CN115263481A - 燃烧机循环热交换涡轮发电系统及其工作方法 - Google Patents
燃烧机循环热交换涡轮发电系统及其工作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115263481A CN115263481A CN202210942994.3A CN202210942994A CN115263481A CN 115263481 A CN115263481 A CN 115263481A CN 202210942994 A CN202210942994 A CN 202210942994A CN 115263481 A CN115263481 A CN 115263481A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat exchange
- heat
- combustor
- air
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 69
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 12
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K27/00—Plants for converting heat or fluid energy into mechanical energy, not otherwise provided for
- F01K27/02—Plants modified to use their waste heat, other than that of exhaust, e.g. engine-friction heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
- F23J15/06—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L5/00—Blast-producing apparatus before the fire
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0014—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from waste air or from vapors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
本发明涉及一种燃烧机循环热交换涡轮发电系统及其工作方法，包括热交换涡轮发电机、换热器和燃烧机，换热器内设置热源气体通道和空气通道，换热器的热源气体通道入口通过管道连通至燃烧机的气体出口，换热器的空气通道与热交换涡轮发电机形成环路，换热器的热源气体通道出口通过管道连通至余热回收装置的热源气体通道入口，且该通道的出口连通至烟囱。本发明将通用燃烧机的高温尾气作为换热器的热源气体进行热源回收利用，并将热交换涡轮发电机的排气作为通用燃烧机的助燃空气，节约助燃空气升温的能耗，减少烟囱排放风量，降低低品位热的总量；通过余热回收装置进一步将余热利用，提高能源利用率。
Description
技术领域
本发明涉及轮机发电技术领域，具体涉及一种燃烧机循环热交换涡轮发电系统及其工作方法。
背景技术
燃烧机作为一种常规设备在企业生产中广泛应用，现阶段，企业内通用燃烧机产生的高温尾气仅通过余热回收装置后即排入烟囱，尾气带走大部分热源，尾气中的大部分热源未被回收利用，能源利用率很低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃烧机循环热交换涡轮发电系统及其工作方法，用以解决现有技术中的燃烧机能源利用率低的问题。
本发明一方面提供了一种燃烧机循环热交换涡轮发电系统，包括热交换涡轮发电机、换热器和燃烧机，所述换热器内设置热源气体通道和空气通道，所述换热器的热源气体通道入口通过管道连通至燃烧机的气体出口，通过企业内通用的燃烧机的高温尾气为换热器提供热源气体，对燃烧机产生的高温尾气热源进行回收利用，所述换热器的空气通道与热交换涡轮发电机形成环路，所述换热器的热源气体通道出口通过管道连通至余热回收装置的热源气体通道入口，通过余热回收装置对尾气热源进一步回收利用，且该通道的出口连通至烟囱。
