CN112664289A - 余热回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及余热利用技术领域，公开了一种余热回收利用装置，包括：烟气轮机、主风机以及发电机，其中，所述烟气轮机、所述主风机以及所述发电机依次连接；余热锅炉，所述余热锅炉与所述烟气轮机相连接；以及蒸汽管网，所述蒸汽管网与所述烟气轮机相连接，其中，所述蒸汽管网向所述烟气轮机的内部输送高温高压的蒸汽余热以对所述烟气轮机进行做功并带动所述烟气轮机转动，通过所述烟气轮机转动带动所述主风机转动，通过所述主风机转动带动所述发电机转动，所述烟气轮机中剩余的余热传递到所述余热锅炉内，用于加热所述余热锅炉。该余热回收利用装置具有能够有效地实现蒸汽余热的梯级利用，避免能量的浪费的优点。

Description

余热回收利用装置

技术领域

本发明涉及余热利用技术领域，特别是涉及一种余热回收利用装置。

背景技术

炼油厂催化裂化装置是个热量过剩且高品位能量较多的装置，其烟气能量的回收在节能中的作用十分显著。催化裂化能量回收***的运行效率和***整体的节能效果容易受催化裂化装置的操作条件和烟气性能的影响。能量回收***需在催化裂化装置运转正常、烟气性质达标后方能正常投产使用，并且在正常投产后催化裂化装置产能的波动还会影响到能量回收***的出力，不能始终保持较高的做功能力和高效率的运行。另外，炼油厂的蒸汽余热资源丰富，如不能充分回收利用，也会造成能量的浪费。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种余热回收利用装置，以解决现有技术中无法充分利用余热，容易造成能量的浪费的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种余热回收利用装置，包括：烟气轮机、主风机以及发电机，其中，所述烟气轮机、所述主风机以及所述发电机依次连接；余热锅炉，所述余热锅炉与所述烟气轮机相连接；以及蒸汽管网，所述蒸汽管网与所述烟气轮机相连接，其中，所述蒸汽管网向所述烟气轮机的内部输送高温高压的蒸汽余热以对所述烟气轮机进行做功并带动所述烟气轮机转动，通过所述烟气轮机转动带动所述主风机转动，通过所述主风机转动带动所述发电机转动，所述烟气轮机中剩余的余热传递到所述余热锅炉内，用于加热所述余热锅炉。

