一種黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統的製作方法
2024-01-27 10:54:15
一種黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統，屬於節能【技術領域】。本實用新型包括黃磷尾氣燃燒器、燃燒室、加熱螺旋管、排煙口、高溫熱水管、發電機組、低溫熱水回流管、黃磷尾氣輸入管；燃燒室內部下方設置黃磷尾氣燃燒器，燃燒室內設置加熱螺旋管，加熱螺旋管上端與高溫熱水管連接、下端與低溫熱水回流管連接，發電機組的進水口與高溫熱水管連接、出水口與溫熱水回流管連接。本實用新型投資小，能充分利用低品位熱源，適用條件更加廣譜，發電機組可以在變工況下運行，投資回收期短，維護簡單，操作方便。降低了企業能源消耗，為企業創造了經濟效益，實現了一舉兩得。
【專利說明】一種黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電
系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統，屬於節能【技術領域】。
【背景技術】
[0002]餘熱發電是回收生產過程中向自然環境中排放的熱能並將其轉換為電能的技術。餘熱發電通過回收企業生產過程中排放的廢棄熱能進行發電，電能併入企業生產配電系統，減少企業外購電量，降低企業生產成本，同時實現節能、減排。餘熱節能發電技術，不僅能為企業創造財富，而且能降低單位GDP能耗，為政府分擔了能耗指標考核，贏得了企業發展的良好環境，實現環境友好型、資源節約型發展模式；如果大範圍應用，可以為國家節能、減排指標的實現貢獻一部分力量，緩減當地政府的節能考核壓力。因此，餘熱節能發電技術具有重要經濟效益和社會效益。餘熱分為高溫餘熱(400°C以上)、中溫餘熱(4000C -2000C )、低溫餘熱(200°C以下)，通常的餘熱發電設備主要是MW級的蒸汽汽輪機發電機組，要求餘熱數量非常大，至少是中溫以上餘熱，主要應用於鋼鐵、水泥等大型企業。餘熱發電投資金額至少在5000萬元以上。企業的廢棄餘熱，因為餘熱數量不足、溫度不高(稱為低品位熱源)，或者投資金額大等原因，無法採用蒸汽汽輪機發電機組，餘熱只能簡單地利用，比如用於乾燥、加熱等工段，使得餘熱的能量沒有得到充分發掘；另一方面黃磷生產過程中產生的尾氣主要成分是一氧化碳(CO)，I噸黃磷產生約2500-3000立方米尾氣，折合標準煤1300千克。以年產量10000噸黃磷計算，產生的尾氣折合標準煤13000噸，發電量I億千瓦時。在目前條件下，尾氣排空燃燒，浪費了能量，且不符合國家政策要求。國家工業和信息化部從2009年I月I日起實施《黃磷生產準入條件》，要求「磷爐尾氣不得直排燃燒，必須實現能源化或資源化回收利用，新建黃磷裝置尾氣綜合利用率必須達到90%以上。鼓勵黃磷生產企業利用黃磷尾氣作為熱源生產精細磷酸鹽或發電，鼓勵企業開發應用磷爐尾氣生產碳一化學品技術。」通過回收尾氣發電，使企業滿足國家政策法規要求，降低了企業能源消耗，為企業創造了經濟效益，實現了一舉兩得。對於一些小企業而言，如果無法購置燃氣鍋爐，餘熱的利用如何解決是一個值得考慮的問題。
【發明內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是:提供一種黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統，利用黃磷尾氣作為鍋爐燃料，燃燒產生高溫熱水循環驅動發電系統發電。
