CN218844401U - 矿热炉煤气回收利用组合发电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种矿热炉煤气回收利用组合发电设备，包括矿热炉、锅炉、汽轮机、发电机、内燃发电机组、三通管；所述矿热炉设置有排气口，所述排气口通过第一管道与所述三通管的第一管口连通；所述三通管的第二管口通过第二管道与所述锅炉的进气口连通，且在所述第二管道上设置有第二阀门；所述锅炉的蒸汽出气口与所述汽轮机的进气口连通，所述汽轮机的输出端与所述发电机机械连接；所述三通管的第三管口通过第三管道与所述内燃电机组的进气口连通，在所述第三管道上设置有第三阀门。由此可知，本申请提高了煤气的回收利用率，延长设备使用寿命。

Description

矿热炉煤气回收利用组合发电设备

技术领域

本申请涉及发电设备技术领域，尤其涉及一种矿热炉煤气回收利用组合发电设备。

背景技术

矿热炉正向大型化、密闭化的趋势发展，矿热炉大型化、密闭化的目的是为了回收冶炼过程中产生的煤气。煤气回收利用的途径一般有发电、作为烘干原料的热源、作为烧结点火的燃料、用于生产甲醇等。其中最普遍最成熟的是煤气发电。

煤气发电使得从矿热炉回收的煤气得到了较好的利用，但是，矿热炉产生的煤气量并不是一定的，比如，矿热炉超负荷运行时，会产生多于平时的煤气，而在市场行情不好的情况下，大部分矿热炉会停炉检修，这时煤气量较少。当煤气量较多时，受发电机组能力的限制，多出的煤气不能被回收利用，造成放散和浪费；当煤气量较少时，发电机组会处于低发电能力运行，但是当低于发电能力的30％以下运行时，还会影响发电机组的使用寿命，但发电机组停运又会造成煤气浪费。

