一種利用蘭炭廢氣鍋爐低溫煙氣余熱發電的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于發電設備技術領域，尤其涉及一種利用蘭炭廢氣鍋爐低溫煙氣余熱發電的裝置。
【背景技術】
[0002]蘭炭被廣泛應用于鐵合金、鋼鐵、化工等行業。近幾年，隨著市場需求量的不斷增加，蘭炭行業發展迅速，產能在快速增長。我國作為發展中的煤炭大國，也是全世界最大的蘭炭生產國，占全球一半以上的蘭炭市場份額。陜西省是目前國內蘭炭主要產地，年產量在4000萬噸左右，占全國總產量的50%以上。
[0003]在煉半焦或稱蘭炭的工藝中，煤炭通過中低溫干餾后會產生大量的廢氣，經過分析，蘭炭廢氣屬于一種混合氣體，可燃成分約占40%左右，主要有H2、CH4、CO，低位熱值一般在1700—2000Kcal/Nm3之間，是煤低位熱值的25%左右，著火溫度不到500°C，可以直接點火燃燒，燃燒性能優良，可以作為燃料加以利用。
[0004]在陜北地區有大量利用蘭炭廢氣作為燃料的發電廠，裝機大約2000?3000MW，其中燃燒蘭炭廢氣的鍋爐大約有60-100臺，以50MW的發電機組為例:需要I臺240t/h蘭炭廢氣鍋爐，鍋爐出口煙氣量298000Nm3/h，排煙溫度在150?200°C之間，250°C以下屬于低溫余熱，所以蘭炭廢氣鍋爐的低溫煙氣余熱有一定的利用價值。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于克服上述現有技術中存在的不足，提供一種能夠將蘭炭廢氣鍋爐排放的煙氣余熱加以利用，更大限度地利用廢氣資源的利用蘭炭廢氣鍋爐低溫煙氣余熱發電的裝置。
[0006]為解決上述問題，本實用新型采取的技術方案為:包括換熱裝置，所述的換熱裝置內設置有工質通道以及與工質通道中的工質進行換熱的煙氣通道；
[0007]其中，煙氣通道的入口與蘭炭廢氣鍋爐的出口煙道連接，煙氣通道的出口與煙氣排放裝置連接；
[0008]換熱裝置的工質通道通過工質管路依次連接有機透平、冷卻裝置以及泵形成工質回路；
[0009]所述的有機透平的輸出端與發電機的輸入端相連，發電機的輸出端與供電設備連接。
[0010]所述的工質回路中的工質為R245fa。
[0011]所述的冷卻裝置包括冷凝器，所述的冷凝器內設置有冷凝器工質通道以及與冷凝器工質通道中工質進行換熱的冷卻水通道；
[0012]其中，冷卻水通道通過管路與冷卻塔形成冷卻回路。
[0013]冷凝器工質通道的入口與有機透平的工質通道出口連接，冷凝器工質通道的出口與泵連接。
[0014]所述的換熱裝置為熱交換器或者蒸發器。
[0015]所述的煙氣排放裝置為煙囪。
[0016]所述的發電機的輸出端還設置有與供電設備并聯的蓄電裝置。
[0017]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:本實用新型將蘭炭廢氣鍋爐排放的煙氣通入換熱裝置中，將工質加熱成為氣態，進入有機透平做功，帶動發電機發出電能；工質做功后成為乏氣，經冷卻裝置冷卻后再由泵送入換熱裝置，重新開始循環，本實用新型利用工質將蘭炭廢氣鍋爐的低溫煙氣余熱加以利用進行發電，其系統簡單易行，發電效率約為10%，將低品位的能源變為高品位能源，不僅提高了整個電廠的發電效率，而且是對廢氣資源的深度利用。
[0018]進一步，通過設置蓄電裝置將發電機的電能儲存起來。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0020]其中，1、蘭炭廢氣鍋爐的出口煙道；2、工質管路；3、冷卻水通道；4、有機透平；5、發電機；6、冷凝器；7、泵；8、換熱裝置；9、煙氣排放裝置；10、冷卻塔。
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明:
[0022]參見圖1，本實用新型的包括換熱裝置8，在換熱裝置8內設置有工質通道以及與工質通道中的工質進行換熱的煙氣通道；
[0023]其中，煙氣通道的入口與蘭炭廢氣鍋爐的出口煙道I連接，煙氣通道的出口與煙氣排放裝置9連接；
[0024]換熱裝置8的工質通道通過工質管路2依次連接有機透平4、冷卻裝置以及泵7形成工質回路；
[0025]有機透平4的輸出端與發電機5的輸入端相連，發電機5的輸出端與供電設備以及與供電設備并聯的蓄電裝置連接，有機透平4做功推動發電機5發電。