[0004]本實用新型技術方案是:一種黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統，包括黃磷尾氣燃燒器1、燃燒室2、加熱螺旋管3、排煙口 4、高溫熱水管5、發電機組9、低溫熱水回流管11、黃磷尾氣輸入管17 ;燃燒室2內部下方設置黃磷尾氣燃燒器1，燃燒室2內設置加熱螺旋管3，燃燒室2頂部設置排煙口 4，加熱螺旋管3上端與高溫熱水管5一端連接、下端與低溫熱水回流管11 一端連接，高溫熱水管5另一端與發電機組9進水口連接，發電機組9出水口與溫熱水回流管11另一端連接，黃磷尾氣燃燒器I的下方設有黃磷尾氣輸入管17。
[0005]所述高溫熱水管5上從左到右依次設有帶執行機構的熱水流量控制閥6、流量傳感器7和溫度傳感器8，帶執行機構的熱水流量控制閥6的執行機構的電控線和流量傳感器7、溫度傳感器8的信號線均與電控板E⑶連接。
[0006]所述低溫熱水回流管11上從右到左依次設有檢修閥門10和補水管12，在檢修閥門10與螺旋管3下端之間串接帶執行機構的循環泵13，帶執行機構的循環泵13的執行機構的電控線14與電控板E⑶連接。
[0007]所述黃磷尾氣燃燒器I上設有空氣進口 15，黃磷尾氣輸入管17上設有帶執行機構的燃氣閥門16。發電機組9可採用ORC刮板轉子式熱機發電機組或ORC型螺杆膨脹發電機組。
[0008]燃燒室2可採用耐火磚來搭建，構築成環形圓塔狀。
[0009]本實用新型中，ORC刮板轉子式熱機發電機組和ORC型螺杆膨脹機發電機組採用中間介質，從低品位熱源提取熱量而後發電，構成換熱、發電兩個迴路，叫做雙循環(ORC)發電技術，也稱為朗肯循環發電技術，被回收的餘熱在換熱單元，與中間介質換熱，中間介質吸熱後在膨脹機內膨脹，驅動刮板旋轉，輸出軸功率，驅動發電機組發電。膨脹後中間介質進入放熱單元，與冷卻水交換熱量。再由泵把中間介質泵入換熱單元，完成一個循環。ORC刮板轉子式熱機發電機是一種現已存在的利用低溫餘熱發電的設備。
[0010]本實用新型的工作原理:燃燒室2內部下方設置黃磷尾氣燃燒器I燃燒尾氣，火焰直接加熱螺旋管3，燃燒後的CO2等廢氣從排煙口 4排除。加熱螺旋管3上端連通高溫熱水管5 —端，高溫熱水管5上設置有帶執行機構的熱水流量控制閥6、流量傳感器7和溫度傳感器8，帶執行機構的熱水流量控制閥6的執行機構的電控線與流量傳感器和溫度傳感器的信號線均與電控板ECU連接。流量傳感器7和溫度傳感器8檢測高溫熱水管5內的熱水流量和溫度(最低溫度控制在75°C以上)，根據所使用的發電機組9的要求設定流量和進水溫度，該參數設置於電控板ECU內，如果流量過大，則控制帶執行機構的循環泵13減緩流量，反之，則加大流量。若溫度低於設定溫度，則ECU發出指令控制黃磷尾氣輸入管17上設置帶執行機構的燃氣閥門16加大燃氣的供應量，提高水溫，反之，則減小燃氣的供應量，降低水溫，達到要求則維持不變。加入電控裝置後，就能夠提供流量穩定和溫度適合的熱水進入到發電機組9內進行發電，保證電壓和電流的穩定輸出。做功後的低溫熱水進入低溫熱水回流管11，重新進入到加熱螺旋管3下端，構成熱循環體系。
[0011]本實用新型的有益效果是:本實用新型利用黃磷尾氣作為熱源發電，避免了尾氣排空燃燒，浪費能量。ORC刮板轉子式熱機發電機組或ORC型螺杆膨脹發電機組應用範圍廣泛，投資小，無須採用熱水汽輪機發電機組，能充分利用低品位熱源，適用條件更加廣泛，發電機組可以在變工況下運行，投資回收期短，維護簡單，操作方便。採用電控方式控制進一步提聞了能源的利用率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]附圖1是本實用新型結構示意圖；[0013]圖1中各標號為:1_黃磷尾氣燃燒器，2-燃燒室，3-加熱螺旋管，4-排煙口，5-高溫熱水管，6-帶執行機構的熱水流量控制閥，7-流量傳感器，8-溫度傳感器，9-發電機組，10-檢修閥門，11-低溫熱水回流管，12-補水管，13-帶執行機構的循環泵，14-電控線，15-空氣進口，16-帶執行機構的燃氣閥門，17-黃磷尾氣輸入管。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和具體實施例，對本實用新型作進一步說明。