因此，亟需采取措施适应矿热炉生产的波动变化所带来的煤气量变化。

实用新型内容

本申请提供一种矿热炉煤气回收利用组合发电设备，用以解决上述背景技术所存在的问题。

本申请提供一种矿热炉煤气回收利用组合发电设备，包括矿热炉、锅炉、汽轮机、发电机、内燃发电机组、三通管；

所述矿热炉设置有排气口，所述排气口通过第一管道与所述三通管的第一管口连通；

所述三通管的第二管口通过第二管道与所述锅炉的进气口连通，且在所述第二管道上设置有第二阀门；

所述锅炉的蒸汽出气口与所述汽轮机的进气口连通，所述汽轮机的输出端与所述发电机机械连接；

所述三通管的第三管口通过第三管道与所述内燃电机组的进气口连通，在所述第三管道上设置有第三阀门。

可选地，所述矿热炉煤气回收利用组合发电设备还包括储气柜，所述储气柜的进气口通过第四管道与所述矿热炉的排气口连通，所述储气柜的排气口与所述第一管道的进气口连通。

可选地，所述储气柜包括第一子储气柜和第二子储气柜，所述第一子储气柜为与所述第一管道连通的子储气柜，所述第二子储气柜与所述第一子储气柜连通，且在连通处设置有阀门。

可选地，在所述第一管道上设置有第一气体流量计，在所述第二管道上设置有第二气体流量计，在所述第三管道上设置有第三气体流量计。

可选地，所述第二气体流量计设置在所述第二阀门与所述锅炉的进气口之间，所述第三气体流量计设置在所述第三阀门与所述内燃发电机组之间。

可选地，在所述第一管道上设置有第一阀门。

可选地，在所述第一管道上设置有第一压力表，在所述第二管道上设置有第二压力表，在所述第三管道上设置有第三压力表。

可选地，所述矿热炉为铁合金矿热炉。

由上述内容可知，本申请实施例提供的矿热炉煤气回收利用组合发电设备，包括矿热炉、锅炉、汽轮机、发电机、内燃发电机组，其中锅炉、汽轮机、发电机为第一组发电设备，内燃发电机组为第二组发电设备；根据矿热炉排出的煤气的量确定使用其中一组发电设备，或两组发电设备同时使用。当矿热炉排出的煤气量与第一煤气量近似相等时，使用第一组发电设备；当矿热炉排出的煤气量大于第一煤气量时，使用第一发电设备和第二组发电设备同时发电；当矿热炉排出的煤气量与第二煤气量近似相等时，使用第二组发电设备，以使得矿热炉所排出的煤气被充分回收利用，提高煤气的回收利用率，而且第一组发电设备的运行状态是处于接近全能力运行或不运行，从而不存在低于发电能力的30％以下的运行状态，从而也减少对第一组发电设备寿命的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的一种矿热炉煤气回收利用组合发电设备的结构示意图；

图2为本申请又一实施例提供的一种矿热炉煤气回收利用组合发电设备的结构示意图；

图3为本申请再一实施例提供的一种矿热炉煤气回收利用组合发电设备的结构示意图；

图4为本申请另一实施例提供的一种矿热炉煤气回收利用组合发电设备的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的一种储气柜的结构示意图。

图中：第一管道1；第二管道2；第三管道3；三通管4；第一阀门11；第一气体流量计12；第一压力表13；第二阀门21；第二气体流量计22；第二压力表23；第三阀门31；第三气体流量计32；第三压力表33。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，也属于本申请保护的范围。另外，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是根据本申请实施例示出的一种矿热炉煤气回收利用组合发电设备。如图1所示，该矿热炉煤气回收利用组合发电设备包括矿热炉、锅炉、汽轮机、发电机、内燃发电机组、三通管4。

所述矿热炉设置有排气口，所述排气口通过第一管道1与所述三通管4的第一管口连通；

所述三通管4的第二管口通过第二管道2与所述锅炉的进气口连通，且在所述第二管道2上设置有第二阀门21；

所述锅炉的蒸汽出气口与所述汽轮机的进气口连通，所述汽轮机的输出端与所述发电机机械连接；

所述三通管4的第三管口通过第三管道3与所述内燃电机组的进气口连通，在所述第三管道3上设置有第三阀门31。

在使用汽轮机和发电机进行发电时，单位时间内需要消耗较多的煤气量。为了描述方便，本申请实施例中，将锅炉、汽轮机和发电机组成的发电设备称为第一组发电设备，将使用第一组发电设备进行发电机时，单位时间内所消耗的煤气量计为第一煤气量。

相较于使用汽轮机和发电机进行发电所需要消耗的煤气量，使用内燃发电机组进行发电时，单位时间内消耗的煤气量少。为了描述方便，本申请实施例中，将内燃发电机组称为第二组发电设备，使用内燃发电机组进行发电机时，单位时间内所消耗的煤气量计为第二煤气量。

矿热炉在处于工作状态时，会产生大量的煤气，一般情况下，矿热炉所产生的煤气量与第一煤气量相符合。但是矿热炉产煤气量是不固定的，在受到其它因素的影响时，煤气量也会发生变化，因此，可以根据矿热炉所产生的煤气量的多少决定使用的发电设备。具体如下：

第一种，当矿热炉排出的煤气量与第一煤气量近似相等时，使用汽轮机和发电机进行发电，具体使用时，打开第二阀门21，关闭第三阀门31。矿热炉产生的煤气通过矿热炉排气口排出并经第一管道1到达三通管4，由于第三阀门31处于关闭状态，因此当煤气也到达三通管4后，经过三通管4的第二管口后到达第二管道2，并经第二管道2后达到锅炉，对锅炉内的水进行加热；锅炉内的水持续加热后，水气化变为水蒸汽，水蒸汽通过蒸汽管道输送给汽轮机，汽轮机在水蒸汽的作用下开始工作，并带动发电机开始工作，发电机开始工作后，就会产生电能。

