CN210426090U - 一种燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统，所述系统包括电厂的燃气发电机组、陶瓷胚料成型单元和焙烧炉，所述焙烧炉连通于燃气发电机组的燃气轮机的排烟通道，用于从燃气轮机的排烟通道获取烟气作为热源。本实用新型利用燃气轮机的烟气，为生产特种陶瓷坯料烧结提供热源，不但实现特种陶瓷的节能和清洁化生产，而且可以极大提高火电厂经济效益。

Description

一种燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统

技术领域

本实用新型涉及燃气发电机组排烟余热应用技术，具体涉及一种利用燃机排气扩散段的烟气热量来生产特种陶瓷的系统。

背景技术

特种陶瓷也被称为先进陶瓷、现代陶瓷、新型陶瓷、高性能陶瓷、高技术陶瓷和精细陶瓷。它主要是指以高纯度人工合成的无机化合物为原料、采用现代材料工艺制备的、具有独特和优异性能的陶瓷材料。

特种陶瓷，又称精细陶瓷，按其应用功能分类，大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大类，通过在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料，经过高温烧结成型获得稳定可靠的防静电性能，成为一种新型特种陶瓷，通常具有一种或多种功能，如：电、磁、光、热、声、化学、生物等功能；以及耦合功能，如压电、热电、电光、声光、磁光等功能，主要用于制作电路基片、线圈骨架、电子管插座、高压绝缘瓷、火箭的前锥体等，也可制成用于浇制合金的高气孔率精密铸造型芯。另外，还可用作抗震性好的高温材料。

特种陶瓷的制作需要经过高温烧结成型，在其粉料研磨生产、陶胚成型和高温烧结几个工艺中，均需要消耗大量的能源，特别是电能和热能。因此，特种陶瓷的生产成本中，除去原材料成本，生产工艺过程中的能源消耗是其主要成本。

目前的燃气-蒸汽联合循环设备，有两种基本的结构：单轴的及多轴的。单轴联合循环系统包括一台燃气轮机，一台蒸汽轮机，一台发电机和一台余热锅炉，其中燃气轮机、蒸汽轮机与发电机同轴串联排列。多轴联合循环系统有一台或多台燃气轮机发电机通过各自的余热锅炉向分开的单独的汽轮机发电机组供汽，共同组成的联合循环系统。

无论采用何种形式布置，其排烟都是通过燃气轮机的透平缸后的排气框架(扩散段)与余热锅炉连接，经锅炉吸收余热后排入大气。燃气轮机的排烟温度在600℃左右。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统，利用燃气轮机的烟气，为生产特种陶瓷坯料烧结提供热源，不但实现特种陶瓷的节能和清洁化生产，而且可以极大提高火电厂经济效益。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统，所述系统包括电厂的燃气发电机组、陶瓷胚料成型单元和焙烧炉，所述焙烧炉连通于燃气发电机组的燃气轮机的排烟通道，用于从燃气轮机的排烟通道获取烟气作为热源。

进一步地，所述焙烧炉还连通于燃气发电机组的余热锅炉的炉膛，用于将高温烟气释放热量后转化得到的低温烟气排入所述余热锅炉的炉膛内。

进一步地，所述焙烧炉分别连通有烟气引入管和烟气排出管，其内部设有换热管，所述换热管的一端连通于所述烟气引入管的一端，另一端连通于所述烟气排出管的一端；所述烟气引入管的另一端连通于所述燃气轮机的排烟通道，所述烟气排出管的另一端连通于燃气发电机组的余热锅炉的炉膛。

更进一步地，所述焙烧炉设有废气输出口，所述废气输出口通过废气输出管道连通于燃气发电机组的余热锅炉的烟道。

进一步地，所述焙烧炉内设置有电加热单元，电加热单元用于当焙烧炉内的温度达不到预设的陶瓷烧结温度时进行补热。

进一步地，所述焙烧炉的烟气引入管通过两个支路分别连通于两台燃气轮机的排烟管道，所述烟气引入管和两个支路的交汇处设有烟气挡板，所述烟气挡板可通过转动封堵两个支路中的其中一个和烟气引入管之间的通路。

进一步地，所述陶瓷胚料成型单元设有废气出口和废水出口，所述废气出口通过废气管道连通所述燃气发电机组的余热锅炉的烟道，所述废水出口通过废水管道连通于电厂的废水处理设施。

进一步地，所述系统还包括有补热燃烧室，所述补热燃烧室的进气口和出气口分别连通于所述燃气轮机的排烟通道和所述焙烧炉。

本实用新型的有益效果在于：

1)充分利用燃气发电机组排烟烟气作为特种陶瓷烧制的热源，高效利用了烟气余热，降低陶瓷烧制工艺的能耗。

2)在不改变燃机负荷(保证燃烧经济、环保)，减少总上网电量。

3)燃气发电机组负荷调节更加多样性。

4)提高发电企业生产产值。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中焙烧炉的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中焙烧炉和燃气轮机的连接示意图；

