CN203731373U - 多机组联体发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发电领域，尤其涉及多机组联体发电装置，包括：远程防爆总控监测中心（1）、循环燃烧装置（2）、发电装置（3）、联体净化装置（4）、脱氧装置（5）、碳黑加工装置（6）、肥料成品加工装置（7）、余热装置（8）、并网装置（9）；所述远程防爆总控监测中心（1）监测各装置。本实用新型的有益效果在于：一是节约土地，建超大型电站；二是大幅降低设备投资；三是设备连通形成循环系统；四是设备可增减，发电能力根据设备的增减而改变，根据现有发电需要对多机组联体发电装置进行改装，适合各种供电需求；五是余热装置（8）对电厂烟气热能进行合理利用，改变现有电厂对烟气热能的浪费。

Description

多机组联体发电装置

技术领域

本实用新型涉及发电领域，尤其涉及多机组联体发电装置。

背景技术

近年来，随着城镇扩大与科技发展，对于电力的需求也越来越大。我国火电机组装机总容量也不断增加，其中绝大部分都是燃烧煤粉的汽轮机电站，但是这类电厂容易产生大量的废气导致空气污染，因此如何处理燃煤发电厂的废气，收集和综合利用其中的CO2是一项重要的任务。

燃煤发电厂通过燃烧，将热能转化为电能用于发电，但是在空气燃烧中热能净转化率低，燃烧1吨标煤需约2.7吨O2，并带进约10吨N2，在燃烧排放烟气中，N2含量78—85%，CO2含量仅8—15%。烟气中N2含量高，一是造成热能净转化率低的直接原因，二是造成锅炉与除尘、脱硝、脱硫、烟囱等配套工程设备容积大，浪费电厂投资成本与运行成本。同时，传统电厂烟气中500—1000℃的热能，几乎在除尘、脱硝、脱硫过程被全部消耗掉和被烟囱排放掉，是造成电厂热能净转化率低于40%的主要原因之一，而烟气中CO2含量太低，加大了CO2捕集成本，造成电厂CO2资源普遍浪费。

实用新型内容

本实用新型为克服上述的不足之处，目的在于提供多机组联体发电装置，解决现有燃煤发电技术的缺陷，实现多机组联体发电、二氧化碳和氧气循环利用、以及烟气污染物近零排放的目的。

本实用新型是通过以下技术方案达到上述目的：多机组联体发电装置，包括：远程防爆总控监测中心、循环燃烧装置、发电装置、联体净化装置、脱氧装置、碳黑加工装置、肥料成品加工装置、余热装置、并网装置，所述循环燃烧装置与发电装置、余热装置连接，发电装置与并网装置连接，余热装置与联体净化装置连接，联体净化装置与脱氧装置、肥料成品加工装置连接，脱氧装置与循环燃烧装置、碳黑加工装置连接；所述远程防爆总控监测中心监测各装置。

作为优选，所述循环燃烧装置有2—20个，发电装置的安装个数与循环燃烧装置相同。

作为优选，所述脱氧装置形状为长蛋形或上为圆下为长方形，长蛋形高度为1—120m，脱氧压力为0.01—20KPa。

作为优选，所述脱氧装置由若干个脱氧器组成，脱氧器分别与与碳黑加工装置、O2储气罐连接形成环岛形；所述脱氧器内设有催化电极圈，催化电极圈以长方型田格式、或网格型排列。

作为优选，所述脱氧器有4个。

作为优选，所述催化电极圈由1—50圈组成，每圈间隔0.2—2m；催化电极圈有1—480层，每层间隔0.2—1m。

作为优选，所述联体净化装置包括：烟气进口管、第一净化池、第二净化池、第三净化池、不锈隔板、净化水池、固液分离池、净化池围壁、在线温度测量器、在线压力测量器、远程防爆自动减压器；所述烟气进口管连接余热装置与第一净化池，第一净化池还与净化水池连接；不锈隔板将依次排列的第一净化池、第二净化池、第三净化池隔离，第一净化池、第二净化池、第三净化池底部与固液分离池连接，固液分离池与肥料成品加工装置连接，第三净化池与脱氧装置连接；在线温度测量器、在线压力测量器、远程防爆自动减压器对第一净化池、第二净化池、第三净化池进行远程防爆、在线温度、在线压力测量。

作为优选，所述余热装置包括：增压风机Ⅱ、烟气余热蒸汽交换器、清水膜处理池、多螺杆膨胀发电机，清水膜处理池、增压风机Ⅱ与烟气余热蒸汽交换器连接，烟气余热蒸汽交换器与联体净化装置、多螺杆膨胀发电机连接，多螺杆膨胀发电机与并网装置连接。