在这种情况下，矿热炉产生的煤气基本被用来发电，减少浪费，而且第一组发电设备的发电能力基本接近100％运行，对设备的寿命影响较小。

第二种，当矿热炉排出的煤气量大于第一煤气量时，使用汽轮机和发电机进行发电的同时，还可以使用内燃发电机组发电，具体使用时，打开第二阀门21和第三阀门31。矿热炉产生的煤气通过矿热炉排气口排出并经第一管道1到达三通管4，由于第二阀门21和第三阀门31均处于打开状态，因此当煤气也到达三通管4后，会分两路。一路经过三通管4的第二管口到这第二管道2，并经第二管道2达到锅炉，对锅炉内的水进行加热；锅炉内的水持续加热后，水气化变为水蒸汽，水蒸汽通过蒸汽管道输送给汽轮机，汽轮机在水蒸汽的作用下开始工作，并带动发电机开始工作，发电机开始工作后，就会产生电能。另一路经三通管4的第三管口进入到第三管道3，通过第三管道3将煤气输送给内燃发电机组，内燃发电机组在煤气的作用下发电，产生电能。

另外，需要说明的是，由于汽轮机消耗煤气的量相较于内燃发电机组消耗煤气量多，因此，当两种发电方式同时共存时，大量的煤气会流向汽轮机方向，少量煤气会流向内燃发电机组，以保证各自有足够的煤气量。

由于第一组发电设备中汽轮机的用气量大于内燃发电机组的用气量，因此第二管道中的压强小于第三管道中的压强，大量煤气会朝向压强小的第二管道流动。

另外，还可以通过调节第二阀门21和第三阀门31的开口大小控制煤气流动量。将第二阀门21的开口调整的较大，而第三阀门31的开口调整的较小，以使得较多的煤气流向汽轮机。具体各个阀门开口的大小，以保证各个发电机组正常运行为准，再次不做详述。

在这种情况下，矿热炉产生的煤气用于两组发电设备同时发电，煤气也基本被用来发电，减少浪费。而且第一组发电设备的发电能力基本接近100％运行，对设备的寿命影响较小，而对于第二组发电设备，其寿命与当前发电能力关系不大，因此即使是低于其发电能力发电，也不会影响第二组发电设备的寿命。

第三种，当矿热炉排出的煤气量与第二煤气量近似相等时，则停止使用汽轮机和发电机发电，而是单独使用内燃发电机组发电。具体使用时，关闭第二阀门21，打开第三阀门31。矿热炉产生的煤气通过矿热炉排气口排出并经第一管道1到达三通管4，由于第二阀门21处于关闭状态，第三阀门31均处于打开状态，因此煤气到达三通管4后，不再向锅炉方向流动，而是经三通管4的第三管口进入到第三管道3，通过第三管道3将煤气输送给内燃发电机组，内燃发电机组在煤气的作用下发电，产生电能。

在这种情况下，矿热炉产生的煤气只用于第二组发电设备发电，煤气也基本被用来发电，以减少浪费。

另外，第一组发电设备在低于发电能力的30％以下运行，会缩短设备寿命，当第一组发电设备处于停止运行状态时，对设备的寿命影响较小。

由上述内容可知，本申请实施例提供的矿热炉煤气回收利用组合发电设备，包括矿热炉、锅炉、汽轮机、发电机、内燃发电机组，其中锅炉、汽轮机、发电机为第一组发电设备，内燃发电机组为第二组发电设备；根据矿热炉排出的煤气的量确定使用其中一组发电设备，或两组发电设备同时使用。当矿热炉排出的煤气量与第一煤气量近似相等时，通过三通管、第二阀门、第三阀门来选择使用第一组发电设备；当矿热炉排出的煤气量大于第一煤气量时，通过三通管、第二阀门、第三阀门来选择使用第一发电设备和第二组发电设备同时发电；当矿热炉排出的煤气量与第二煤气量近似相等时，通过三通管、第二阀门、第三阀门来选择使用第二组发电设备，以使得矿热炉所排出的煤气被充分回收利用，提高煤气的回收利用率，而且第一组发电设备的运行状态是处于接近全能力运行或不运行，从而不存在低于发电能力的30％以下的运行状态，从而也减少对第一组发电设备寿命的影响。