[0015]實施例1:如圖1所示，一種黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統，包括黃磷尾氣燃燒器1、燃燒室2、加熱螺旋管3、排煙口 4、高溫熱水管5、發電機組9、低溫熱水回流管11、黃磷尾氣輸入管17 ;燃燒室2內部下方設置黃磷尾氣燃燒器1，燃燒室2內設置加熱螺旋管3，燃燒室2頂部設置排煙口 4，加熱螺旋管3上端與高溫熱水管5 —端連接、下端與低溫熱水回流管11 一端連接，高溫熱水管5另一端與發電機組9進水口連接，發電機組9出水口與溫熱水回流管11另一端連接，黃磷尾氣燃燒器I的下方設有黃磷尾氣輸入管17。
[0016]實施例2:如圖1所不,一種黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統，包括黃磷尾氣燃燒器1、燃燒室2、加熱螺旋管3、排煙口 4、高溫熱水管5、發電機組9、低溫熱水回流管11、黃磷尾氣輸入管17 ;燃燒室2內部下方設置黃磷尾氣燃燒器1，燃燒室2內設置加熱螺旋管3，燃燒室2頂部設置排煙口 4，加熱螺旋管3上端與高溫熱水管5 —端連接、下端與低溫熱水回流管11 一端連接，高溫熱水管5另一端與發電機組9進水口連接，發電機組9出水口與溫熱水回流管11另一端連接，黃磷尾氣燃燒器I的下方設有黃磷尾氣輸入管17。
[0017]所述高溫熱水管5上從左到右依次設有帶執行機構的熱水流量控制閥6、流量傳感器7和溫度傳感器8，帶執行機構的熱水流量控制閥6的執行機構的電控線和流量傳感器7、溫度傳感器8的信號線均與電控板E⑶連接。
[0018]實施例3:如圖1所示，一種黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統，包括黃磷尾氣燃燒器1、燃燒室2、加熱螺旋管3、排煙口 4、高溫熱水管5、發電機組9、低溫熱水回流管11、黃磷尾氣輸入管17 ;燃燒室2內部下方設置黃磷尾氣燃燒器1，燃燒室2內設置加熱螺旋管3，燃燒室2頂部設置排煙口 4，加熱螺旋管3上端與高溫熱水管5 —端連接、下端與低溫熱水回流管11 一端連接，高溫熱水管5另一端與發電機組9進水口連接，發電機組9出水口與溫熱水回流管11另一端連接，黃磷尾氣燃燒器I的下方設有黃磷尾氣輸入管17。
[0019]所述高溫熱水管5上從左到右依次設有帶執行機構的熱水流量控制閥6、流量傳感器7和溫度傳感器8，帶執行機構的熱水流量控制閥6的執行機構的電控線和流量傳感器7、溫度傳感器8的信號線均與電控板E⑶連接。
[0020]所述低溫熱水回流管11上從右到左依次設有檢修閥門10和補水管12，在檢修閥門10與螺旋管3下端之間串接帶執行機構的循環泵13，帶執行機構的循環泵13的執行機構的電控線14與電控板E⑶連接。
[0021 ] 所述黃磷尾氣燃燒器I上設有空氣進口 15，黃磷尾氣輸入管17上設有帶執行機構的燃氣閥門16。[0022]所述發電機組9為ORC刮板轉子式熱機發電機組。
[0023]實施例4:如圖1所示，一種黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統，包括黃磷尾氣燃燒器1、燃燒室2、加熱螺旋管3、排煙口 4、高溫熱水管5、發電機組9、低溫熱水回流管11、黃磷尾氣輸入管17 ;燃燒室2內部下方設置黃磷尾氣燃燒器1，燃燒室2內設置加熱螺旋管3，燃燒室2頂部設置排煙口 4，加熱螺旋管3上端與高溫熱水管5 —端連接、下端與低溫熱水回流管11 一端連接，高溫熱水管5另一端與發電機組9進水口連接，發電機組9出水口與溫熱水回流管11另一端連接，黃磷尾氣燃燒器I的下方設有黃磷尾氣輸入管17。
