CN209744356U - 燃气发电机组尾气余热利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气发电机组尾气余热利用装置，该装置包括：第一换热管、循环水箱、第一输水管、锅炉、第二换热管、第二输水管及供暖管道；所述第一换热管一端与燃气发电机组的尾气排气口连接，另一端贯穿循环水箱后与锅炉底部的进气口连接；所述循环水箱设置于所述第一换热管外侧；第一输水管一端与所述循环水箱的第一出水口连接，另一端连接供暖管道；锅炉包括进气口、第二进水口、出气口及第二出水口；所述第二换热管一端与进气口连接，另一端连接出气口；所述第二输水管一端与第二出水口连接，另一端连接供暖管道。本实用新型整体结构紧凑，制作及安装成本低，对燃气发电机组的尾气进行连续两次的余热回收，可有效提高余热利用率。

Description

燃气发电机组尾气余热利用装置

技术领域

本实用新型涉及尾气余热回收技术，具体地说，是涉及一种燃气发电机组尾气余热利用装置。

背景技术

燃气发电机是利用天然气或有害气体作为燃料进行发电的一种发电机，是目前市场上较为倡导的一种环保发电机组，其从气源上分为天然气、沼气及煤层气等。燃气发电机的能量转换过程为：燃料化学能-蒸汽热能-机械能-电能；即利用燃料燃烧加热水，形成高温高压过热蒸汽，该蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功，冲击汽轮机转子高速旋转，带动发电机转子旋转，定子线圈切割磁力线，发出电能，再利用升压变压器，升到系统电压，与系统并网，向外输送电能。然而，这种通过水的热胀做功的过程，转化效率仅为35％-41％，因此，燃气发电机的多数能量通过尾气排出，造成大量的能源浪费。

随着燃气发电机的逐步普及，为避免能源的浪费，尾气余热回收利用技术逐渐发展起来，现有的尾气余热回收/利用装置一般采用换热管将尾气热量传到至水箱中，对水箱中的水进行加热，但由于换热管与水流接触面较小，不能对循环水箱内的水进行均衡加热，对此，专利号CN207454127U，名称：一种燃气发电机组尾气余热利用装置的专利公开的技术方案中，将循环水箱内的换热器均匀布置焊接于尾气通道的外围，通过增大换热面的方式提高换热效率，这一方案在一定程度上提高了余热回收率，但在实际操作过程中存在如下问题：燃气发电机的尾气温度一般为400℃以上，即便在增大循环水箱内水的流速、增大换热面的情况下，经余热回收后的尾气温度依旧在200℃-300℃之间，因此，仍旧有较多热量不能被充分回收，回收效率较低。

基于上述问题，专利号CN207348936，名称：一种沼气发电机组余热回收系统的专利公开的技术方案中，第一排气管设置在污水池的外壁，且绕外壁呈螺旋状，污水池内设置有搅拌装置，该搅拌装置包括驱动装置和旋转气管，旋转气管的两端设有连接管，连接管分别与第二排气管及排尾气管连接，通过第一排气管缠绕在污水池外壁，并通过旋转气管的旋转，分别对污水池的外壁及污水池中心的水搅拌进行加热。该技术方案可以提高污水池中水的加热均匀度，也可以在一定程度上提高尾气余热利用效率，但其第一排气管内的尾气热量利用率仍旧偏低；此外，其旋转气管及第二排气管之间连接结构较为复杂，为保证气密性，其对该连接处的配合紧密度要求较高，因此其成本较高；且由于高湿、高温及污水池内的高盐易造成设备腐蚀，后期维护成本高。

综上，现有的尾气余热回收利用装置存在回收/利用率低、生产及维护成本高等问题，因此，有必要对现有的尾气余热回收装置进行改进。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种燃气发电机组尾气余热利用装置，本实用新型通过对燃气发电机组的尾气进行连续两次的余热回收，可有效提高余热利用率，且循环水箱内设置上下交错且间隔分布的导流板，使循环水箱内的水流被充分加热；此外，第二换热管呈螺旋状，设置于锅炉内，可对锅炉内的水进行加热，且锅炉内加设扰流板，不必额外施加动力，即可增强锅炉内水流在水平方向的对流，使第二换热管对锅炉内的水进行均匀加热，本实用新型整体结构紧凑，制作及安装成本低，且具有较好的抗腐蚀性。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种燃气发电机组尾气余热利用装置，该装置包括：第一换热管、循环水箱、第一输水管、锅炉、第二换热管、第二输水管及供暖管道；其中：

所述第一换热管，一端与燃气发电机组的尾气排气口连接，另一端贯穿循环水箱后与锅炉底部的进气口连接；

所述循环水箱，设置于所述第一换热管外侧，包括第一进水口、第一出水口及多个导流板，各个所述导流板在所述循环水箱内上下间隔交错分布，所述循环水箱内的水经换热管加热后，经第一输水管排出；