可选地，参见图2，所述矿热炉煤气回收利用组合发电设备还包括储气柜，所述储气柜的进气口通过第四管道与所述矿热炉的排气口连通，所述储气柜的排气口与所述第一管道1的进气口连通。

设置储气柜后，从矿热炉排出的煤气先到达储气柜，进行缓冲后，再进入到第一管道1，可以起到缓冲作用，使得煤气匀速的进入到第一管道1。

另外，设置储气柜后，如果矿热炉内产生的煤气量大于发电机组消耗量时，可以通过储气柜进行暂时存储，而当矿热炉内产生的煤气量小于发电机组的消耗量时，可以使用储气柜里存储的煤气，不仅减少了煤气的浪费，也保证了发电机组运行的稳定性。

进一步地，参见图5，所述储气柜包括第一子储气柜和第二子储气柜，所述第一子储气柜为与所述第一管道1连通的子储气柜，所述第二子储气柜与所述第一子储气柜连通，且在连通处设置有阀门。

进一步地，各子储气柜的数量可以根据实际需要进行设置，比如，储气柜包括一个第一子储气柜和多个第二子储气柜。其中，第一子储气柜为与第一管道1连通的子储气柜，每个第二子储气柜均分别与第一子储气柜连通，且设置有阀门，但不与第一管道1连通。

当矿热炉产生的煤气大于电机组所需要的煤气量时，则根据多余的煤气的量，打开一个或多个第二子储气柜的阀门，使得多余的煤气流向第二子储气柜内，对多余的煤气进行存储，从而减少煤气的浪费；当矿热炉产生的煤气与发电机组所需要的煤气量基本相等时，则关闭第二子储气柜的阀门，使得煤气通过第一子储气柜进入到第一管道1；当矿热炉产生的煤气小于电机组所需要的煤气量时，则根据需求量，打开一个或多个第二子储气柜的阀门，使得第二子储气柜内的煤气进入到第一子储气柜，以通过第一子储气柜流向发电机组。

可选地，仍参见图2和图3，在所述第一管道1上设置有第一气体流量计12，在所述第二管道2上设置有第二气体流量计22，在所述第三管道3上设置有第三气体流量计32。

通过第三个气体流量计可以实时掌握各对应管道内气体流量，从而可以调整各管道对应的阀门，使得流通口的大小相应改变，从而使得流向第一组发电设备和第二组发电设备的煤气量与所需要的煤气量相匹配，而将多余的煤气量存储起来，减少浪费。

对于各组发电设备发电时所需要的煤气量可以根据经验进行确定。

可选地，仍参见图2和图3，所述第二气体流量计22设置在所述第二阀门21与所述锅炉的进气口之间，所述第三气体流量计32设置在所述第三阀门31与所述内燃发电机组之间。

由于第二阀门21和第三阀门31调节后，分别会改变进入到第一组发电设备和第二组发电设备的煤气量，因此，所述第二气体流量计22设置在所述第二阀门21与所述锅炉的进气口之间时，可以更准确的确定进入到第一组发电设备的煤气量。所述第三气体流量计32设置在所述第三阀门31与所述内燃发电机组之间时，可以更准确的确定进入到第二组发电设备，也即内燃发电机组的煤气量。

可选地，仍参见图2和图3，在所述第一管道1上设置有第一阀门11。

当需要对第一组发电设备和第二组发电设备进行检修或由于其它原因导致第一组发电设备和第二组发电设备不能运行时，可以关闭第一阀门11，防止矿热炉内的煤气流向第一组发电设备和第二组发电设备。