其中，所述蒸汽管网的出口通过蒸汽管道与所述烟气轮机的第一入口相连接。

其中，在所述蒸汽管道上设有能监测所述蒸汽管道内的蒸汽温度、蒸汽压力以及蒸汽流量的蒸汽管道传感器。

其中，在所述蒸汽管道上还设有能调节所述蒸汽管道的断面口径的大小的第一调节阀。

其中，所述余热回收利用装置还包括催化裂化再生器，所述催化裂化再生器通过烟气管道与所述烟气轮机的第二入口连接。

其中，在所述烟气管道上设有能监测所述烟气管道内部的烟气温度、烟气压力以及烟气流量的烟气管道传感器。

其中，在所述烟气管道上设有能调节所述烟气管道的断面口径的大小的第二调节阀。

其中，所述余热回收利用装置还包括主控器，其中，所述主控器分别与所述蒸汽管道传感器以及所述烟气管道传感器电连接。

其中，所述烟气轮机的输出轴与所述主风机的输入轴为同轴连接；所述主风机的输出轴与所述发电机的输入轴为同轴连接。

其中，所述余热回收利用装置还包括待加热结构，其中，所述余热锅炉的第一端与所述烟气轮机相连接，所述余热锅炉的第二端与所述待加热结构相连接。

(三)有益效果

本发明提供的余热回收利用装置，与现有技术相比，具有如下优点：

在催化裂化装置未进行正常运转前，位于该催化裂化装置内的如下所述的催化裂化再生器也同样尚未进行正常运转，此时，由该催化裂化再生器产生的烟气的供给量不稳定，不能正常供给烟气轮机足够的烟气，由此烟气轮机无法拖动主风机，同时，也无法启动该主风机，即，无法使得该主风机进行正常的转动。为了在催化裂化装置正常运转前启动主风机，则可通过增设蒸汽管网，并将蒸汽管网内的高温高压的蒸汽余热输送到烟气轮机的内部，通过对烟气轮机进行做功并拖动该主风机转动，通过该主风机转动带动该发电机转动并发电，从而避免了在催化裂化装置还未进行正常运转前，为实现对主风机的启动，则需要先启动备用风机并对该备用风机配置大容量的启动装置(例如：独立变压器、软启动装置等)的情况，可见，本申请无需引入启动装置，仅仅通过增设蒸汽管网就可以实现对主风机的启动，具有结构简单和节约经济成本的优点。另外，本申请通过增设蒸汽管网来启动主风机的方式，也有效地避免了主风机在启动时对电网造成冲击。可见，本申请通过充分利用蒸汽管网内的蒸汽余热，以对烟气轮机进行做功并最终达到促使发电机进行发电的目的，并且，发电机产生的电能还可以供电网、取暖设备或照明设备等使用，烟气轮机中剩余的蒸汽余热还可以传递给余热锅炉，以加热余热锅炉，通过余热锅炉去加热其它需要被加热的设备，本申请充分地利用了蒸汽管网中的蒸汽余热，实现了能量的梯级利用，达到了节省能源、避免能量浪费的目的。

附图说明

图1为本发明的实施例的余热回收利用装置的整体结构示意图。

附图标记：

1：烟气轮机；11：第一入口；12：第二入口；2：主风机；3：发电机；4：余热锅炉；5：蒸汽管网；6：蒸汽管道；7：蒸汽管道传感器；8：第一调节阀；9：催化裂化再生器；10：烟气管道；20：烟气管道传感器；30：第二调节阀；40：主控器；50：待加热结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1所示，图中示意性地显示了该余热回收利用装置包括烟气轮机1、主风机2、发电机3、余热锅炉4以及蒸汽管网5。

在本申请的实施例中，该烟气轮机1、该主风机2以及该发电机3依次连接。

余热锅炉4与该烟气轮机1相连接。

该蒸汽管网5与该烟气轮机1相连接，其中，该蒸汽管网5向该烟气轮机1的内部输送高温高压的蒸汽余热以对该烟气轮机1进行做功并带动该烟气轮机1转动，通过该烟气轮机1转动带动该主风机2转动，通过该主风机2转动带动该发电机3转动，该烟气轮机1中剩余的余热传递到该余热锅炉4内，用于加热该余热锅炉4。具体地，在催化裂化装置未进行正常运转前，位于该催化裂化装置内的如下所述的催化裂化再生器9也同样尚未进行正常运转，此时，由该催化裂化再生器9产生的烟气的供给量不稳定，不能正常供给烟气轮机1足够的烟气，由此烟气轮机1无法拖动主风机2，同时，也无法启动该主风机2，即，无法使得该主风机2进行正常的转动。为了在催化裂化装置正常运转前启动主风机2，则可通过增设蒸汽管网5，并将蒸汽管网5内的高温高压的蒸汽余热输送到烟气轮机1的内部，通过对烟气轮机1进行做功并拖动该主风机2转动，通过该主风机2转动带动该发电机3转动并发电，从而避免了在催化裂化装置还未进行正常运转前，为实现对主风机2的启动，则需要先启动备用风机并对该备用风机配置大容量的启动装置(例如：独立变压器、软启动装置等)的情况，可见，本申请无需引入启动装置，仅仅通过增设蒸汽管网5就可以实现对主风机2的启动，具有结构简单和节约经济成本的优点。另外，本申请通过增设蒸汽管网5来启动主风机2的方式，也有效地避免了主风机2在启动时对电网造成冲击。