所述第一输水管，一端与所述循环水箱的第一出水口连接，另一端连接供暖管道，将循环水箱内的水输送至供暖管道内；

所述锅炉，包括设置于其下端的进气口，及设置于其上端的出气口、第二进水口和第二出水口；

所述第二换热管，设置于锅炉内，为螺旋状，其一端与所述进气口连接，另一端连接所述出气口；

所述第二输水管，一端与所述第二出水口连接，另一端连接所述供暖管道，将锅炉内的水输送至供暖管道。

作为优选，所述第一换热管，与燃气发电机组的尾气排气口之间通过第一膨胀节连接，与锅炉底部的进气口之间通过第二膨胀节连接。

作为优选，所述第一换热管为翅片换热管。

作为优选，所述第一换热器的末端设置有泄爆阀。

作为优选，所述锅炉内固定有扰流板，所述扰流板沿所述第二换热管的中轴线方向设置。

作为优选，所述扰流板为双螺旋结构。

作为优选，所述第一进水口位于所述循环水箱的下端，所述第一出水口位于所述循环水箱的上端，所述第一进水口与所述第二进水口呈对角设置。

作为优选，所述循环水箱的上端还设置有装置连通口。

作为优选，与供暖管道连接处的第一输水管上设置有第一单向阀，与供暖管道连接处的第二输水管上设置有第二单向阀。

作为优选，所述第二换热管的末端设有三通阀，所述第二换热管分别通过所述三通阀与脱硫装置及排气管连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1)本实用新型整体结构紧凑，制作及安装成本低，对燃气发电机组的尾气进行连续两次的余热回收，可有效提高余热利用率；

2)本实用新型中循环水箱内设置上下交错且间隔分布的导流板，使循环水箱内的水流被充分加热；

3)本实用新型中，第二换热管呈螺旋状，设置于锅炉内，可对锅炉内的水进行加热，且锅炉内加设扰流板，不必额外增加驱动力，即可增强锅炉内水流在水平方向的对流，使第二换热管对锅炉内的水进行均匀加热。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本实用新型的整体结构图；

图2是本实用新型整体结构的前视图；

图3是本实用新型循环水箱及第一换热管部分的剖面结构示意图；

图4是本实用新型扰流板的结构示意图。

其中，1、尾气排气口；2、第一换热管；3、循环水箱；4、第一输水管；5、锅炉；6、第二输水管；7、供暖管道；8、第一膨胀节；9、第二膨胀节；10、第一单向阀；11、第二单向阀；12、泄爆阀；

21、第一进水口；22、第一出水口；23、导流板；24、装置连通口；

51、进气口；52、出气口；53、第二进水口；54、第二出水口；55、扰流板。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，在本实用新型的描述中，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”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

参见图1及图2，一种燃气发电机组尾气余热利用装置，该装置包括：第一换热管2、循环水箱3、第一输水管4、锅炉5、第二换热管、第二输水管6及供暖管道7；其中：

第一换热管2，一端与燃气发电机组的尾气排气口1连接，另一端贯穿循环水箱3后与锅炉5底部的进气口51连接，用于将自燃气发电机组尾气排气口1所排出尾气的热量传递至循环水箱3中的水中；

参见图3，循环水箱3，设置于所述第一换热管2外侧，包括第一进水口21、第一出水口22及多个导流板23，第一进水口21位于循环水箱3的下端，第一出水口22位于循环水箱3的上端，第一进水口21与第二进水口53呈对角设置，各个所述导流板23在所述循环水箱3内上下间隔交错分布，所述循环水箱3内的水自第一进水口21进入水箱，由循环水箱3内的各个倒流板导流后由第一出水口22流出，期间，流经循环水箱3的水经换热管加热；为便于循环水箱3与其他装置连接，循环水箱3的上端还设置有装置连通口24。

第一输水管4，一端与循环水箱3的第一出水口22连接，另一端连接供暖管道7，循环水箱3内的水经由第一出水口22流入至第一输水管4，并由第一输水管4输送至供暖管道7中；

锅炉5，包括设置于其下端的进气口51，及设置于其上端的出气口52、第二进水口53及第二出水口54，具体的，在本实施例中，进气口51设置于锅炉5侧壁的下端，出气口52设置于锅炉5上端的中部，第二进水口53设置于锅炉5上端的一侧，第二出水口54设置于锅炉5侧壁的上端；