可选地，仍参见图2和图3，在所述第一管道1上设置有第一压力表13，在所述第二管道2上设置有第二压力表23，在所述第三管道3上设置有第三压力表33。

在各个管道上设置压力表后，可以实时掌握各管道的压力情况，以便当管道压力大于其所能承受的压力时，及时采取措施。

可选地，所述矿热炉为铁合金矿热炉。当然也可以为其它类型的矿热炉，本申请实施例对此不做限制。

可选地，矿热炉煤气回收利用组合发电设备还包括第一降温组件、布袋过滤净化组件和第二降温组件。

其中，第一降温组件、布袋过滤净化组件和第二降温组件依次设置在矿热炉和储气柜之间。

其中，第一降温组件用于为矿热炉内排出的煤气进行降温，以防止高温煤气烧坏布袋过滤净化组件。

第一降温组件可以为水冷降温组件，当然也可以为其它降温组件，本申请实施例对此不做限制。

其中，布袋过滤净化组件用于对降温后的煤气进行除尘过滤，以提高煤气的纯度。

其中，第二降温组件用于对除尘过滤后的煤气进行再次降温，降温后的煤气不仅可是以减少其对设备的损害，而且降温的煤气其密度变大，单位体积内可以存放有更多的煤气量，从而可以提高管道内煤气的输送量，当管道内煤气的输送量提高后，会有更多的煤气被输送到第一组发电设备和第二组发电设备，从而可以使得两组发电设备可以更多利用煤气发电，提高煤气的利用率。

另外，本申请实施例中提及的阀门均可以为手动阀门或自动阀门，本申请实施例对此不做限制。

另外，对于矿热炉、储气柜、锅炉、汽轮机、发电机及内燃机的数量可以根据实际情况进行确定。如图4所示，设置了6台矿热炉、1个储气柜、一个锅炉、一个汽轮机、一台发电机和2组内燃机组。

可选地，矿热炉为密闭矿热炉。

比如，可以设置为一体成型的矿热炉，以提高矿热炉的密封性。还可以在矿热炉的炉体上设置密封件，具体可参见相关内容，在此不做详述。

进一步地，对于各管道之间，或管道与各设备之间进行连通时，设置密封件，以减少煤气向外泄漏的可能性。

最后应说明的是，本申请技术方案中没有描述的内容均可以使用现有技术实现。另外，以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种矿热炉煤气回收利用组合发电设备，其特征在于，包括矿热炉、锅炉、汽轮机、发电机、内燃发电机组、三通管；

所述矿热炉设置有排气口，所述排气口通过第一管道与所述三通管的第一管口连通；

所述三通管的第二管口通过第二管道与所述锅炉的进气口连通，且在所述第二管道上设置有第二阀门；

所述锅炉的蒸汽出气口与所述汽轮机的进气口连通，所述汽轮机的输出端与所述发电机机械连接；

所述三通管的第三管口通过第三管道与所述内燃发电机组的进气口连通，在所述第三管道上设置有第三阀门。

2.根据权利要求1所述的矿热炉煤气回收利用组合发电设备，其特征在于，所述矿热炉煤气回收利用组合发电设备还包括储气柜，所述储气柜的进气口通过第四管道与所述矿热炉的排气口连通，所述储气柜的排气口与所述第一管道的进气口连通。

3.根据权利要求2所述的矿热炉煤气回收利用组合发电设备，其特征在于，所述储气柜包括第一子储气柜和第二子储气柜，所述第一子储气柜为与所述第一管道连通的子储气柜，所述第二子储气柜与所述第一子储气柜连通，且在连通处设置有阀门。

4.根据权利要求2所述的矿热炉煤气回收利用组合发电设备，其特征在于，在所述第一管道上设置有第一气体流量计，在所述第二管道上设置有第二气体流量计，在所述第三管道上设置有第三气体流量计。

5.根据权利要求4所述的矿热炉煤气回收利用组合发电设备，其特征在于，所述第二气体流量计设置在所述第二阀门与所述锅炉的进气口之间，所述第三气体流量计设置在所述第三阀门与所述内燃发电机组之间。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的矿热炉煤气回收利用组合发电设备，其特征在于，在所述第一管道上设置有第一阀门。

7.根据权利要求6所述的矿热炉煤气回收利用组合发电设备，其特征在于，在所述第一管道上设置有第一压力表，在所述第二管道上设置有第二压力表，在所述第三管道上设置有第三压力表。

8.根据权利要求7所述的矿热炉煤气回收利用组合发电设备，其特征在于，所述矿热炉为铁合金矿热炉。

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