CN108150699B - 发电机余热利用调节组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电机余热利用调节组件，所述发电机余热利用调节组件包括：发电机、多组余热利用设备、烟气分流调节装置和驱动装置，发电机通过燃烧发电并产生废气；烟气分流调节装置设置在发电机和多组余热利用设备之间以改变废气的流向和流量，烟气分流调节装置包括：壳体和设置在壳体内的浮球阀，其中，壳体的外周面上设置有多个连通孔，其中一个连通孔通过排气管与发电机相连以接收废气，且排气管上设置有压力感应器，其余的每个连通孔通过进气管与对应的余热利用设备相连；驱动装置用于驱动浮球阀运动以使浮球阀在同一时刻至多封闭一个连通孔。根据本发明的发电机余热利用调节组件，可使发电机组利用小时数增加及较少调节实现最大利用。

Description

发电机余热利用调节组件

技术领域

本发明涉及能源领域，具体而言，涉及一种发电机余热利用调节组件。

背景技术

天然气分布式能源领域常用发电机组有燃气轮机、内燃机、汽轮机等，燃气轮机与内燃机排放的烟气具有大量的余热，余热利用方式根据末端冷热蒸汽需求可选择溴化锂机组(制取冷、热水)、余热锅炉(制取蒸汽)、烟气热水板式换热器(制取热水)等等。

一般为保证发电机组稳定高效发电，发电机组与余热烟气利用设备一般采用一对一原则，烟气排放的压力需要保持稳定，而烟气在进入余热利用机组时，受末端冷热需求的波动造成烟气余热利用的变化，易造成烟气排放压力不稳定使得发电机组需要迎合末端烟气余热需求进行部分负荷的发电或者设置旁通管将多余烟气排放至大气造成余热浪费。

现有余热利用因为考虑保证发电机组排放烟气的背压，而放弃多样化利用烟气的可能性，或者直接造成烟气浪费，存在改进空间。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种发电机余热利用调节组件，所述发电机余热利用调节组件可使发电机组利用小时数增加及较少调节实现最大利用。

根据本发明实施例的发电机余热利用调节组件，包括：发电机，所述发电机通过燃烧发电并产生废气；多组余热利用设备和烟气分流调节装置，所述烟气分流调节装置设置在所述发电机和所述多组余热利用设备之间以改变所述废气的流向和流量，所述烟气分流调节装置包括：壳体和设置在所述壳体内的浮球阀，其中，所述壳体的外周面上设置有多个连通孔，其中一个所述连通孔通过排气管与所述发电机相连以接收所述废气，且所述排气管上设置有压力感应器，其余的每个所述连通孔通过进气管与对应的所述余热利用设备相连；以及驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述浮球阀运动以使所述浮球阀在同一时刻至多封闭一个所述连通孔。

根据本发明的发电机余热利用调节组件，通过在发电机和多组余热利用设备之间增加烟气分流调节装置，并利用烟气分流调节装置控制废气的流向和流量，从而充分发挥发电机组烟气利用的多样性、充分性，使发电机组能高效率满负荷运行，从而提高系统的经济性和综合能源效率。

根据本发明一个实施例的发电机余热利用调节组件，所述浮球阀的顶部通过弹性件与所述壳体的内顶壁连接。

进一步地，所述浮球阀的底部设置有薄膜，所述浮球阀的顶部伸入有导流管，所述导流管从所述壳体内向外伸出。

根据本发明一个实施例的发电机余热利用调节组件，所述浮球阀的顶部通过弹性件与所述壳体的内顶壁连接，所述浮球阀的底部设置有薄膜，所述浮球阀的顶部伸入有导流管，所述导流管从所述壳体内向外伸出；

其中，所述弹性件套设在所述导流管上。

根据本发明一个实施例的发电机余热利用调节组件，所述驱动装置利用磁性作用驱动所述浮球阀动作。

可选地，所述驱动装置包括：电磁件，所述电磁件设置在所述进气管和所述排气管的与所述壳体相连的一端处，所述浮球阀为可被磁性吸附的磁性浮球阀。

进一步地，所述浮球阀包括：球体，所述球体的底部形成有切面，所述薄膜设置在所述切面处并封闭所述切面。

根据本发明一个实施例的发电机余热利用调节组件，所述进气管的与所述余热利用设备相连的一端设置有烟气入口调节阀。

根据本发明一个实施例的发电机余热利用调节组件，所述壳体为圆柱体，所述连通孔设置在所述圆柱体的外周面上；或者

所述壳体为正多棱柱，所述正多棱柱的至少两个侧面上设置有所述连通孔。

可选地，所述弹性件为弹性可伸缩件。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的发电机余热利用调节组件的布置示意图；

图2是图1中烟气分流调节装置的结构示意图；

图3是图2中烟气分流调节装置的俯视图；

图4是另一种实施例的烟气分流调节装置的结构示意图。

附图标记：

发电机余热利用调节组件100，发电机1，第一组余热利用设备21，第一烟气入口调节阀22，第一进气管23，第二组余热利用设备31，第二烟气入口调节阀32，第二进气管33，烟气分流调节装置4，壳体41，顶壁411，连通孔412，浮球阀42，弹性件421，薄膜422，排气管5，第一压力感应器51，导流管6，第二压力感应器61，电磁件7。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的发电机余热利用调节组件100。如图1-图4所示，根据本发明实施例的发电机余热利用调节组件100包括：发电机1、多组余热利用设备、烟气分流调节装置4和驱动装置。

发电机1通过燃烧发电并产生废气，余热利用设备可以为多组，每一组余热利用设备与末端负荷相连，例如末端负荷可以是溴化锂机组(制取冷、热水)、锅炉(制取蒸汽)、热水板式换热器(制取热水)、水箱等等。

烟气分流调节装置4可以设置在发电机1和多组余热利用设备(如第一组余热利用设备21和第二组余热利用设备31)之间以改变废气的流向和流量，从而根据余热利用设备的需求选择废气的流通与否以及废气量的大小，从而满足末端负荷的冷热蒸汽需求，调节方便，废气利用率高。

烟气分流调节装置4可以包括：壳体41和设置在壳体41内的浮球阀42，其中，壳体41的外周面上可以设置有连通孔412，连通孔412可以为多个，多个连通孔412在壳体41的外周面上间隔分布，其中一个连通孔412通过排气管5与发电机1相连以接收废气，且排气管5上可以设置有第一压力感应器51以监测排气管5上废气的压力，其余的每个连通孔412通过进气管与对应的余热利用设备相连，从而将废气导向对应的余热利用设备以供其使用。

驱动装置用于驱动浮球阀42运动以使浮球阀42在同一时刻至多封闭一个连通孔412，也就是说，浮球阀42的每次运动最多只能封闭其中一个连通孔412，从而切断对应的余热利用设备与发电机1组的连通，从而平衡各余热利用设备对废气的需求。

根据本发明实施例的发电机余热利用调节组件100，通过在发电机1和多组余热利用设备之间增加烟气分流调节装置4，并利用烟气分流调节装置4控制废气的流向和流量，从而充分发挥发电机1组烟气利用的多样性、充分性，使发电机组能高效率满负荷运行，从而提高系统的经济性和综合能源效率。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，壳体41可以为圆柱体，连通孔412设置在圆柱体的外周面上，可选地，连通孔412可以为多个，多个连通孔412可以在圆柱体的外周面上间隔分布，或者在另一些实施例中，如图4所示，壳体41可以为正多棱柱，正多棱柱的至少两个侧面上设置有连通孔412，当然，壳体41还可以是球体，球体的外球面上可以设置有多个连通孔412。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，浮球阀42的顶部可以通过弹性件421与壳体41的内顶壁411连接，可选地，弹性件421可以为弹性可伸缩件，这样，通过弹性伸缩材料将浮球阀42与壳体41进行连接，并使得浮球阀42在壳体41内悬空且可自由浮动，从而使得浮球阀42对废气的流向和流量的调节更方便。

进一步地，浮球阀42的底部可以设置有薄膜422，具体地，如图2所示，浮球阀42可以包括：球体，球体的底部形成有切面，薄膜422设置在切面处并封闭切面，由此可方便薄膜422的贴覆，且不易从球体上脱落。浮球阀42的顶部伸入有导流管6，导流管6从壳体41内向外伸出，这样，当废气量超过余热利用设备的需求时，多余的废气可从浮球阀42底部的薄膜422进入浮球阀42内，进而通过导流管6进入到废气利用装置如水箱或换热器，或者直接排往大气，使得压力保持平衡。

在另一些实施例中，浮球阀42的顶部可以通过弹性件421与壳体41的内顶壁411连接，浮球阀42的底部设置有薄膜422，浮球阀42的顶部伸入有导流管6，导流管6从壳体41内向外伸出，弹性件421可以为空心管状结构，且弹性件421套设在导流管6上，这样，在弹性件421内设置导流管6，当浮球阀42外部压力较大时，多余废气或其他流体可从导流管6排出，同时，导流管6的设置方式简单，浮球阀42的制造成本低。

可选地，驱动装置可以利用磁性作用驱动浮球阀42动作，进一步地，驱动装置可以包括：电磁件7，如图1所示，电磁件7可以设置在进气管和排气管5的与壳体41相连的一端处，如图3所示，且电磁件7至少部分包覆进气管和排气管5的外周面设置，浮球阀42为可被磁性吸附的磁性浮球阀42，这样，当其中一个进气管内的压力过大时，可通过对电磁件7进行通电，通电后的电磁件7可吸引磁性浮球阀42向对应的连通孔412运动，从而封闭该连通孔412，从而避免对应的余热利用设备的压力变化而造成对发电机1尾端的影响，进而影响发电机1的平衡运行。

进一步地，如图1所示，进气管的与余热利用设备相连的一端可以设置有烟气入口调节阀，具体地，第一进气管23上可以设置有第一烟气入口调节阀22，第二进气管33上可以设置有第二烟气入口调节阀32，由此烟气入口调节阀可根据末端负荷的需求调节进气管内废气的流量，从而满足末端负荷的蒸汽需求。

下面参照图1-图4详细描述根据本发明实施例的发电机余热利用调节组件100的工作过程：

如图1-图4所示，根据本发明实施例的发电机余热利用调节组件100的发电机1排放的废气通过设计分别分流向第一组余热利用设备21和第二组余热利用设备31，由于余热利用设备受末端负荷的波动，通过第一烟气入口调节阀22、第二烟气入口调节阀32和压力感应器进行废气需求的调节，浮球阀42根据末端调节传导的压力变化进行自然浮动以达到自平衡效果，从而避免压力波动直接传导到发电机1尾气端，进而确保发电机1的平衡稳定运行。

具体地，例如：第一组余热利用设备21对烟气需求量降低，通过第一烟气入口调节阀22进行调节，使得第一进气管23的压力瞬时增大，信号传导到浮球阀42，浮球阀42短时间内进行一个动态的波动，同时，浮球阀42保证压力平衡，多余的烟气从下部薄膜422通过导流管6排往烟气利用装置如水箱或换热器，或直接排往大气，当排往大气时，导流管6上可以设置有第二压力感应器61，从而使得排气管5的压力保持平衡，进而保证发电机1的平稳运行。

综上所述，根据本发明实施例的发电机余热利用调节组件100，通过在发电机1和多组余热利用设备之间增加烟气分流调节装置4，利用烟气分流调节装置4自动平衡末端带来的压力波动，减缓带给排气管5的压力影响，从而在发电机1的余热利用时，可以保证发电机1充分发电或减小排气管5的压力变动，余热通过多个设备(如第一组余热利用设备21和第二组余热利用设备31)共同分享调节利用,从而使原来发电设备与余热利用一对一的系统模式改变为一对多，使得发电机组利用小时数增加及较少调节实现最大利用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种发电机余热利用调节组件，其特征在于，包括：

发电机，所述发电机通过燃烧发电并产生废气；

多组余热利用设备和烟气分流调节装置，所述烟气分流调节装置设置在所述发电机和所述多组余热利用设备之间以改变所述废气的流向和流量，所述烟气分流调节装置包括：壳体和设置在所述壳体内的浮球阀，所述浮球阀的底部设置有薄膜，所述浮球阀的顶部伸入有导流管，所述导流管从所述壳体内向外伸出；

其中，所述壳体的外周面上设置有多个连通孔，其中一个所述连通孔通过排气管与所述发电机相连以接收所述废气，且所述排气管上设置有压力感应器，其余的每个所述连通孔通过进气管与对应的所述余热利用设备相连；以及

驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述浮球阀运动以使所述浮球阀在同一时刻至多封闭一个所述连通孔。

2.根据权利要求1所述的发电机余热利用调节组件，其特征在于，所述浮球阀的顶部通过弹性件与所述壳体的内顶壁连接。

3.根据权利要求1所述的发电机余热利用调节组件，其特征在于，所述浮球阀的顶部通过弹性件与所述壳体的内顶壁连接，所述浮球阀的底部设置有薄膜，所述浮球阀的顶部伸入有导流管，所述导流管从所述壳体内向外伸出；

其中，所述弹性件套设在所述导流管上。

4.根据权利要求1所述的发电机余热利用调节组件，其特征在于，所述驱动装置利用磁性作用驱动所述浮球阀动作。

5.根据权利要求4所述的发电机余热利用调节组件，其特征在于，所述驱动装置包括：电磁件，所述电磁件设置在所述进气管和所述排气管的与所述壳体相连的一端处，所述浮球阀为可被磁性吸附的磁性浮球阀。

6.根据权利要求1所述的发电机余热利用调节组件，其特征在于，所述浮球阀包括：球体，所述球体的底部形成有切面，所述薄膜设置在所述切面处并封闭所述切面。

7.根据权利要求1所述的发电机余热利用调节组件，其特征在于，所述进气管的与所述余热利用设备相连的一端设置有烟气入口调节阀。

8.根据权利要求1所述的发电机余热利用调节组件，其特征在于，所述壳体为圆柱体，所述连通孔设置在所述圆柱体的外周面上；或者

所述壳体为正多棱柱，所述正多棱柱的至少两个侧面上设置有所述连通孔。

9.根据权利要求2所述的发电机余热利用调节组件，其特征在于，所述弹性件为弹性可伸缩件。