第二换热管，设置于锅炉5内，为螺旋状，其一端与进气口51连接，另一端连接出气口52；

第二输水管6，一端与第二出水口54连接，另一端与供暖管道7连接，将锅炉5内的水输送至供暖管道7。

本实施例中，为避免由于燃气发电机尾气温度过高导致第一换热管2在长度方向出现变形，第一换热管2与燃气发电机组的尾气排气口1之间通过第一膨胀节8连接，且第一换热管2与锅炉5底部的进气口51之间通过第二膨胀节9连接。

为增大第一换热管2与循环水箱3内流水的接触面积，第一换热管2为翅片换热管；为避免第一换热管2与锅炉5连接处压力过大，第一换热器的末端与锅炉5连接处设置泄爆阀12。

进一步的，如图4所示，为增大锅炉5内水流的水平向扰动，本实施例在锅炉5内固定有双螺旋状的扰流板55，该扰流板55沿所述第二换热管的中轴线方向设置，且该扰流板55的上下两端焊接于锅炉5内。

为防止第二输水管6与第一输水管4之间出现倒灌问题，分别在与供暖管道7连接处的第一输水管4上设置有第一单向阀10，在与供暖管道7连接处的第二输水管6上设置有第二单向阀11。

此外，由于燃气发电机根据实际情况可能采用的燃料不同，在采用煤层气等混合气体时，其尾气中可能存在硫化物等有害气体，因此，本实施例在第二换热管的末端设有三通阀(图中未示出)，第二换热管可通过该三通阀与脱硫装置或排气管连接。

本实施例整体结构紧凑，制作及安装成本低，对燃气发电机组的尾气进行连续两次的余热回收，可有效提高余热利用率；且循环水箱内设置上下交错且间隔分布的导流板，使循环水箱内的水流被充分加热；

此外，本实施例中，第二换热管呈螺旋状，设置于锅炉内，可对锅炉内的水进行加热，且锅炉内加设扰流板，不必额外增加驱动力，即可增强锅炉内水流在水平方向的对流，使第二换热管对锅炉内的水进行均匀加热。

上述仅为本实用新型的几种实施方式而已，本领域内的技术人员应明白，本实用新型的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本实用新型可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。

此外，需要说明的是：

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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实用新型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。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种燃气发电机组尾气余热利用装置，其特征在于，

包括第一换热管、循环水箱、第一输水管、锅炉、第二换热管、第二输水管及供暖管道；

所述第一换热管，一端与燃气发电机组的尾气排气口连接，另一端贯穿循环水箱后与锅炉底部的进气口连接；

所述循环水箱，设置于所述第一换热管外侧，包括第一进水口、第一出水口及多个导流板，各个所述导流板在所述循环水箱内上下间隔交错分布，所述循环水箱内的水经换热管加热后，经第一输水管排出；

所述第一输水管，一端与所述循环水箱的第一出水口连接，另一端连接供暖管道，将循环水箱内的水输送至供暖管道内；

所述锅炉，包括设置于其下端的进气口，及设置于其上端的出气口、第二进水口和第二出水口；

所述第二换热管，设置于锅炉内，为螺旋状，其一端与所述进气口连接，另一端连接所述出气口；

所述第二输水管，一端与所述第二出水口连接，另一端连接所述供暖管道，将锅炉内的水输送至供暖管道。

2.根据权利要求1所述的一种燃气发电机组尾气余热利用装置，其特征在于，所述第一换热管，与燃气发电机组的尾气排气口之间通过第一膨胀节连接，与锅炉底部的进气口之间通过第二膨胀节连接。

3.根据权利要求2所述的一种燃气发电机组尾气余热利用装置，其特征在于，所述第一换热管为翅片换热管。

4.根据权利要求3所述的一种燃气发电机组尾气余热利用装置，其特征在于，所述第一换热器的末端设置有泄爆阀。

5.根据权利要求1所述的一种燃气发电机组尾气余热利用装置，其特征在于，所述锅炉内固定有扰流板，所述扰流板沿所述第二换热管的中轴线方向设置。

6.根据权利要求5所述的一种燃气发电机组尾气余热利用装置，其特征在于，所述扰流板为双螺旋结构。

7.根据权利要求1所述的一种燃气发电机组尾气余热利用装置，其特征在于，所述第一进水口位于所述循环水箱的下端，所述第一出水口位于所述循环水箱的上端，所述第一进水口与所述第二进水口呈对角设置。

8.根据权利要求7所述的一种燃气发电机组尾气余热利用装置，其特征在于，所述循环水箱的上端还设置有装置连通口。

9.根据权利要求1所述的一种燃气发电机组尾气余热利用装置，其特征在于，与供暖管道连接处的第一输水管上设置有第一单向阀，与供暖管道连接处的第二输水管上设置有第二单向阀。

10.根据权利要求1所述的一种燃气发电机组尾气余热利用装置，其特征在于，所述第二换热管的末端设有三通阀，所述第二换热管分别通过所述三通阀与脱硫装置及排气管连接。