CN214198738U - 燃煤电厂烟气余热回收系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃煤电厂烟气余热回收系统，所述燃煤电厂烟气余热回收系统包括换热机构和发电机构；所述换热机构包括用于接收第一烟气的烟气入口以及用于排出第二烟气的烟气出口，所述第一烟气的温度大于所述第二烟气的温度；所述发电机构包括介质储罐、第一管道以及膨胀机，所述介质储罐中包括液体介质，所述第一管道在所述介质储罐的储罐出口和所述膨胀机的气体入口之间提供流体连通，所述第一管道的部分设置在所述换热机构中以能够吸收热量使所述液体介质变为气体介质，所述膨胀机配置为能够驱动发电机工作。本实用新型的燃煤电厂烟气余热回收系统能够有效地利用烟气排放时的余热，增大燃煤电厂的效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃煤电厂技术领域，具体地涉及一种燃煤电厂烟气余热回收系统。
背景技术
我国能源消费结构以煤炭为主，近年来越来越多的大型燃煤火力发电机组投入使用，燃煤发电占我国总发电量的70％以上。但是，在当前的实际生产工作中存在以下问题：燃煤电厂排放烟气时的热损失较大，大量余热未得到充分利用而造成浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种燃煤电厂烟气余热回收系统，该燃煤电厂烟气余热回收系统能够有效地利用烟气排放时的余热，增大燃煤电厂的效益。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种燃煤电厂烟气余热回收系统，所述燃煤电厂烟气余热回收系统包括换热机构和发电机构；所述换热机构包括用于接收第一烟气的烟气入口以及用于排出第二烟气的烟气出口，所述第一烟气的温度大于所述第二烟气的温度；所述发电机构包括介质储罐、第一管道以及膨胀机，所述介质储罐中包括液体介质，所述第一管道在所述介质储罐的储罐出口和所述膨胀机的气体入口之间提供流体连通，所述第一管道的部分设置在所述换热机构中以能够吸收热量使所述液体介质变为气体介质，所述膨胀机配置为能够驱动发电机工作。
可选的，所述换热机构包括相互连通的第一换热器和第二换热器，所述第一换热器具有所述烟气入口，所述第二换热器具有所述烟气出口，所述第一管道沿介质流动的方向依次经过所述第一换热器和所述第二换热器。
可选的，所述发电机构包括设置在所述第一管道上并位于所述第一换热器和所述介质储罐之间的增压泵。
可选的，所述发电机构包括设置在所述第一管道上并位于所述第二换热器和所述膨胀机之间的第一控制阀。
可选的，所述第一控制阀配置为能够控制介质的压力和/或温度。
可选的，所述发电机构包括第二管道，所述第二管道在所述膨胀机的气体出口和所述介质储罐的储罐入口之间提供流体连通。
可选的，所述换热机构包括第三换热器，所述第二管道经过所述第三换热器。
可选的，所述发电机构包括设置在所述第二管道上并位于所述膨胀机和所述第三换热器之间的第二控制阀。
可选的，所述液体介质为液态氨，所述气体介质为氨气。
可选的，所述第一烟气的温度为110～150℃，所述第二烟气的温度为45～75℃。
通过上述技术方案，所述第一烟气在经过所述换热机构时与所述换热机构发生热交换，所述第一烟气释放出热量而温度降低成为所述第二烟气后排出并送往湿法烟气脱硫装置，所述换热机构吸收了所述第一烟气的热量并将该热量与所述第一管道中的液体介质发生热交换，使得液体介质气化为高压过热的气体介质，高压过热的气体介质驱动所述膨胀机做功以驱使所述发电机工作，从而有效地利用了烟气排放时的余热，增大燃煤电厂的效益。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本实用新型的燃煤电厂烟气余热回收系统的一种实施方式的示意图。
附图标记说明
110-第一换热器，120-第二换热器，130-第三换热器，210-第一管道，220-第二管道，230-介质储罐，240-膨胀机，250-增压泵，260-第一控制阀，270-第二控制阀，310-第一烟气，320-第二烟气，400-发电机
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
如图1所示，本实用新型的燃煤电厂烟气余热回收系统包括换热机构和发电机构；换热机构包括用于接收第一烟气310的烟气入口以及用于排出第二烟气320的烟气出口，第一烟气310的温度大于第二烟气320的温度；发电机构包括介质储罐230、第一管道210以及膨胀机240，介质储罐230中包括液体介质，第一管道210在介质储罐230的储罐出口和膨胀机240的气体入口之间提供流体连通，第一管道210的部分设置在换热机构中以能够吸收热量使液体介质变为气体介质，膨胀机240配置为能够驱动发电机400工作。