进一步的，所述热交换涡轮发电机的空气入口通过管道连接至压缩机入口，新鲜空气进入压缩机内进行压缩，所述压缩机出口通过管道连通至换热器的空气通道入口，在压缩机内压缩后的高压空气进入换热器的空气通道，高压空气在换热器内与热源通道内的热源气体进行换热升温，所述换热器的空气通道出口通过管道连通至热交换涡轮发电机内涡轮机入口，所述热交换涡轮发电机内涡轮机的涡轮、压缩机的压缩机轮和发电机的转轴同轴连接，经过换热升温后的高温高压空气进入涡轮机内，带动发电机发电并输出电能，轮机发电原理为现有技术，此处不做赘述，所述涡轮机的出口通过管道连通至热交换涡轮发电机的气体出口。
进一步的，所述热交换涡轮发电机的气体出口通过管道连通至燃烧机的助燃气体入口，大大降低了燃烧机为助燃空气升温的燃料消耗量，同时直接将中低品味的热源转化成了高品位热源，同时减少了烟囱排放的风量，降低低品位热的总量。
进一步的，所述热交换涡轮发电机的空气入口处安装过滤器，过滤空气中的杂质，避免对后续设备的影响。
本发明另一方面提供一种燃烧机循环热交换涡轮发电系统的工作方法，包括如下步骤：
(1)燃烧机工作排出的高温尾气通过管道输送至换热器的热源气体通道；
(2)换热器的热源气体通道内的高温尾气与热交换涡轮发电机输入空气通道内的高压空气换热；
(3)燃烧机排出的高温尾气在换热器内降温后进入余热回收装置继续降温最后排入烟囱。
进一步的，空气经热交换涡轮发电机的空气入口进入热交换涡轮发电机内的压缩机内，空气经压缩机压缩为高压空气后进入换热器的空气通道进行换热升温，换热升温后的高温高压空气进入热交换涡轮发电机内的涡轮机，并通过发电机产生电能产出，涡轮机排出的尾气作为助燃气体进入燃烧机。
采用上述本发明技术方案的有益效果是：
本发明将通用燃烧机的高温尾气作为换热器的热源气体进行热源回收利用，并将热交换涡轮发电机的排气作为通用燃烧机的助燃空气，节约助燃空气升温的能耗，减少烟囱排放风量，降低低品位热的总量；通过余热回收装置进一步将余热利用，提高能源利用率。
附图说明
图1为本发明燃烧机循环热交换涡轮发电系统结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-热交换涡轮发电机，11-压缩机，12-涡轮机，13-发电机，2-换热器，3-燃烧机，4-余热回收装置，5-烟囱，6-过滤器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本实施例一种燃烧机循环热交换涡轮发电系统，包括热交换涡轮发电机1、换热器2和燃烧机3，所述换热器2内设置热源气体通道和空气通道，所述换热器2的热源气体通道入口通过管道连通至燃烧机3的气体出口，通过企业内通用的燃烧机3的高温尾气为换热器2提供热源气体，对燃烧机3产生的高品位的高温尾气热源进行回收利用，所述换热器2的空气通道与热交换涡轮发电机1形成环路，所述换热器2的热源气体通道出口通过管道连通至余热回收装置4的热源气体通道入口，且该通道的出口连通至烟囱5，通过余热回收装置4对尾气热源进一步回收利用，最后的低温尾气排入烟囱5。
具体的，所述热交换涡轮发电机1的空气入口通过管道连接至压缩机11入口，新鲜空气进入压缩机11内进行压缩变为高压空气，所述压缩机11出口通过管道连通至换热器2的空气通道入口，在压缩机11内压缩后的高压空气进入换热器2的空气通道，高压空气在换热器2内与热源通道内的热源气体进行换热升温，所述换热器2的空气通道出口通过管道连通至热交换涡轮发电机1内涡轮机12入口，所述热交换涡轮发电机1内涡轮机12的涡轮、压缩机11的压缩机轮和发电机13的转轴同轴连接，经过换热升温后的高温高压空气进入涡轮机12内，带动发电机13发电并输出电能，轮机发电原理为现有技术，此处不做赘述，所述涡轮机12的出口通过管道连通至热交换涡轮发电机1的气体出口。
优选的，所述热交换涡轮发电机1的气体出口通过管道连通至燃烧机3的助燃气体入口，大大降低了燃烧机3为助燃空气升温的燃料消耗量，同时直接将中低品味的热源转化成了高品位热源，同时减少了烟囱5排放的风量，降低低品位热的总量。
优选的，所述热交换涡轮发电机1的空气入口处安装过滤器6，过滤空气中的杂质，避免对后续设备的影响。
该燃烧机循环热交换涡轮发电系统的工作方法，包括如下步骤：
(1)燃烧机3工作排出的高温尾气通过管道输送至换热器2的热源气体通道；
(2)换热器2的热源气体通道内的高温尾气与热交换涡轮发电机1输入空气通道内的高压空气换热；
(3)燃烧机3排出的高温尾气在换热器2内降温后进入余热回收装置4继续降温最后排入烟囱5。
具体的，空气经热交换涡轮发电机1的空气入口进入热交换涡轮发电机1内的压缩机11内，空气经压缩机11压缩为高压空气后进入换热器2的空气通道进行换热升温，换热升温后的高温高压空气进入热交换涡轮发电机1内的涡轮机12，并通过发电机13产生电能产出，涡轮机12排出的尾气作为助燃气体进入燃烧机3。