作为优选，所述多螺杆膨胀发电机安装有2—50个螺杆膨胀装置，螺杆膨胀装置包括阴螺旋转子、阳螺旋转子。

本实用新型的有益效果在于：一是节约土地，建超大型电站；二是大幅降低设备投资；三是设备连通形成循环系统；四是设备可增减，发电能力根据设备的增减而改变，根据现有发电需要对多机组联体发电装置进行改装，适合各种供电需求；五是余热装置对电厂烟气热能进行合理利用，改变现有电厂对烟气热能的浪费。

附图说明

图1是10×1000MW机组联体发电工艺结构示意图；

图2是循环燃烧装置的结构示意图；

图3是长蛋形脱氧装置的结构示意图；

图4是催化电极圈的俯视图；

图5是脱氧装置的工作示意图；

图6是净化装置的结构示意图；

图7是余热装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此：

实施例1：如图1所示，10×1000MW机组联体发电装置，包括：远程防爆总控监测中心1、10个循环燃烧装置2、10个发电装置3、联体净化装置4、脱氧装置5、碳黑加工装置6、肥料成品加工装置7、2个余热装置8、并网装置9，所述循环燃烧装置2与发电装置3、余热装置8连接，发电装置3与并网装置9连接，余热装置8与联体净化装置4连接，联体净化装置4与脱氧装置5、肥料成品加工装置7连接，脱氧装置5与循环燃烧装置2、碳黑加工装置6连接；所述远程防爆总控监测中心1监测各装置。

具体实施步骤：

第一步：依次打开远程防爆总控监测中心1和其它各系电源开关、以及循环水开关；

第二步：将C、CO2和O2分别送入循环燃烧装置2进行催化反应和燃烧，产生蒸汽；

第三步：将循环燃烧装置2锅炉的蒸汽送入发电装置3发电，将各发电装置3的电力送并网装置9统一上网，供用电单位使用；

第四步：将各循环燃烧装置2锅炉回流使用多余的500—1000℃烟气经余热装置8后集中统一送联体净化装置4进行除尘、脱硝、脱硫一体化净化处理；净化处理后的尘硝硫物质送肥料成品加工装置7生产硫基硝基复合肥料，净化处理后的CO2送脱氧装置5进行C和O2分离；

第五步：经脱氧装置5分离的O2送循环燃烧装置2锅炉燃烧，经脱氧装置5分离的C送碳黑加工装置6精制包装，或送循环燃烧装置2与CO2进行催化反应后燃烧发电。

如图2所示，循环燃烧装置包括：循环燃烧锅炉系统10、等离子炬催化器系统11、送煤系统12、增压风机Ⅰ13、CO2回流器系统14、纯氧燃烧器系统15、热交换器系统16、鼓风机17；所述所述等离子炬催化器系统11一端连接送煤系统12、增压风机Ⅰ13，增压风机Ⅰ13与CO2回流器系统14连接，另一端与循环燃烧锅炉系统10下部的烟气进口连通，循环燃烧锅炉系统10顶端设有出口，顶端的出口与CO2回流器系统14、热交换器系统16连通，循环燃烧锅炉系统10与纯氧燃烧器系统15连接，纯氧燃烧器系统15与热交换器系统16的烟气进口烟道连接；所述热交换器系统16的烟气出口烟道与余热装置8连接，余热装置8与联体净化装置4连接，联体净化装置4与脱氧装置5连接，脱氧装置5与碳黑加工装置6、鼓风机17连接，鼓风机17与热交换器系统16连接。