[0026]冷卻裝置包括冷凝器6，冷凝器6內設置有冷凝器工質通道以及與冷凝器工質通道中工質進行換熱的冷卻水通道3 ;
[0027]其中，冷卻水通道3通過管路與冷卻塔10形成冷卻回路，其中冷卻水通道3的進水管與冷卻塔10的出水口連接，冷卻水通道3的出水管與冷卻塔10的入水口連接；冷凝器工質通道的入口與有機透平4的工質通道出口連接，冷凝器工質通道的出口與泵7連接。
[0028]本實用新型的換熱裝置8為熱交換器或者蒸發器，煙氣排放裝置9為煙囪。
[0029]本實用新型的工質回路中的工質為R245fa。
[0030]本實用新型的工作過程:
[0031]I)將蘭炭廢氣鍋爐排放的煙氣(溫度150?200°C)通過蘭炭廢氣鍋爐的余熱出口 I通過管道送入熱交換器或蒸發器8中，將熱交換器或蒸發器8中有機工質R245fa加熱，加熱后的有機工質R245fa經過管道工質管道2送入有機透平3做功，有機透平4帶動發電機5發電；
[0032]2)有機工質R245fa在有機透平3做功后成為乏氣，經冷凝器6冷卻；
[0033]3)冷卻水通道3通入冷凝器6，將有機工質R245fa乏氣冷卻；
[0034]4)冷卻后的機工質R245fa經泵7送入熱交換器(蒸發器)8;
[0035]5)蘭炭廢氣鍋爐排放的煙氣在熱交換器(蒸發器)8換熱后溫度降為80-90°C，通過煙囪排入大氣。
[0036]本實用新型的將I臺240t/h蘭炭廢氣鍋爐，鍋爐出口煙氣量298000Nm3/h，排煙溫度在150?200°C之間，采用有機工質(R245fa)利用蘭炭廢氣鍋爐低溫煙氣余熱發電裝置，發電功率可達到0.5-0.8MW，年運行小時按7000小時計算，年發電量可達350-560萬度，效益非常可觀，整個裝置的投資回收期大約6年。
【主權項】
1.一種利用蘭炭廢氣鍋爐低溫煙氣余熱發電的裝置，其特征在于:包括換熱裝置(8)，所述的換熱裝置(8)內設置有工質通道以及與工質通道中的工質進行換熱的煙氣通道； 其中，煙氣通道的入口與蘭炭廢氣鍋爐的出口煙道(I)連接，煙氣通道的出口與煙氣排放裝置(9)連接； 換熱裝置(8)的工質通道通過工質管路(2)依次連接有機透平(4)、冷卻裝置以及泵(7)形成工質回路； 所述的有機透平⑷的輸出端與發電機(5)的輸入端相連，發電機(5)的輸出端與供電設備連接。
2.根據權利要求1所述的一種利用蘭炭廢氣鍋爐低溫煙氣余熱發電的裝置，其特征在于:所述的工質回路中的工質為R245fa。
3.根據權利要求1所述的一種利用蘭炭廢氣鍋爐低溫煙氣余熱發電的裝置，其特征在于:所述的冷卻裝置包括冷凝器￠)，所述的冷凝器(6)內設置有冷凝器工質通道以及與冷凝器工質通道中工質進行換熱的冷卻水通道； 其中，冷卻水通道(3)通過管路與冷卻塔(10)形成冷卻回路； 冷凝器工質通道的入口與有機透平(4)的工質通道出口連接，冷凝器工質通道的出口與泵(7)連接。
4.根據權利要求1所述的一種利用蘭炭廢氣鍋爐低溫煙氣余熱發電的裝置，其特征在于:所述的換熱裝置(8)為熱交換器或者蒸發器。
5.根據權利要求1所述的一種利用蘭炭廢氣鍋爐低溫煙氣余熱發電的裝置，其特征在于:所述的煙氣排放裝置(9)為煙囪。
6.根據權利要求1所述的一種利用蘭炭廢氣鍋爐低溫煙氣余熱發電的裝置，其特征在于:所述的發電機(5)的輸出端還設置有與供電設備并聯的蓄電裝置。
【專利摘要】本實用新型屬于發電設備技術領域，尤其涉及一種利用蘭炭廢氣鍋爐低溫煙氣余熱發電的裝置，包括換熱裝置，換熱裝置內設置有工質通道以及與工質通道中的工質進行換熱的煙氣通道；其中，煙氣通道的入口與蘭炭廢氣鍋爐的出口煙道連接，煙氣通道的出口與煙氣排放裝置連接；換熱裝置的工質通道通過工質管路依次連接有機透平、冷卻裝置以及泵形成工質回路；有機透平做功推動發電機發電，本實用新型利用工質將蘭炭廢氣鍋爐的低溫煙氣余熱加以利用進行發電，其系統簡單易行，發電效率約為10％，將低品位的能源變為高品位能源，不僅提高了整個電廠的發電效率，而且是對廢氣資源的深度利用。
【IPC分類】F01K23-10
【公開號】CN204402599
【申請號】CN201420842828
【發明人】鄭紅梅
【申請人】陜西省電力設計院
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月25日