智能控制型鍋爐高溫廢水余熱發電系統的制作方法

本發明涉及熱能再利用領域，具體是指一種智能控制型鍋爐高溫廢水余熱發電系統。

背景技術：

火力發電廠鍋爐高溫廢水溫度一般可以達到95℃以上，屬于熱污染水，不能直接排放，通常處理的方法是摻入冷水混合后使水溫降低至40℃再排放或回收利用，鍋爐高溫廢水與摻入冷水的比例約為1：3(視所摻入冷水的水溫而定)，即如果鍋爐高溫廢水量為50m3/h，則需摻入冷水150m3/h。而在高溫廢水與冷水的混合過程中，高溫廢水中的熱量被大大的浪費了，不利于降低企業的生產能耗。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服上述問題，提供一種智能控制型鍋爐高溫廢水余熱發電系統，能夠利用鍋爐的高溫廢水進行發電，更好的利用了高溫廢水的熱能，提高了熱能的利用率，降低了企業的生產成本。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

智能控制型鍋爐高溫廢水余熱發電系統，包括與鍋爐的高溫廢水排出管道相連接的降溫池，包裹在降溫池外側的溫差發電層，設置在溫差發電層的外側的進水管道，與導熱池通過排水管相連接的排水泵，與進水管道相連接的冷卻泵，以及經升壓電路后與溫差發電層相連接的蓄電池；該降溫池的池壁為熱傳導性能良好的金屬導熱池壁，溫差發電層由若干個溫差發電模塊組成，溫差發電模塊又由若干個溫差發電片組成；所述排水泵的電源端上連接有通過控制對排水本的供電來調整排水泵運行情況的自動排水控制系統。

進一步的，所述進水管道由一端與冷卻泵的出水口相連接的進水總管，和與進水總管的另一端相連接的若干根進水支管組成；所述進水支管的管壁貼合在溫差發電層外側。

作為優選，所述溫差發電模塊由三組并聯的溫差發電片組成，第一組溫差發電片和第二組溫差發電片均由三個串聯的溫差發電片組成，第三組溫差發電片由四個串聯的溫差發電片組成。

作為優選，所述溫差發電片的熱端固定貼合在導熱池壁的外側，且該溫差發電片的冷端貼合在進水支管的管壁上。

作為優選，所述自動排水控制系統為設置有自動排水電路的電路板。

再進一步的，自動排水電路由變壓器T1，二極管橋式整流器U1，三極管VT1，三極管VT2，正極與二極管橋式整流器U1的正輸出端相連接、負極與二極管橋式整流器U1的負輸出端相連接的電容C1，P極與三極管VT1的集電極相連接、N極與電容C1的正極相連接的二極管D1，與二極管D1并聯設置的繼電器K1，一端與電容C1的負極相連接、另一端與三極管VT1的發射極相連接的電阻R2，一端與電容C1的正極相連接、另一端與三極管VT2的集電極相連接的電阻R1，一端與三極管VT1的基極相連接、另一端與三極管VT2的發射極相連接的電阻R3，正極經電阻R4后與三極管VT2的基極相連接、負極與電容C1的負極相連接的電容C2，與二極管橋式整流器U1的正輸出端相連接的感應片a，經繼電器K2后與電容C2的負極相連接的感應片b，以及與電容C2的正極相連接的感應片c組成；其中，變壓器T1的副邊電感線圈L1的同名端與二極管橋式整流器U1的一個輸入相連接、變壓器T1的副邊電感線圈L1的非同名端與二極管橋式整流器U1的另一端輸入端相連接，電容C1的正極順次經繼電器K1的常開觸點K1-1和繼電器K2的常開觸點K2-2后與電容C2的正極相連接，感應片a、感應片b和感應片c均設置在降溫池中，變壓器T1的原邊電感線圈的同名端與非同名端組成該自動排水電路的輸入端，變壓器T1的副邊電感線圈L2的同名端順次經繼電器K1的常開觸點K1-1和繼電器K2的常開觸點K2-1后與變壓器T1的副邊電感線圈L2的非同名端組成該自動排水電路的輸出端且與排水泵的電源端相連接。