可见，本申请通过充分利用蒸汽管网5内的蒸汽余热，以对烟气轮机1进行做功并最终达到促使发电机3进行发电的目的，并且，发电机3产生的电能还可以供电网、取暖设备或照明设备等使用，烟气轮机1中剩余的蒸汽余热还可以传递给余热锅炉4，以加热余热锅炉4，通过余热锅炉4去加热其它需要被加热的设备，本申请充分地利用了蒸汽管网5中的蒸汽余热，实现了能量的梯级利用，达到了节省能源、避免能量浪费的目的。

需要说明的是，本申请的烟气轮机1、主风机2、发电机3、余热锅炉4以及蒸汽管网5的结构和工作原理均为本领域技术人员所熟知的，为节约篇幅起见，此处不做详述。

还需要说明的是，所谓的“高温高压的蒸汽”的温度的大小范围为200℃至400℃，压力的大小范围为10MPa(兆帕)至40MPa(兆帕)。

如图1所示，在本申请的实施例中，该蒸汽管网5的出口通过蒸汽管道6与该烟气轮机1的第一入口11相连接。需要说明的是，为避免蒸汽管道6中的蒸汽发生泄露的情况，则需要确保蒸汽管网5的出口与蒸汽管道6的入口以及蒸汽管道6的出口与烟气轮机1的第一入口11之间的密封性，具体地，可以在接口的连接部位增设密封圈、密封条或密封环等。

还需要说明的是，该蒸汽管网5中的蒸汽可以是炼油厂催化裂化装置中富余的蒸汽或是由炼油厂催化裂化装置直接产生的蒸汽。其中，该炼油厂催化裂化装置的结构和工作原理均为本领域技术人员所熟知的，为节约篇幅起见，此处不做详述。

在本申请的另一个优选的实施例中，在该蒸汽管道6上设有能监测该蒸汽管道6内的蒸汽温度、蒸汽压力以及蒸汽流量的蒸汽管道传感器7。具体地，通过在该蒸汽管道6上增设该蒸汽管道传感器7，从而可以实时地监测出蒸汽的温度、压力以及流量，以便于操作人员能够实时地根据烟气轮机1的做功情况，来及时地对蒸汽的温度、压力以及流量做出适应性的调整。

如图1所示，在本申请的另一个优选的实施例中，在该蒸汽管道6上还设有能调节该蒸汽管道6的断面口径的大小的第一调节阀8。具体地，通过在该蒸汽管道6上增设该第一调节阀8并通过转动该第一调节阀8，便可以实现对该蒸汽管道6的断面口径的大小的调节，从而达到对单位时间内流过该蒸汽管道6的蒸汽的流量进行及时有效地调节的目的，以使其能够满足烟气轮机1做功的需要，进一步地，使得该烟气轮机1能够顺利带动该主风机2进行转动。

需要说明的是，该第一调节阀8可为普通的手动阀，也可为电磁阀，可以理解的是，不论该第一调节阀8是手动阀，还是电磁阀，其均需满足单向流动，反向截止的要求。

如图1所示，在本申请的实施例中，该余热回收利用装置还包括催化裂化再生器9，该催化裂化再生器9通过烟气管道10与该烟气轮机1的第二入口12连接。具体地，该催化裂化再生器9可以通过该烟气管道10向该烟气轮机1的内部通入高温高压的烟气并对该烟气轮机1进行做功，使得该烟气轮机1能够拖动主风机2运转。

需要说明的是，在该催化裂化装置中的催化裂化再生器9进行正常的进料前，是由蒸汽管网5供蒸汽给烟气轮机1并对其做功的，使得该烟气轮机1能够拖动主风机2启动，待催化裂化再生器9正常运转后，可停止蒸汽管网5对烟气轮机1供蒸汽，即，仅仅依靠催化裂化再生器9提供高温高压的烟气给烟气轮机1并对其进行做功，以达到拖动该主风机2启动的目的。

此外，该烟气轮机1也可以同时接受烟气和蒸汽做功，即，在同一时间内，可以通过蒸汽管网5经该蒸汽管道6向该烟气轮机1内通入高温高压的蒸汽并对该烟气轮机1进行做功，同时，也可以通过该催化裂化再生器9经该烟气管道10向该烟气轮机1的内部提供高温高压的烟气并对该烟气轮机1进行做功。