综上，本发明将通用燃烧机的高温尾气作为换热器的热源气体进行热源回收利用，并将热交换涡轮发电机的排气作为通用燃烧机的助燃空气，节约助燃空气升温的能耗，减少烟囱排放风量，降低低品位热的总量；通过余热回收装置进一步将余热利用，提高能源利用率。
综上，本发明通过外部热交换的方式对热交换涡轮发电机1压缩后的气体进行加热，避免了热交换涡轮发电机1内部燃烧机3对燃料的限制，适用场合广泛；将通用燃烧机3的高温尾气作为换热器2的热源气体，并将热交换涡轮发电机1的排气作为通用燃烧机3的助燃空气，节约助燃空气升温的能耗，减少烟囱5排放风量，降低低品位热的总量；通过余热回收装置4进一步将余热利用，提高能源利用率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种燃烧机循环热交换涡轮发电系统，其特征在于，包括热交换涡轮发电机、换热器和燃烧机，所述换热器内设置热源气体通道和空气通道，所述换热器的热源气体通道入口通过管道连通至燃烧机的气体出口，所述换热器的空气通道与热交换涡轮发电机形成环路，所述换热器的热源气体通道出口通过管道连通至余热回收装置的热源气体通道入口，且该通道的出口连通至烟囱。
2.根据权利要求1所述的燃烧机循环热交换涡轮发电系统，其特征在于，所述热交换涡轮发电机的空气入口通过管道连接至压缩机入口，所述压缩机出口通过管道连通至换热器的空气通道入口，所述换热器的空气通道出口通过管道连通至热交换涡轮发电机内涡轮机入口，所述涡轮机的出口通过管道连通至热交换涡轮发电机的气体出口。
3.根据权利要求2所述的燃烧机循环热交换涡轮发电系统，其特征在于，所述热交换涡轮发电机的气体出口通过管道连通至燃烧机的助燃气体入口。
4.根据权利要求1所述的燃烧机循环热交换涡轮发电系统，其特征在于，所述热交换涡轮发电机的空气入口处安装过滤器。
5.一种燃烧机循环热交换涡轮发电系统的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)燃烧机工作排出的高温尾气通过管道输送至换热器的热源气体通道；
(2)换热器的热源气体通道内的高温尾气与热交换涡轮发电机输入空气通道内的高压空气换热；
(3)燃烧机排出的高温尾气在换热器内降温后进入余热回收装置继续降温最后排入烟囱。
6.根据权利要求5所述的燃烧机循环热交换涡轮发电系统的工作方法，其特征在于，还包括：空气经热交换涡轮发电机的空气入口进入热交换涡轮发电机内的压缩机内，空气经压缩机压缩为高压空气后进入换热器的空气通道进行换热升温，换热升温后的高温高压空气进入热交换涡轮发电机内的涡轮机，并通过发电机产生电能产出，涡轮机排出的尾气作为助燃气体进入燃烧机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210942994.3A CN115263481A (zh) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | 燃烧机循环热交换涡轮发电系统及其工作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210942994.3A CN115263481A (zh) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | 燃烧机循环热交换涡轮发电系统及其工作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115263481A true CN115263481A (zh) | 2022-11-01 |
Family
ID=83748655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210942994.3A Pending CN115263481A (zh) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | 燃烧机循环热交换涡轮发电系统及其工作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115263481A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020029559A1 (en) * | 2000-08-03 | 2002-03-14 | Shigemi Mandai | Gas turbine system |
| CN104863652A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-08-26 | 南京瑞柯徕姆环保科技有限公司 | 一种采用布列顿循环的余热发电方法及装置 |