图4为本实用新型实施例2的系统结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围并不限于本实施例。

实施例1

一种燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统，所述系统包括电厂的燃气发电机组。在本实施例中，如图1所示，所述燃气发电机组为多轴燃气-蒸汽联合循环设备，多轴燃气-蒸汽联合循环设备包括压气机 100、燃烧室101、燃气轮机102、燃机发电机103、余热锅炉104、汽轮机105、汽机发电机106、凝汽器107和给水泵组108。空气经过压气机100压缩后和煤气一并进入燃烧室101，燃烧室101燃烧产生的高温工质进入燃气轮机102的透平缸，燃气轮机102驱动燃机发电机103发电。烟气经过透平缸的排烟管道输出至余热锅炉104的炉膛，余热锅炉104回收高温烟气的余热后，低温烟气从余热锅炉104 的烟道排出至电厂的烟气处理装置，余热锅炉104产生的蒸汽则送至汽轮机105，汽轮机105驱动汽机发电机106发电。余热锅炉104的水由给水泵组108提供，另外汽轮机105中的乏汽排出至凝汽器107 冷凝成水后也提供至余热锅炉104。

在本实施例中，所述系统包括陶瓷胚料成型单元1和焙烧炉2，所述焙烧炉2连通于燃气发电机组的燃气轮机102的排烟通道，用于从燃气轮机102的排烟通道获取烟气作为热源。

陶瓷胚料成型单元将陶瓷粉料通过热压成型和烘干之后得到陶瓷胚料器件，陶瓷胚料器件送入所述焙烧炉中。燃气发电机组的燃气轮机的烟气经过排烟通道进入焙烧炉内，为所述焙烧炉提供热源，焙烧炉利用燃气轮机的烟气热量对陶瓷胚料器件进行高温烧结。

在本实施例中，所述燃气轮机的排烟通过带阀门的管道分别连通余热锅炉的炉膛和焙烧炉，当焙烧炉不足以消化所有的燃气轮机排烟时，可以将剩余的烟气直接排入余热锅炉的炉膛进行余热利用。

进一步地，所述焙烧炉2还连通于燃气发电机组的余热锅炉的炉膛，用于将高温烟气释放热量后转化得到的低温烟气排入所述余热锅炉的炉膛内。低温烟气进入余热锅炉的炉膛内，余热锅炉进一步获取利用低温烟气内的余热，最终烟气从炉膛排入电厂的烟气处理装置中。这样不但可以充分利用烟气的热量，而且剩余的废气可以利用电厂的烟气处理装置中集中处理，可节约单独设置烟气处理装置的成本。

进一步地，所述焙烧炉2可以利用高温烟气直接接触或不接触陶瓷胚料器件的方式对陶瓷胚料器件进行焙烧。采用直接接触的方式可以将高温烟气直接引入所述焙烧炉内，高温烟气与焙烧炉内的陶瓷胚料器件直接接触对其进行焙烧。

本实施例系统采用的是不接触的加热焙烧方式。具体地，如图2 所示，所述焙烧炉2分别连通有烟气引入管21和烟气排出管22，其内部设有换热管23，所述换热管23的一端连通于所述烟气引入管21 的一端，另一端连通于所述烟气排出管22的一端；所述烟气引入管21的另一端连通于所述燃气轮机102的排烟通道，所述烟气排出管 22的另一端连通于燃气发电机组的余热锅炉104的炉膛。

烟气经过烟气引入管21进入所述换热管23内，烟气通过换热管 23和焙烧炉2内的空气进行热交换，热空气与焙烧炉2内的陶瓷胚料器件接触进行高温烧结，释放热量后的低温烟气从烟气排出管22 排出至余热锅炉104的炉膛继续进行余热利用。

在本实施例中，所述焙烧炉2内设置有电加热单元3，电加热单元3用于当焙烧炉2内的温度达不到预设的陶瓷烧结温度时进行补热。陶瓷烧结温度一般需要高于800度，当烟气温度不够时，电加热单元自动启动并进行补热，直至达到陶瓷烧结温度为止，从而可以实现陶瓷烧结的精确控温。所述电加热单元所需电能来自电厂的调峰富余电力。

在实际应用中，可以将焙烧炉2设置于余热锅炉104旁的空地，根据烟气引入管21连接在燃气轮机的排烟通道(排气扩散段)处抽取烟气，烟气引入管采用耐高温材料制成。

在本实施例中，如图3所示，所述焙烧炉2的烟气引入管21通过两个支路4分别连通于两台燃气轮机102(若有，互为公用)的排烟管道，所述烟气引入管21和两个支路4的交汇处设有烟气挡板5，所述烟气挡板5可通过转动封堵两个支路4中的其中一个和烟气引入管21之间的通路。通过烟气挡板，实现在两台燃气轮机的排烟管道之间切换，选择烟气的供给来源。