在一个具体的实施例中，所谓的“高温高压的烟气”的温度的大小范围为200℃至400℃，压力的大小范围为10MPa(兆帕)至40MPa(兆帕)。

如图1所示，在本申请的实施例中，在该烟气管道10上设有能监测该烟气管道10内部的烟气温度、烟气压力以及烟气流量的烟气管道传感器20。具体地，通过在该烟气管道10上增设该烟气管道传感器20，从而可以实时地监测出烟气的温度、压力以及流量，以便于操作人员能够实时地根据烟气轮机1的做功情况，来及时地对烟气的温度、压力以及流量做出适应性的调整。

如图1所示，在本申请的另一个优选的实施例中，在该烟气管道10上设有能调节该烟气管道10的断面口径的大小的第二调节阀30。具体地，通过在该烟气管道10上增设该第二调节阀30并通过转动该第二调节阀30，便可以实现对该烟气管道10的断面口径的大小的调节，从而达到对单位时间内流过该烟气管道10的烟气的流量进行及时有效地调节，以使其能够满足烟气轮机1做功的需要，进一步地，使得该烟气轮机1能够顺利带动该主风机2进行转动。

需要说明的是，该第二调节阀30可为普通的手动阀，也可为电磁阀，可以理解的是，不论该第二调节阀30是手动阀，还是电磁阀，其均需满足单向流动，反向截止的要求。

如图1所示，在本申请的实施例中，该余热回收利用装置还包括主控器40，其中，该主控器40分别与该蒸汽管道传感器7以及该烟气管道传感器20电连接。具体地，该蒸汽管道传感器7检测到蒸汽管道6内的蒸汽温度、蒸汽压力以及蒸汽流量后均会以有线或无线的电信号的形式传递给该主控器40，由该主控器40对接收到的电信号进行处理并最终处理成具体的数值参数。

同理，该烟气管道传感器20检测到烟气管道10内的烟气温度、烟气压力以及烟气流量后均会以有线或无线的电信号形式传递给主控器40，由该主控器40对接收到的电信号进行处理并最终处理成具体的数值参数。

需要说明的是，该主控器40对接收到的电信号进行处理的过程属于本领域技术人员所熟知的，为节约篇幅起见，此处不做详述。

还需要说明的是，该主控器40可根据发电机3和余热锅炉4的能效情况，来实时地调整蒸汽管网5中的蒸汽余热的供给量，保证发电机3和余热锅炉4能够在高效区间运行，提高其运行效率。

如图1所示，在本申请的实施例中，该烟气轮机1的输出轴与该主风机2的输入轴为同轴连接。

该主风机2的输出轴与该发电机3的输入轴为同轴连接。这样，通过该烟气轮机1的输出轴的转动，便会带动该主风机2的输入轴的转动，通过该主风机2的输入轴的转动，便会带动该发电机3的转动，从而达到促使该发电机3进行发电的目的。

如图1所示，在本申请的一个优选的实施例中，该余热回收利用装置还包括待加热结构50，其中，该余热锅炉4的第一端与该烟气轮机1相连接，该余热锅炉4的第二端与该待加热结构50相连接。具体地，该烟气轮机1中剩余的蒸汽余热传递到余热锅炉4内后，该余热锅炉4内的热量会增加、温度会升高，该余热锅炉4内的热量可以给待加热结构50进行供热，这样，便实现了对蒸汽管网5内的蒸汽余热进行梯级利用，避免了能量的浪费。