具体实施步骤：

第一步：打开等离子炬催化器系统11的电源开关和循环水阀门，用CO2回流器系统14输出的高温CO2将送煤系统12的煤粉送到等离子炬催化器系统11内完成催化反应；

主要反应：

第二步：将等离子炬催化器系统11催化的CO送循环燃烧锅炉10与纯氧燃烧器15输出的O2进行燃烧。

优选循环燃烧锅炉10类型为超超临界锅炉或超临界锅炉或亚临界锅炉。

优选循环燃烧锅炉10数量为2—20个，锅炉之间距离为8—50米。

优选超超临界锅炉安装等离子炬催化器有1—8层，每层有2—10个。

第三步：将循环燃烧锅炉10炉膛出口温度达500—1000℃的烟气，一部分烟气送CO2回流器系统14，一部分烟气送余热装置8。

如图3、图4、图5所示，所述脱氧装置5由若干个脱氧器24组成，脱氧器24分别与与碳黑加工装置6、O2储气罐30连接形成环岛形；所述脱氧器24内设有催化电极圈20，催化电极圈20以长方型田格式、或网格型排列。脱氧装置5形状可以为长蛋形或上为圆下为长方形，图3是长蛋形脱氧装置的结构示意图，长蛋形脱氧装置包括：CO2进气口18、C出料口19、催化电极圈20、催化电极芯21、绝缘体22、O2出口23、脱氧器壳24、高压高频脉冲波型器25、脉冲电源26、远程防爆自动减压阀27、远程在线监测器28。所述所述脱氧器壳24底部设有C出料口19，脱氧器壳24下部设有CO2进气口18，脱氧器壳24顶部设有O2出口23，脱氧器壳24上部设有绝缘体22，绝缘体22上设有催化电极芯21，催化电极芯21上设有催化电极圈20，绝缘体22伸出脱氧器壳24外部的一端与高压高频脉冲波型器25连接，高压高频脉冲波型器25与脉冲电源26连接；所述远程防爆自动减压阀27、远程在线监测器28安装在脱氧器壳24上，分别进行自动排气减压及在线检测记录温度、压力。

具体实施步骤：

第一步：在脱氧器壳24内壁与催化电极圈20、催化电极芯21上涂上催化剂；

第二步：打开脉冲电源26、高压高频脉冲波型器25开关和CO2进气口18阀门，CO2在脱氧器壳24内快速分解成C和O2，其中O2送纯氧燃烧器系统15燃烧，C送碳黑加工装置6进行碳黑包装出售，或送到送煤系统12循环利用。

优选脱氧装置5长蛋形高度1—120m。

优选脱氧器材质为不锈钢，或钢筋水泥土壳不锈钢内衬。

催化电极圈20也可优选以长方型田格式、或网格型排列。

第三步：打开远程防爆自动减压阀27、远程在线监测器28电源，当脱氧装置5压力超过设定值时，远程防爆自动减压阀27将自动排气减压。远程在线监测器28在线检测记录温度、压力。

其中，催化电极圈20如图4所示，催化电极圈20与催化电极芯21连接。

优选催化电极圈20、催化电极芯21、催化电极芯中心棒29材质为不锈钢。

优选催化电极圈20由1—50圈组成，如20A、20B、20C、20D圈。每圈之间距离0.2—2m。

优选催化电极圈20层数为1—480层，每层之间距离0.2—1m。

优选催化电极圈20与脱氧器壳24内壁距离0.2—1m。

优选催化电极芯21由1—16块组成。如十字型排列21A、21B、21C、21D。

优选催化电极圈20、优选催化电极芯21、催化电极芯中心棒29、脱氧器壳24内壁均涂一层催化剂，促进脱氧反应快速进行。

如图6所示，联体净化装置4包括：烟气进口管31、第一净化池32A、第二净化池32B、第三净化池32C、不锈隔板33、净化水池34、固液分离池35、净化池围壁36、在线温度测量器37、在线压力测量器38、远程防爆自动减压器39；所述烟气进口管31连接余热装置8与第一净化池32A，第一净化池32A还与净化水池34连接；不锈隔板33将依次排列的第一净化池32A、第二净化池32B、第三净化池32C隔离，第一净化池32A、第二净化池32B、第三净化池32C底部与固液分离池35连接，固液分离池35与肥料成品加工装置7连接，第三净化池32C与脱氧装置5连接；在线温度测量器37、在线压力测量器38、远程防爆自动减压器39对第一净化池32A、第二净化池32B、第三净化池32C进行远程防爆、在线温度、在线压力测量。

具体实施步骤：

第一步：打开净化水池34龙头阀门，向净化池中送清水；

第二步：打开在线温度测量器37、在线压力测量器38、远程防爆自动减压器39电源开关，进行远程防爆和在线温度、压力测量。

第三步：打开余热装置8的烟气阀门，送烟气送第一净化池32A，统一精选除尘、脱硫、脱硝；经第二净化池32B、第三净化池32C处理后，将CO2烟气送脱氧装置5进行脱O2，将吸收尘硫硝的混合液送固液分离池35沉淀和固液分离，液体部分送净化水池34循环使用，固体部分送肥料成品加工装置7生产硫基硝基复合肥料。