进一步地，所述陶瓷胚料成型单元1设有废气出口和废水出口，其废气出口通过废气管道连通所述燃气发电机组的余热锅炉104的烟道，所述废水出口通过废水管道连通于电厂的废水处理设施。本实施例中，废气排出至余热锅炉的烟道，可以和余热锅炉的炉膛中排出的烟气一并送入电厂的烟气处理装置，利用电厂的烟气处理装置对进行无害化处理，而陶瓷胚料成型单元产生的废水则利用电厂内的处理设施进行无害化处理。这样可以节约独立设置废气和废水处理设施的成本。

在本实施例中，所述焙烧炉2设有废气输出口，其废气输出口通过废气输出管道连通所述燃气发电机组的余热锅炉104的烟道。焙烧过程中产生的废气排出至余热锅炉的烟道，和余热锅炉的炉膛中排出的烟气一并送入电厂的烟气处理装置，利用电厂的烟气处理装置对进行无害化处理。

进一步地，在本实施例中，所述系统还包括有补热燃烧室5，所述补热燃烧室5的进气口和出气口分别连通于所述燃气轮机102的排烟通道和所述焙烧炉2。燃气轮机的排烟一般达不到陶瓷烧结所需温度，可以通过先经补热燃烧室补热再进入到焙烧炉。补热燃烧室可以以燃气、煤气、燃油等作为燃料，可以和电加热单元同时使用，还可以选择任意一个单独使用。

需要说明的是，在实际应用中，还可以将电厂的其他机组的高温烟气引入焙烧炉内一起利用。

进一步地，陶瓷胚料成型单元1所需电能来自电厂的调峰富余电能。

实施例2

本实施例的一种燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统和实施例1 基本相同，主要区别在于，如图4所示，本实施例中所述燃气发电机组为单轴燃气-蒸汽联合循环设备，单轴燃气-蒸汽联合循环设备包括压气机200、燃烧室201、燃气轮机202、发电机203、余热锅炉204、汽轮机205、凝汽器206和给水泵组207，燃气轮机202和汽轮机205 与发电机203同轴串联排列。空气经过压气机200压缩后和煤气一并进入燃烧室201，燃烧室201燃烧产生的高温工质进入燃气轮机202 的透平缸，燃气轮机202驱动发电机103发电。烟气经过透平缸的排烟管道输出至余热锅炉204的炉膛，余热锅炉204回收高温烟气的余热后，低温烟气从余热锅炉204的烟道排出至电厂的烟气处理装置，余热锅炉204产生的蒸汽则送至汽轮机205，汽轮机205驱动发电机 203发电。余热锅炉204的水由给水泵组207提供，另外汽轮机205 中的乏汽排出至凝汽器206冷凝成水后也提供至余热锅炉204。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统，其特征在于，所述系统包括电厂的燃气发电机组、陶瓷胚料成型单元和焙烧炉，所述焙烧炉连通于燃气发电机组的燃气轮机的排烟通道，用于从燃气轮机的排烟通道获取烟气作为热源。

2.根据权利要求1所述的燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统，其特征在于，所述焙烧炉还连通于燃气发电机组的余热锅炉的炉膛，用于将高温烟气释放热量后转化得到的低温烟气排入所述余热锅炉的炉膛内。

3.根据权利要求1所述的燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统，其特征在于，所述焙烧炉分别连通有烟气引入管和烟气排出管，其内部设有换热管，所述换热管的一端连通于所述烟气引入管的一端，另一端连通于所述烟气排出管的一端；所述烟气引入管的另一端连通于所述燃气轮机的排烟通道，所述烟气排出管的另一端连通于燃气发电机组的余热锅炉的炉膛。

4.根据权利要求3所述的燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统，其特征在于，所述焙烧炉设有废气输出口，所述废气输出口通过废气输出管道连通于燃气发电机组的余热锅炉的烟道。

5.根据权利要求1所述的燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统，其特征在于，所述焙烧炉内设置有电加热单元，电加热单元用于当焙烧炉内的温度达不到预设的陶瓷烧结温度时进行补热。

6.根据权利要求1所述的燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统，其特征在于，所述焙烧炉的烟气引入管通过两个支路分别连通于两台燃气轮机的排烟管道，所述烟气引入管和两个支路的交汇处设有烟气挡板，所述烟气挡板可通过转动封堵两个支路中的其中一个和烟气引入管之间的通路。

7.根据权利要求1所述的燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统，其特征在于，所述陶瓷胚料成型单元设有废气出口和废水出口，所述废气出口通过废气管道连通所述燃气发电机组的余热锅炉的烟道，所述废水出口通过废水管道连通于电厂的废水处理设施。

8.根据权利要求1所述的燃气发电机组排烟焙烧陶瓷的系统，其特征在于，所述系统还包括有补热燃烧室，所述补热燃烧室的进气口和出气口分别连通于所述燃气轮机的排烟通道和所述焙烧炉。

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