作為優選，所述感應片a、感應片b和感應片c均與導熱池壁不接觸。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

(1)本發明能夠充分利用鍋爐高溫廢水的熱量進行發電，避免了熱能的浪費，提高了企業生產過程中產生的熱能的利用率與熱能的利用效果。

(2)本發明是在現有的降溫池上進行改進的，其改造費用較低，從而降低了企業的建造成本，提高了企業對產品的接受能力。

(3)本發明上設置有自動排水控制系統，其中的自動排水電路能夠在降溫池中的水量達到預設值時自動進行排水，很好的避免了降溫池中的池水溢出，不僅維護了周邊的環境，同時還能很好的避免工作人員被溢出的高溫池水燙傷。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的溫差發電裝置的結構示意圖。

圖3為本發明的自動排水電路的電路結構圖。

附圖標記說明：1、降溫池；2、進水管道；3、導熱池壁；4、溫差發電層；5、排水泵；6、冷卻泵；21、進水總管；22、進水支管。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。

實施例1

如圖1所示，智能控制型鍋爐高溫廢水余熱發電系統，包括與鍋爐的高溫廢水排出管道相連接的降溫池1，包裹在降溫池1外側的溫差發電層4，設置在溫差發電層4的外側的進水管道2，與導熱池1通過排水管相連接的排水泵5，與進水管道2相連接的冷卻泵6，以及經升壓電路后與溫差發電層4相連接的蓄電池；該降溫池1的池壁為熱傳導性能良好的金屬導熱池壁3，溫差發電層4由若干個溫差發電模塊組成，溫差發電模塊又由若干個溫差發電片組成；所述排水泵5的電源端上連接有通過控制對排水本5的供電來調整排水泵5運行情況的自動排水控制系統。

如圖2所示，所述進水管道2由一端與冷卻泵6的出水口相連接的進水總管21，和與進水總管21的另一端相連接的若干根進水支管22組成；所述進水支管22的管壁貼合在溫差發電層4外側。

鍋爐生產過程中產生的高溫廢水被排放至降溫池中，從而導致降溫池的導熱池壁溫度升高，冷卻泵泵入的冷卻水先由進水總管進入各個進水支管，最終被泵入降溫池中與高溫廢水混合以降低其溫度。高溫廢水的溫度在90～95℃的范圍內，冷卻水的溫度在10～15℃的范圍內，所以在冷卻水流經溫差發電層時，該溫差發電層的兩側溫度產生較大的溫差，從而使其中的溫差發電片發電，溫差發電片產生的電量經升壓電路升壓后被儲存入蓄電池中。在降溫池中的液位達到預設值后，排水泵運行進行排水處理，以避免液體溢出。其中，高溫廢水與冷卻水的混合比例為1：3～1：4。

所述溫差發電模塊由三組并聯的溫差發電片組成，第一組溫差發電片和第二組溫差發電片均由三個串聯的溫差發電片組成，第三組溫差發電片由四個串聯的溫差發電片組成。溫差發電片的型號優選為SP1848-27145。溫差發電片由熱電材料制成，熱電材料由多個熱電單元組成，每個熱電單元由P型熱電材料與N型熱電材料串聯構成，是本領域的技術人員通常在溫差超過40℃的環境下選用的充分利用生產與生活中的余熱的一種方式。在設置時，采用上述的方式將溫差發電片組成溫差發電模塊是為了使得輸出的電壓和功率更高，從而更好的對蓄電池進行充電。

升壓電路是利用自舉升壓二極管，自舉升壓電容等電子元件，使電容放電電壓和電源電壓疊加，從而使電壓升高的電路。而溫差發電模塊的輸出端通過升壓電路對蓄電池進行供電，達到了提高輸出電壓的目的，提高了蓄電池的充電效果與速度。

所述溫差發電片的熱端固定貼合在導熱池壁3的外側，且該溫差發電片的冷端貼合在進水支管22的管壁上。

溫差發電片上方為導熱層貼合在導熱池壁3的外側，下方為散熱片貼合在進水支管22的關閉上，從而使得溫差發電片的一側維持在低溫狀態，另一側維持在高溫狀態。當每個熱電單元的P型熱電材料和N型熱電材料的兩端溫度不同時，溫差發電片就會由熱端向冷端傳導熱能并產生熱流。即熱能從熱端流入溫差發電片內，通過溫差發電片將熱能從冷端排出時，流入器件的一部分熱能不放熱，在器件內變成電能，輸出直流電壓,在回路中產生電流，從而實現“溫差發電”。