本实用新型净化池32也可以设置为2—8隔，中间用不锈隔板33隔离。

优选净化池围壁36材质为不锈钢，或外壁为钢筋水泥内衬不锈钢。

为了能够有效利用烟气热能，余热装置8将热能转化为电能，一方面烟气热能得到有效利用，另一方面减少了排烟温度。如图7所示，余热装置8包括：增压风机Ⅱ40、烟气余热蒸汽交换器41、清水膜处理池42、多螺杆膨胀发电机43，清水膜处理池42、增压风机Ⅱ40与烟气余热蒸汽交换器41连接，烟气余热蒸汽交换器41与联体净化装置4、多螺杆膨胀发电机43连接，多螺杆膨胀发电机43与并网装置9连接。

实施步骤：

第一步、分别将清水膜处理池42处理的清水与高温烟气经增压风机40增压送入烟气余热蒸汽交换器41；

第二步、将经烟气余热蒸汽交换器41冷凝后的烟气，送入联体净化装置4，对烟气进行净化处量；

第三步、将经烟气余热蒸汽交换器41产生的蒸汽送入多螺杆膨胀发电机43发电后，送电力并网装置9。

优选烟气余热蒸汽交换器41产生的蒸汽温度为150—300℃。

优选多螺杆膨胀发电机43为2—50个螺杆膨胀装置。

以上的所述乃是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，若依本实用新型的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.多机组联体发电装置，其特征在于包括：远程防爆总控监测中心（1）、循环燃烧装置（2）、发电装置（3）、联体净化装置（4）、脱氧装置（5）、碳黑加工装置（6）、肥料成品加工装置（7）、余热装置（8）、并网装置（9），所述循环燃烧装置（2）与发电装置（3）、余热装置（8）连接，发电装置（3）与并网装置（9）连接，余热装置（8）与联体净化装置（4）连接，联体净化装置（4）与脱氧装置（5）、肥料成品加工装置（7）连接，脱氧装置（5）与循环燃烧装置（2）、碳黑加工装置（6）连接；所述远程防爆总控监测中心（1）监测各装置。

2.根据权利要求1所述的多机组联体发电装置，其特征在于，所述循环燃烧装置（2）有2—20个，发电装置（3）的安装个数与循环燃烧装置（2）相同。

3.根据权利要求1所述的多机组联体发电装置，其特征在于，所述脱氧装置（5）形状为长蛋形或上为圆下为长方形，长蛋形高度为1—120m。

4.根据权利要求1所述的多机组联体发电装置，其特征在于，所述脱氧装置（5）由若干个脱氧器组成，脱氧器分别与与碳黑加工装置（6）、O2储气罐（30）连接形成环岛形；所述脱氧器内设有催化电极圈，催化电极圈以长方型田格式、或网格型排列。

5.根据权利要求4所述的多机组联体发电装置，其特征在于，所述脱氧器有4个。

6.根据权利要求4所述的多机组联体发电装置，其特征在于，所述催化电极圈由1—50圈组成，每圈间隔0.2—2m；催化电极圈有1—480层，每层间隔0.2—1m。

7.根据权利要求1所述的多机组联体发电装置，其特征在于，所述联体净化装置（4）包括：烟气进口管（31）、第一净化池（32A）、第二净化池（32B）、第三净化池（32C）、不锈隔板（33）、净化水池（34）、固液分离池（35）、净化池围壁（36）、在线温度测量器（37）、在线压力测量器（38）、远程防爆自动减压器（39）；所述烟气进口管（31）连接余热装置（8）与第一净化池（32A），第一净化池（32A）还与净化水池（34）连接；不锈隔板（33）将依次排列的第一净化池（32A）、第二净化池（32B）、第三净化池（32C）隔离，第一净化池（32A）、第二净化池（32B）、第三净化池（32C）底部与固液分离池（35）连接，固液分离池（35）与肥料成品加工装置（7）连接，第三净化池（32C）与脱氧装置（5）连接；在线温度测量器（37）、在线压力测量器（38）、远程防爆自动减压器（39）对第一净化池（32A）、第二净化池（32B）、第三净化池（32C）进行远程防爆、在线温度、在线压力测量。

8.根据权利要求1所述的多机组联体发电装置，其特征在于，所述余热装置（8）包括：增压风机Ⅱ（40）、烟气余热蒸汽交换器（41）、清水膜处理池（42）、多螺杆膨胀发电机（43），清水膜处理池（42）、增压风机Ⅱ（40）与烟气余热蒸汽交换器（41）连接，烟气余热蒸汽交换器（41）与联体净化装置（4）、多螺杆膨胀发电机（43）连接，多螺杆膨胀发电机（43）与并网装置（9）连接。

9.根据权利要求8所述的多机组联体发电装置，其特征在于，所述多螺杆膨胀发电机（43）安装有2—50个螺杆膨胀装置。