| CN110770421A (zh) * | 2017-04-14 | 2020-02-07 | 安内克萨能源公司 | 热电联产系统及操作方法 |
| CN114856815A (zh) * | 2022-05-05 | 2022-08-05 | 克兰茨(海南)科技有限公司 | 新型热电联产系统及其工作方法 |
| CN217976349U (zh) * | 2022-08-08 | 2022-12-06 | 克兰茨(海南)科技有限公司 | 燃烧机循环热交换涡轮发电系统 |
-
2022
- 2022-08-08 CN CN202210942994.3A patent/CN115263481A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020029559A1 (en) * | 2000-08-03 | 2002-03-14 | Shigemi Mandai | Gas turbine system |
| CN104863652A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-08-26 | 南京瑞柯徕姆环保科技有限公司 | 一种采用布列顿循环的余热发电方法及装置 |
| CN110770421A (zh) * | 2017-04-14 | 2020-02-07 | 安内克萨能源公司 | 热电联产系统及操作方法 |
| CN114856815A (zh) * | 2022-05-05 | 2022-08-05 | 克兰茨(海南)科技有限公司 | 新型热电联产系统及其工作方法 |
| CN217976349U (zh) * | 2022-08-08 | 2022-12-06 | 克兰茨(海南)科技有限公司 | 燃烧机循环热交换涡轮发电系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204572095U (zh) | 一种低温余热驱动的热电联产系统 | |
| CN104879177A (zh) | 一种有机朗肯循环与热泵循环的耦合系统 | |
| CN103742293B (zh) | 内燃机蒸汽增压余热回收系统 | |
| CN109322716B (zh) | 燃气蒸汽联合循环高背压供热机组及换转子不停燃机方法 | |
| CN109681281B (zh) | 一种可同时回收乏汽和烟气余热的生物质热电联产系统 | |
| CN110173347B (zh) | 一种煤矿在用设备的余热回收利用系统及运行方法 | |
| CN107355272B (zh) | 一种氦气-蒸汽联合循环热电冷三联供系统及方法 | |
| CN108843418A (zh) | 一种双压高效燃气超临界二氧化碳联合循环发电系统 | |
| CN217976349U (zh) | 燃烧机循环热交换涡轮发电系统 | |
| CN110078904B (zh) | 一种聚酯酯化蒸汽余热利用方法及装置 | |
| CN101706215B (zh) | 一种烧结余热双源联合发电的方法及装置 | |
| CN109854318B (zh) | 一种生物质直燃热电联产系统及方法 | |
| CN217950526U (zh) | 热交换式轮机发电机 | |
| CN208380648U (zh) | 一种带双压超临界二氧化碳余热锅炉的联合循环发电系统 | |
| CN115263481A (zh) | 燃烧机循环热交换涡轮发电系统及其工作方法 | |
| CN107605618B (zh) | 具有热能回收系统的热电联产机组 | |
| CN207315535U (zh) | 一种汽车内燃机热能回收发电系统 | |
| CN215566146U (zh) | 一种空气-蒸汽双介质耦合循环高效发电系统 | |
| CN202328161U (zh) | 燃气轮机发电机组的三级煤气冷却装置 | |
| CN205977287U (zh) | 复合式沼气发电系统 | |
| CN210030526U (zh) | 一种聚酯酯化蒸汽余热利用装置 | |
| CN210637165U (zh) | 煤矿在用设备的余热回收利用装置 | |
| CN113653547A (zh) | 一种低碳排放复合循环发电系统及其运行方法 | |
| CN209838541U (zh) | 一种煤气化超临界二氧化碳发电装置 | |
| CN209800037U (zh) | 应用于尿素装置的能量输出系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |