CN109340805B - 一种基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置，包括烟道炉体，在所述烟道炉体的两端分别开设有烟气入口和烟气出口，在烟道炉体内部分别依次设有导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔，导热油预热腔靠近烟气入口一侧，生活用热水腔靠近烟气出口一侧，在导热油预热腔中设有第一导热盘管，在蒸汽制备腔设有第二导热盘管，在生活用热水腔设有第三导热盘管，在导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔的腔体内分别设有腔内导流结构，在导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔的腔体烟气出口处分别设有腔体导流结构。有益效果：多种介质的预热加热，导热管与烟气的接触高效、充分，且接触时间可控。

Description

一种基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置
技术领域
本发明涉及烟气余热梯级综合利用技术，具体涉及一种基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置。
背景技术
在我国天然气储量资料十分丰富，天然气作为一种清洁且较易获得的能源以及燃烧后零排放、高热值等，使燃气发电机在化工领域特别是天然气液化工厂中被大量使用。同时为了满足工艺要求，化工领域多配置导热油主要用于蒸馏、蒸发、聚合、缩合/脱乳、脂化、干燥、熔融、脱氢、强制保温等装置的加热。导热油炉对导热油的加热需要大量的能源，同时为了满足工艺生产及满足环境和人员生活的要求，液化工厂除需要高温导热油外，同时也需要中低压的蒸汽，采暖水，生活热水等。
为了满足以上的条件，需要采购相关的设备、管道及修建相关的配套建筑满足设备运行环境所需，占用相当的初期投资资金，以及维持设备的运行费用一直是一笔客观的支出，这减少了企业的收入利润，降低了企业的竞争力，也增加了国家能源的供给压力。本发明主要提供一种燃气发电及烟气余热阶梯利用方案，实现对烟气余热的综合利用，同时满足外界对不同介质，不同温度，不同状态的媒介的需求，提供一种综合能源供给方案，有高效、节能、投资少、占地少、介质输出形式多样、温度梯度高、易实现等优点。
发明内容
本发明的目的克服现有技术的不足，提供一种基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置，该装置利用燃气发电机烟气的余热分别对导热油预热腔中的导热油预热、蒸汽制备腔中的蒸汽制备、生活用热水腔中的生活用热水提供热源，实现了对燃气发电机烟气余热多梯级利用，同时为了更好的满足导热油预热、蒸汽制备、生活用热水的供热效果，在该装置中设有烟气的腔内导流结构，以此增加高温烟气在各腔体中与各导热盘管的充分接触，在该装置中还设有腔体导流结构，以此控制高温烟气在各腔体中的停留时间，双管齐下，实现了燃气发电机烟气余热的充分高效利用，节能环保，一个烟道炉体实现了多介质的预热、加热。
本发明的目的是通过以下技术措施达到的：一种基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置，包括烟道炉体，在所述烟道炉体的两端分别开设有烟气入口和烟气出口，在烟道炉体内部分别依次设有导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔，导热油预热腔靠近烟气入口一侧，生活用热水腔靠近烟气出口一侧，在导热油预热腔中设有第一导热盘管，在蒸汽制备腔设有第二导热盘管，在生活用热水腔设有第三导热盘管，在导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔的腔体内分别设有腔内导流结构，在导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔的腔体烟气出口处分别设有腔体导流结构。
进一步地，所述腔内导流结构均匀的分布在导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔中，第一导热盘管、第二导热盘管和第三导热盘管分别与腔内导流结构纵横交错的布置。
进一步地，所述腔内导流结构包括多个导流板，导流板之间组合形成一个迂回的烟气导流通道。
进一步地，所述腔体导流结构为第一多叶风阀。
进一步地，所述腔体导流结构还包括设在第一多叶风阀一侧的挡流板。
进一步地，所述第一多叶风阀的开启与关闭受第一电动阀门控制，第一电动阀门受第一压力控制阀控制，给第一压力控制阀设定压力低值和压力高值，通过对导热油预热腔或蒸汽制备腔或生活用热水腔内的压力值测定，当低于压力低值时，第一压力控制阀和第一电动阀门联动控制第一多叶风阀关闭，当达到压力高值时，第一压力控制阀和第一电动阀门联动控制第一多叶风阀开启。
进一步地，所述基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置还包括辅助腔体导流结构，辅助腔体导流结构设在腔体导流结构的底部。
进一步地，所述生活用热水腔内还设有加热水箱，第三导热盘管为加热水箱提供热源。