在本实用新型中，第一烟气310在经过换热机构时与换热机构发生热交换，第一烟气310释放出热量而温度降低成为第二烟气320后排出并送往湿法烟气脱硫装置，换热机构吸收了第一烟气310的热量并将该热量与第一管道210中的液体介质发生热交换，使得液体介质气化为高压过热的气体介质，高压过热的气体介质驱动膨胀机240做功以驱使发电机400工作，从而有效地利用了烟气排放时的余热，增大燃煤电厂的效益。
应当理解的是，换热机构可以设计为多种形式，只要其能够吸收第一烟气310的热量并将该热量至少部分传递至第一管道210中的液体介质即可。在本实用新型的一种实施方式中，换热机构包括相互连通的第一换热器110和第二换热器120，第一换热器110具有烟气入口，第二换热器120具有烟气出口，第一管道210沿介质流动的方向依次经过第一换热器110和第二换热器120。通过两个换热器能够更好、更有效并且更加经济地提供热交换，当然，换热器的数量并不限定为两个，也可以两个以上的换热器串联以对第一烟气310进行降温。
为了使膨胀机240做功，进入膨胀机240的气体介质需要是高压气体，高压气体有高压液体介质气化形成，高压液体介质可以通过具有高压功能的储罐直接供给，在本实用新型的一种实施方式中，介质储罐230并非高压储罐，因此，发电机构包括设置在第一管道210上并位于第一换热器110和介质储罐230之间的增压泵250，增压泵250对从介质储罐230中排出的液体介质进行加压，使高压液体介质与第一换热器110和第二换热器120进行热交换，从而高效地形成高压过热的气体介质。
进一步的，发电机构包括设置在第一管道210上并位于第二换热器120和膨胀机240之间的第一控制阀260。第一控制阀260能够通过控制介质的压力和/或温度以实现控制第二换热器120的出口气体介质的温度的目的，从而控制气体介质的过热度，以利于膨胀机240的运行。
为了提高液体介质的利用效率，在本实用新型的一种实施方式中，发电机构包括第二管道220，第二管道220在膨胀机240的气体出口和介质储罐230的储罐入口之间提供流体连通。也就是说，介质储罐230、增压泵250、第一管道210、膨胀机240以及第二管道220共同形成了介质回路，气体介质从膨胀机240的气体出口排出后在经过降温成为液体介质，进入介质储罐230中循环利用。
为了能够有效地对第二管道220中的气体介质进行降温，使其液化，在本实用新型的一种实施方式中，换热机构包括第三换热器130，第二管道220经过第三换热器130。
进一步的，发电机构包括设置在第二管道220上并位于膨胀机240和第三换热器130之间的第二控制阀270。第二控制阀270能够控制膨胀机240的气体出口的压力，以利于膨胀机240的运行，并且使得气体介质可以合适的压力经过第三换热器130以降温冷却成液体介质。
下面通过一个实施例对本实用新型的燃煤电厂烟气余热回收系统的工作过程进行解释说明。
如图1所示，600MW燃煤电厂的2100000Nm3/h、130℃的13.44％CO2、8.49％H2O、73.32％N2、3.87％O2、0.87％Ar的高温含硫烟气(即第一烟气310)经过第一换热器110降温为127.13℃的烟气，在此降温过程中共放出8824220KJ/h的热量，该烟气再经过第二换热器120降温为74℃的低温烟气(即第二烟气320)，在此过程中共放出162309298KJ/h的热量，低温烟气送往湿法烟气脱硫装置。
介质储罐230内的8912Kmol/h、151776Kg/h、40℃、1.56Mpa的液氨(即液体介质)由增压泵250提压至3.5Mpa，增压泵250消耗230KW的功率；增压泵250出口的40℃、3.5Mpa的液氨通过第一管道210进入第一换热器110气化为70℃、3.306Mpa的饱和氨气，此过程获取162304418KJ/h的热量；该饱和氨气再进入第二换热器120以吸收热量，过热为90℃、3.296Mpa的气体(即气体介质)，并由第一控制阀260控制第二换热器120出口的气体的压力；90℃、3.296Mpa的气体进入膨胀机240以使膨胀机240做功，膨胀机240出口的气体介质由第二控制阀270控制压力为1.57Mpa，在此过程中，膨胀机240对外输出3113KW的功率，以使发电机400工作。
膨胀机240出口的气体介质由第三换热器130降温冷却为40℃、1.56Mpa的液氨，在此过程中，第三换热器130需提供159606000KJ/h的冷量。
