风机；80、热交换器；81、壳体；82、底板；83、热交换管；90、净烟排烟装置；101、水泵；102、水源；103、流量传感器；104、压力传感器；105、保温蓄能器；106、第一电控调节阀；107、第二电控调节阀；108、控制器。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1-2所示，本发明提供了一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统，所述火力发电系统100包括发电机10、机架20、汽轮机30、蒸汽锅炉40、燃烧室50、抽风机70、热交换器80及水泵101；所述发电机10固定安装于所述机架20上，所述汽轮机30的输出端与所述发电机10的输入端固定连接，所述汽轮机30上设有低压回流管道31及高压蒸汽管道32，所述低压回流管道31及所述高压蒸汽管道32均与所述蒸汽锅炉40连通，所述蒸汽锅炉40的下方设有所述燃烧室50；所述热交换器80包括壳体81、底板82及热交换管83，所述热交换管83安装于所述壳体81的内部，所述燃烧室50通过所述抽风机70与所述热交换管83的一端连通，所述热交换管83的另一端与大气相通，所述壳体81通过所述水泵101与水源102连通，所述壳体81还与所述蒸汽锅炉40相通，所述壳体81的底部开口且开口处设有可启闭的底板82。
所述底板82的一侧与所述壳体81下部的一侧转动连接，所述底板82的另一侧与所述壳体81下部的另一侧可拆卸连接。
上述实施例中提供了一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统，具有以下优点：1、通过在火力发电系统的燃烧室50上加装有余热利用装置，能够对在燃烧室50内原材料燃烧后产生的大量高温烟气进行热量回收利用；2、通过将所述底板82设置于所述壳体81的底部，所述底板82的一侧与所述壳体81下部的一侧转动连接，所述底板82的另一侧与所述壳体81下部的另一侧可拆卸连接，将底板82的另一侧与所述壳体81下部的另一侧拆开并使得底板82相对于壳体81转动，便于对热交换器内长期累积的残渣进行清洗，清洗起来非常方便；3、通过将所述汽轮机30低压回流管道31与所述蒸汽锅炉40连通，能够减少能量损失，提高发电效率。
优选的，如图1所示，所述火力发电系统100还包括过滤器60，所述燃烧室50通过所述过滤器60与所述抽风机70连通。所述燃烧室50通过所述过滤器60与所述抽风机70连通，能够对烟气中的较大颗粒物进行吸收以免直接排放到大气中。
优选的，如图1所示，所述火力发电系统100还包括净烟排烟装置90，所述热交换管83通过所述净烟排烟装置90与大气相通。热交换管83通过所述净烟排烟装置90与大气相通，能够进一步避免污染环境。
优选的，如图1-2所示，所述火力发电系统100还包括控制器108，所述壳体81与所述蒸汽锅炉40连通的管道上设有保温蓄能支路，所述保温蓄能支路上依次设有第一电控调节阀106及保温蓄能器105，所述保温蓄能器105上设有压力传感器104，所述控制器108分别与所述第一电控调节阀106及所述压力传感器104电连接。
需要说明的是，所述保温蓄能器105可设计为气囊式蓄能器。通过将保温蓄能器105设计为气囊式蓄能器，气液可靠隔离、密封性好、无泄漏；而且气囊惯性小、反应灵敏；结构紧凑、重量轻；最高工作压力为32MPa，最大气体容量为150L，适用于该液体泄压回路的储能、吸收脉动和压力冲击。可以理解的是，所述保温蓄能器105还可以是重力加载式、弹簧加载式和其他种类的气体加载式等所有适用于气压系统的蓄能器。所述保温蓄能器105的保温特性可通过在其表面设置一个隔热保温层来实现。
通过在所述壳体81与所述蒸汽锅炉40连通的管道上设有保温蓄能支路，所述保温蓄能支路上依次设有第一电控调节阀106及保温蓄能器105，能够对高温烟气中的热量进行回收收集再利用；通过在所述蓄能器上设有压力传感器，控制器用于获取压力传感器检测得到的压力数据并判断是否超过所述保温蓄能器105的安全压力，当控制器获取的压力数据大于保温蓄能器105的安全压力时，会命令第一电控调节阀106关闭。该保温蓄能支路能够保证蒸汽锅炉40产生的蒸汽量在合理范围内，量多时保温蓄能装置能够对含多余热量的烟气进行吸收，量少时保温蓄能装置能够释放以前存储的烟气热量，从而保证蒸汽锅炉40产生的蒸汽量在合理范围内。
优选的，如图1-2所示，所述壳体81与所述蒸汽锅炉40连通的管道上还设有流量传感器103及第二电控调节阀107，所述控制器108与所述第二电控调节阀107及所述流量传感器103电连接。