进一步地，所述导热油预热腔中还包括过热段导热盘管，过热段导热盘管的介质出口与第二导热盘管的介质入口端连通，过热段导热盘管的介质入口与第二导热盘管的介质出口端连通。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.在一个烟道炉体中分别设置导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔，实现了一个烟道炉体，多种介质的预热、加热，即对燃气发电机烟气余热的多梯级利用。
2.为了进一步满足各介质的温度要求，在导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔的腔体内设有腔内导流结构，以此增加高温烟气在各腔体中与各导热盘管的充分接触。
3.更进一步满足各介质的温度要求，在导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔的相邻两个腔体之间还设有腔体导流结构，以此控制高温烟气在各腔体中的停留时间，双管齐下，实现了燃气发电机烟气余热的充分高效利用。
4.通过过热段导热盘管在导热油预热腔中的预热，更好了实现了蒸汽的制备。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
附图说明
图1是燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置的结构示意图。
图2是导热油预热腔的结构示意图。
图3是蒸汽制备腔的结构示意图。
图4是生活用热水腔的结构示意图。
图5是燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置结构示意图上关于止回阀等阀门部位的局部示意图。
图6是导热油预热腔中烟气在腔内导流结构中的流向示意图。
图7是蒸汽制备腔中烟气在腔内导流结构中的流向示意图。
图8是生活用热水腔中烟气在腔内导流结构中的流向示意图。
其中，1.烟道炉体，2.烟气入口，3.烟气出口，4.第一导热盘管，5.第二导热盘管，6.第三导热盘管，7.腔内导流结构，8.腔体导流结构，9.辅助腔体导流结构，10.挡流板，11.过热段导热盘管，12.蒸汽发生器，13.导热油出口，14.导热油入口，15.蒸汽出口，16.外部补水口，17.加热水箱，18.生活热水出口，19.采暖水入口，20.采暖水出口，21.第一多叶风阀，22.第一电动阀门，23.第一压力控制阀，24.第二多叶风阀，25.第二电动阀门，26.第二压力控制阀，27.过热段导热盘管介质输出端，28.过热段导热盘管介质入口端，29.第一止回阀，30.第一电动蝶阀，31.第二止回阀，32.第二电动蝶阀，33.第三止回阀，34.第四止回阀。
具体实施方式
实施例，如图1至8所示，一种基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置，包括烟道炉体1，在所述烟道炉体1的两端分别开设有烟气入口2和烟气出口3，在烟道炉体1内部分别依次设有导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔，导热油预热腔靠近烟气入口2一侧，生活用热水腔靠近烟气出口3一侧，在导热油预热腔中设有第一导热盘管4，在第一导热盘管4中流动的介质是导热油，为了更好的满足导热油的输出温度，将导热油出口13设在烟气入口2一侧，导热油入口14设在靠近蒸汽制备腔的一侧。
在蒸汽制备腔中设有第二导热盘管5和蒸汽发生器12，蒸汽发生器12设在蒸汽制备腔的上端，第二导热盘管5设在蒸汽发生器12的下端，第二导热盘管5的顶端伸入蒸汽发生器12中，为蒸汽发生器12提供热源，蒸汽出口15设在靠近导热油预热腔的一侧，蒸汽发生器12的进水通过外部补水口16补给，外部补水口16设在靠近生活用热水腔一侧，为了更好的满足蒸汽的制备要求，在所述导热油预热腔中还设有过热段导热盘管11，过热段导热盘管介质输出端27与第二导热盘管5介质入口端连通，过热段导热盘管介质入口端28与第二导热盘管5介质输出端连通，即过热段导热盘管11为第二导热盘管5提供了一个高温的预加热。第二导热盘管5中流动的介质为水，在生活用热水腔设第三导热盘管6，第三导热盘管6的介质输出端连接有第一止回阀29，在经第一止回阀29输出之后，管线一分为二，一端通过第一电动蝶阀30、第二止回阀31、采暖水出口20为生活采暖用水提供热源，另一端通过第二电动蝶阀32、第三止回阀33接入由过热段导热盘管11和第二导热盘管5构成的蒸汽制备回路中，为蒸汽制备回路提供循环介质，为保证蒸汽制备回路的顺畅循环，顺时针方向的循环回路，在第二导热盘管5的介质输出端上连接有第四止回阀34，第四止回阀34的流向与第二导热盘管5的介质输出端流向相同。
在导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔的腔体内分别设有腔内导流结构7，腔内导流结构7均匀的分布在导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔中，第一导热盘管4、第二导热盘管5和第三导热盘管6分别与腔内导流结构7纵横交错的布置。腔内导流结构7包括多个导流板，导流板之间组合形成一个迂回的烟气导流通道，以此使得烟气在各腔体中只能循着烟气导流通道迂回的流通，而腔内导流结构7与各导热盘管之间是纵横交错的布置，即大大增加了高温烟气与各导热盘管的充分高效接触。