[0024]所述高溫熱水管5上從左到右依次設有帶執行機構的熱水流量控制閥6、流量傳感器7和溫度傳感器8，帶執行機構的熱水流量控制閥6的執行機構的電控線和流量傳感器
7、溫度傳感器8的信號線均與電控板E⑶連接。
[0025]所述低溫熱水回流管11上從右到左依次設有檢修閥門10和補水管12，在檢修閥門10與螺旋管3下端之間串接帶執行機構的循環泵13，帶執行機構的循環泵13的執行機構的電控線14與電控板E⑶連接。
[0026]所述黃磷尾氣燃燒器I上設有空氣進口 15，黃磷尾氣輸入管17上設有帶執行機構的燃氣閥門16。
[0027]所述發電機組9為ORC型螺杆膨脹發電機組。
[0028]上面結合附圖對本實用新型的具體實施例作了詳細說明，但是本實用新型並不限於上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1.一種黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統，其特徵在於:包括黃磷尾氣燃燒器(I)、燃燒室(2)、加熱螺旋管(3)、排煙口(4)、高溫熱水管(5)、發電機組(9)、低溫熱水回流管(11)、黃磷尾氣輸入管(17);燃燒室(2)內部下方設置黃磷尾氣燃燒器(1)，燃燒室(2)內設置加熱螺旋管(3)，燃燒室(2)頂部設置排煙口(4)，加熱螺旋管(3)上端與高溫熱水管(5 ) 一端連接、下端與低溫熱水回流管(11) 一端連接，高溫熱水管(5 )另一端與發電機組(9)進水口連接，發電機組(9)出水口與溫熱水回流管(11)另一端連接，黃磷尾氣燃燒器(I)的下方設有黃磷尾氣輸入管(17)。
2.根據權利要求1所述的黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統，其特徵在於:所述高溫熱水管(5)上從左到右依次設有帶執行機構的熱水流量控制閥(6)、流量傳感器(7 )和溫度傳感器(8 )，帶執行機構的熱水流量控制閥(6 )的執行機構的電控線和流量傳感器(7)、溫度傳感器(8)的信號線均與電控板E⑶連接。
3.根據權利要求1或2所述的黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統，其特徵在於:所述低溫熱水回流管(11)上從右到左依次設有檢修閥門(10)和補水管(12)，在檢修閥門(10)與螺旋管(3)下端之間串接帶執行機構的循環泵(13)，帶執行機構的循環泵(13)的執行機構的電控線(14)與電控板E⑶連接。
4.根據權利要求3所述的黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統，其特徵在於:所述黃磷尾氣燃燒器(I)上設有空氣進口( 15)，黃磷尾氣輸入管(17)上設有帶執行機構的燃氣閥門(16 )。
5.根據權利要求1所述的黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統，其特徵在於:所述發電機組(9)為ORC刮板轉子式熱機發電機組。
6.根據權利要求1所述的黃磷尾氣燃燒電控螺管循環熱水驅動發電機組的發電系統，其特徵在於:所述發電機組(9)為ORC型螺杆膨脹發電機組。
【文檔編號】F01K27/00GK203515702SQ201320634686
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月15日 優先權日:2013年10月15日
【發明者】陳蜀喬 申請人:昆明理工大學