通过在壳体81与蒸汽锅炉40连通的管道上设有流量传感器103用于监控蒸汽流速，并传送流速数据给控制器108，所述控制器108处理完回油管路中的流速数据后，作用于第二电液比例流量阀107并控制其开口大小，能够对蒸汽管道中的流速进行良好的控制。
优选的，如图1所示，所述汽轮机30的下方设有冷凝水出水管33。
如图1-2所示，本发明的具体工作原理及使用方法为：首先通过控制器108打开第一电控调节阀106并关闭第二电控调节阀107，与此同时通过流量传感器103检测回流液体的流速数据并反馈给控制器108，控制器108分析处理该流速数据后调节第一电控调节阀106的开口至合适大小，从而保证进入保温蓄能器105的液体流速至合理范围内；
然后壳体81中的水蒸气进入保温蓄能器105中进行储存能量；通过在所述蓄能器105上设有压力传感器104，控制器108用于获取压力传感器104检测得到的压力数据并判断是否超过保温蓄能器105的安全压力，当控制器108获取的压力数据大于保温蓄能器105的安全压力时，会命令第一电控调节阀106关闭，再打开第一电控调节阀107释放水蒸气进入蒸汽锅炉40内；
通过在该蒸汽管道上设有流量传感器103用于监控水蒸气流速，并传送流速数据给控制器108，所述控制器108分析处理管道中的水蒸气流速数据后，作用于第二电控调节阀107并控制其开口大小，从而保证了主回路上的蒸汽流速处于正常范围内。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统，其特征在于，所述火力发电系统(100)包括发电机(10)、机架(20)、汽轮机(30)、蒸汽锅炉(40)、燃烧室(50)、抽风机(70)、热交换器(80)及水泵(101)；
所述发电机(10)固定安装于所述机架(20)上，所述汽轮机(30)的输出端与所述发电机(10)的输入端固定连接，所述汽轮机(30)上设有低压回流管道(31)及高压蒸汽管道(32)，所述低压回流管道(31)及所述高压蒸汽管道(32)均与所述蒸汽锅炉(40)连通，所述蒸汽锅炉(40)的下方设有所述燃烧室(50)；所述热交换器(80)包括壳体(81)及热交换管(83)，所述热交换管(83)安装于所述壳体(81)的内部，所述燃烧室(50)通过所述抽风机(70)与所述热交换管(83)的一端连通，所述热交换管(83)的另一端与大气相通，所述壳体(81)通过所述水泵(101)与水源(102)连通，所述壳体(81)还与所述蒸汽锅炉(40)相通，所述壳体(81)的底部开口且开口处设有可启闭的底板(82)。
2.根据权利要求1所述一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统，其特征在于，所述底板(82)的一侧与所述壳体(81)下部的一侧转动连接，所述底板(82)的另一侧与所述壳体(81)下部的另一侧可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统，其特征在于，所述火力发电系统(100)还包括过滤器(60)，所述燃烧室(50)通过所述过滤器(60)与所述抽风机(70)连通。
4.根据权利要求1所述一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统，其特征在于，所述火力发电系统(100)还包括净烟排烟装置(90)，所述热交换管(83)通过所述净烟排烟装置(90)与大气相通。
5.根据权利要求1所述一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统，其特征在于，所述火力发电系统(100)还包括控制器(108)，所述壳体(81)与所述蒸汽锅炉(40)连通的管道上设有保温蓄能支路，所述保温蓄能支路上依次设有第一电控调节阀(106)及保温蓄能器(105)，所述保温蓄能器(105)上设有压力传感器(104)，所述控制器(108)分别与所述第一电控调节阀(106)及所述压力传感器(104)电连接。
6.根据权利要求5所述一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统，其特征在于，所述壳体(81)与所述蒸汽锅炉(40)连通的管道上还设有第二电控调节阀(107)及流量传感器(103)，所述控制器(108)与所述第二电控调节阀(107)及所述流量传感器(103)电连接。
7.根据权利要求1-6任一所述一种具有烟气余热利用功能的火力发电系统，其特征在于，所述汽轮机(30)的下方设有冷凝水出水管(33)。
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