第一控制阀260控制气体介质的压力以便控制膨胀机240的运行工况，第二控制阀270控制膨胀机240出口的气体介质的压力，以便控制膨胀机240出口的气体介质可以被第三换热器130降温冷却为液体介质。
通过上述工作过程，本实用新型的燃煤电厂烟气余热回收系统能够使发电机400的发电量达到2883KW。
应当理解的是，液体介质并不限定于液氨，可以任意选择一种合适介质，该介质具有在燃煤电厂烟气的温度下可以气化并过热的性能，且具有在第三换热器130的30℃温度下可以液化的性能，从而完成从燃煤电厂烟气中获取热量驱动膨胀机240的过程。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种燃煤电厂烟气余热回收系统，其特征在于，所述燃煤电厂烟气余热回收系统包括换热机构和发电机构；
所述换热机构包括用于接收第一烟气(310)的烟气入口以及用于排出第二烟气(320)的烟气出口，所述第一烟气(310)的温度大于所述第二烟气(320)的温度；
所述发电机构包括介质储罐(230)、第一管道(210)以及膨胀机(240)，所述介质储罐(230)中包括液体介质，所述第一管道(210)在所述介质储罐(230)的储罐出口和所述膨胀机(240)的气体入口之间提供流体连通，所述第一管道(210)的部分设置在所述换热机构中以能够吸收热量使所述液体介质变为气体介质，所述膨胀机(240)配置为能够驱动发电机(400)工作。
2.根据权利要求1所述的燃煤电厂烟气余热回收系统，其特征在于，所述换热机构包括相互连通的第一换热器(110)和第二换热器(120)，所述第一换热器(110)具有所述烟气入口，所述第二换热器(120)具有所述烟气出口，所述第一管道(210)沿介质流动的方向依次经过所述第一换热器(110)和所述第二换热器(120)。
3.根据权利要求2所述的燃煤电厂烟气余热回收系统，其特征在于，所述发电机构包括设置在所述第一管道(210)上并位于所述第一换热器(110)和所述介质储罐(230)之间的增压泵(250)。
4.根据权利要求2所述的燃煤电厂烟气余热回收系统，其特征在于，所述发电机构包括设置在所述第一管道(210)上并位于所述第二换热器(120)和所述膨胀机(240)之间的第一控制阀(260)。
5.根据权利要求4所述的燃煤电厂烟气余热回收系统，其特征在于，所述第一控制阀(260)配置为能够控制介质的压力和/或温度。
6.根据权利要求1所述的燃煤电厂烟气余热回收系统，其特征在于，所述发电机构包括第二管道(220)，所述第二管道(220)在所述膨胀机(240)的气体出口和所述介质储罐(230)的储罐入口之间提供流体连通。
7.根据权利要求6所述的燃煤电厂烟气余热回收系统，其特征在于，所述换热机构包括第三换热器(130)，所述第二管道(220)经过所述第三换热器(130)。
8.根据权利要求7所述的燃煤电厂烟气余热回收系统，其特征在于，所述发电机构包括设置在所述第二管道(220)上并位于所述膨胀机(240)和所述第三换热器(130)之间的第二控制阀(270)。
9.根据权利要求1所述的燃煤电厂烟气余热回收系统，其特征在于，所述液体介质为液态氨，所述气体介质为氨气。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的燃煤电厂烟气余热回收系统，其特征在于，所述第一烟气(310)的温度为110～150℃，所述第二烟气(320)的温度为45～75℃。
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| CN202023036060.9U CN214198738U (zh) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | 燃煤电厂烟气余热回收系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114893266A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-08-12 | 中国科学院工程热物理研究所 | 煤及超临界水气化发电系统及发电方法 |
| CN117968431A (zh) * | 2024-01-31 | 2024-05-03 | 中国电力工程顾问集团有限公司 | 燃煤电厂烟气余热回收控制方法及装置 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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