因為溫差發電片在其兩端的溫差變化的情況下會有一定的電壓波動，而采用升壓電路還可以在電壓有波動時很好的降低后端蓄電池受到的沖擊，不僅提高了蓄電池的蓄電速度，還很好的保護了蓄電池的正常使用。

所述自動排水控制系統為設置有自動排水電路的電路板。

如圖3所示，自動排水電路由變壓器T1，二極管橋式整流器U1，三極管VT1，三極管VT2，感應片a，感應片b，感應片c，繼電器K1，繼電器K2，二極管D1，電容C1，電容C2，電阻R1，電阻R2，電阻R3，以及電阻R4組成。

連接時，電容C1的正極與二極管橋式整流器U1的正輸出端相連接、負極與二極管橋式整流器U1的負輸出端相連接，二極管D1的P極與三極管VT1的集電極相連接、N極與電容C1的正極相連接，繼電器K1與二極管D1并聯設置，電阻R2的一端與電容C1的負極相連接、另一端與三極管VT1的發射極相連接，電阻R1的一端與電容C1的正極相連接、另一端與三極管VT2的集電極相連接，電阻R3的一端與三極管VT1的基極相連接、另一端與三極管VT2的發射極相連接，電容C2的正極經電阻R4后與三極管VT2的基極相連接、負極與電容C1的負極相連接，感應片a與二極管橋式整流器U1的正輸出端相連接，感應片b經繼電器K2后與電容C2的負極相連接，感應片c與電容C2的正極相連接。

其中，變壓器T1的副邊電感線圈L1的同名端與二極管橋式整流器U1的一個輸入相連接、變壓器T1的副邊電感線圈L1的非同名端與二極管橋式整流器U1的另一端輸入端相連接，電容C1的正極順次經繼電器K1的常開觸點K1-1和繼電器K2的常開觸點K2-2后與電容C2的正極相連接，感應片a、感應片b和感應片c均設置在降溫池1中，變壓器T1的原邊電感線圈的同名端與非同名端組成該自動排水電路的輸入端，變壓器T1的副邊電感線圈L2的同名端順次經繼電器K1的常開觸點K1-1和繼電器K2的常開觸點K2-1后與變壓器T1的副邊電感線圈L2的非同名端組成該自動排水電路的輸出端且與排水泵的電源端相連接。

感應片a、感應片b和感應片c均采用導電性能優異的銅片制成，感應片a設置在降溫池的底部，感應片b設置在降溫池側壁距頂部開口15-20CM處，感應片c設置在降溫池側壁頂部開口位置處。

因為導熱池壁3選用導熱性能良好的金屬材料制作而成，所以為了使得自動排水電路能夠正常的運行，感應片a、感應片b和感應片c均與導熱池壁3不接觸。

在降溫池中的液位達到感應片b的位置處時，自動排水電路的感應片a和感應片b被導通，從而使得繼電器K2得電，繼電器K2的常開觸點K2-1和常開觸點K2-2則閉合；在液位上升至降溫池中設置感應片c的位置處時，感應片a和感應片c被導通，三極管VT2的基極得電并使得三極管VT2和三極管VT1依次導通，進而使得繼電器K1得電，繼電器K1的常開觸點K1-1和K1-2均閉合；在繼電器K1的常開觸點K1-1和繼電器K2的常開觸點K2-1均閉合時，則自動排水電路的輸出端向排水泵供電驅動其運行進行排水，當液位低于感應片c的位置處時，由于繼電器K1的常開觸點K1-2閉合，則繼電器K1依舊導通，排水泵正常排水，而當液位低于感應片b所在位置處后，繼電器K2斷開繼電器K2的常開觸點K2-1和常開觸點K2-2均斷開，三極管VT2的基極失電促使三極管VT1斷開，進而使得繼電器K1斷電。

如上所述，便可很好的實現本發明。