在导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔的腔体烟气出口3处分别设有腔体导流结构8。所述腔体导流结构8包括第一多叶风阀21和挡流板10，在导热油预热腔烟气出口3处和蒸汽制备腔烟气出口3处的第一多叶风阀21两侧均设有挡流板10，生活用热水腔烟气出口3处的第一多叶风阀21仅在靠近烟气出口3的一侧设有挡流板10。
在导热油预热腔和蒸汽制备腔的腔体烟气出口3处还分别设有辅助腔体导流结构9，辅助腔体导流结构9为第二多叶风阀24。腔体导流结构8的第一多叶风阀21的开启与关闭受第一电动阀门22控制，第一电动阀门22受第一压力控制阀23控制。第二多叶风阀24的开启与关闭受第二电动阀门25控制，第二电动阀门25受第二压力控制阀26控制。给第一压力控制阀23设定压力低值和压力高值，同时给第二压力控制阀26设定相同的压力低值，通过对导热油预热腔或蒸汽制备腔或生活用热水腔内的压力值测定，当低于压力低值时，第一压力控制阀23和第一电动阀门22联动控制第一多叶风阀21关闭，第二压力控制阀26和第二电动阀门25联动控制第二多叶风阀24关闭，当达到压力低值时，第二压力控制阀26和第二电动阀门25联动控制第二多叶风阀24开启，此时烟气通过第二多叶风阀24从第一多叶风阀21输出侧的挡流板10流入下一进程。当达到压力高值时，第一压力控制阀23和第一电动阀门22联动控制第一多叶风阀21开启，此时烟气既能从第一多叶风阀21通行，也能从第二多叶风阀24通行，保证烟气的通畅，使烟气快速流入下一进程。
所述生活用热水腔内还设有加热水箱17，第三导热盘管6为加热水箱17提供热源。加热水箱17的进水与蒸汽发生器12的进水相同，通过外部补水口16补给，加热水箱17的出水为日常生活热水用水，通过生活热水出口18输出。第三导热盘管6中的流动介质为水，通过采暖水入口19补给。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置，包括烟道炉体，在所述烟道炉体的两端分别开设有烟气入口和烟气出口，在烟道炉体内部分别依次设有导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔，导热油预热腔靠近烟气入口一侧，生活用热水腔靠近烟气出口一侧，在导热油预热腔中设有第一导热盘管，在蒸汽制备腔设有第二导热盘管和蒸汽发生器，蒸汽发生器设在蒸汽制备腔的上端，第二导热盘管设在蒸汽发生器的下端，第二导热盘管的顶端伸入蒸汽发生器中，在生活用热水腔设有第三导热盘管，在导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔的腔体内分别设有腔内导流结构，在导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔的腔体烟气出口处分别设有腔体导流结构；所述腔体导流结构为第一多叶风阀；所述导热油预热腔中还包括过热段导热盘管，过热段导热盘管的介质出口与第二导热盘管的介质入口端连通，过热段导热盘管的介质入口与第二导热盘管的介质出口端连通。
2.根据权利要求1所述的基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置，其特征在于：所述腔内导流结构均匀的分布在导热油预热腔、蒸汽制备腔和生活用热水腔中，第一导热盘管、第二导热盘管和第三导热盘管分别与腔内导流结构纵横交错的布置。
3.根据权利要求2所述的基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置，其特征在于：所述腔内导流结构包括多个导流板，导流板之间组合形成一个迂回的烟气导流通道。
4.根据权利要求1所述的基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置，其特征在于：所述腔体导流结构还包括设在第一多叶风阀一侧的挡流板。
5.根据权利要求1所述的基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置，其特征在于：所述第一多叶风阀的开启与关闭受第一电动阀门控制，第一电动阀门受第一压力控制阀控制，给第一压力控制阀设定压力低值和压力高值，通过对导热油预热腔或蒸汽制备腔或生活用热水腔内的压力值测定，当低于压力低值时，第一压力控制阀和第一电动阀门联动控制第一多叶风阀关闭，当达到压力高值时，第一压力控制阀和第一电动阀门联动控制第一多叶风阀开启。
6.根据权利要求1所述的基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置，其特征在于：所述基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置还包括辅助腔体导流结构，辅助腔体导流结构设在腔体导流结构的底部。
7.根据权利要求1所述的基于燃气发电机烟气余热梯级综合利用装置，其特征在于：所述生活用热水腔内还设有加热水箱，第三导热盘管为加热水箱提供热源。
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