在一个具体的实施例中，该待加热结构50可为取暖器、热水器等需要被加热的设备。

综上所述，在催化裂化装置未进行正常运转前，位于该催化裂化装置内的如下所述的催化裂化再生器9也同样尚未进行正常运转，此时，由该催化裂化再生器9产生的烟气的供给量不稳定，不能正常供给烟气轮机1足够的烟气，由此烟气轮机1无法拖动主风机2，同时，也无法启动该主风机2，即，无法使得该主风机2进行正常的转动。为了在催化裂化装置正常运转前启动主风机2，则可通过增设蒸汽管网5，并将蒸汽管网5内的高温高压的蒸汽余热输送到烟气轮机1的内部，通过对烟气轮机1进行做功并拖动该主风机2转动，通过该主风机2转动带动该发电机3转动并发电，从而避免了在催化裂化装置还未进行正常运转前，为实现对主风机2的启动，则需要先启动备用风机并对该备用风机配置大容量的启动装置(例如：独立变压器、软启动装置等)的情况，可见，本申请无需引入启动装置，仅仅通过增设蒸汽管网5就可以实现对主风机2的启动，具有结构简单和节约经济成本的优点。另外，本申请通过增设蒸汽管网5来启动主风机2的方式，也有效地避免了主风机2在启动时对电网造成冲击。

可见，本申请通过充分利用蒸汽管网5内的蒸汽余热，以对烟气轮机1进行做功并最终达到促使发电机3进行发电的目的，并且，发电机3产生的电能还可以供电网、取暖设备或照明设备等使用，烟气轮机1中剩余的蒸汽余热还可以传递给余热锅炉4，以加热余热锅炉4，通过余热锅炉4去加热其它需要被加热的设备，本申请充分地利用了蒸汽管网5中的蒸汽余热，实现了能量的梯级利用，达到了节省能源、避免能量浪费的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种余热回收利用装置，其特征在于，包括：

烟气轮机、主风机以及发电机，其中，所述烟气轮机、所述主风机以及所述发电机依次连接；

余热锅炉，所述余热锅炉与所述烟气轮机相连接；以及

蒸汽管网，所述蒸汽管网与所述烟气轮机相连接，其中，所述蒸汽管网向所述烟气轮机的内部输送高温高压的蒸汽余热以对所述烟气轮机进行做功并带动所述烟气轮机转动，通过所述烟气轮机转动带动所述主风机转动，通过所述主风机转动带动所述发电机转动，所述烟气轮机中剩余的余热传递到所述余热锅炉内，用于加热所述余热锅炉。

2.根据权利要求1所述的余热回收利用装置，其特征在于，所述蒸汽管网的出口通过蒸汽管道与所述烟气轮机的第一入口相连接。

3.根据权利要求2所述的余热回收利用装置，其特征在于，在所述蒸汽管道上设有能监测所述蒸汽管道内的蒸汽温度、蒸汽压力以及蒸汽流量的蒸汽管道传感器。

4.根据权利要求2所述的余热回收利用装置，其特征在于，在所述蒸汽管道上还设有能调节所述蒸汽管道的断面口径的大小的第一调节阀。

5.根据权利要求3所述的余热回收利用装置，其特征在于，所述余热回收利用装置还包括催化裂化再生器，所述催化裂化再生器通过烟气管道与所述烟气轮机的第二入口连接。

6.根据权利要求5所述的余热回收利用装置，其特征在于，在所述烟气管道上设有能监测所述烟气管道内部的烟气温度、烟气压力以及烟气流量的烟气管道传感器。

7.根据权利要求5所述的余热回收利用装置，其特征在于，在所述烟气管道上设有能调节所述烟气管道的断面口径的大小的第二调节阀。

8.根据权利要求6所述的余热回收利用装置，其特征在于，所述余热回收利用装置还包括主控器，其中，所述主控器分别与所述蒸汽管道传感器以及所述烟气管道传感器电连接。

9.根据权利要求1所述的余热回收利用装置，其特征在于，所述烟气轮机的输出轴与所述主风机的输入轴为同轴连接；

所述主风机的输出轴与所述发电机的输入轴为同轴连接。

10.根据权利要求1所述的余热回收利用装置，其特征在于，所述余热回收利用装置还包括待加热结构，其中，所述余热锅炉的第一端与所述烟气轮机相连接，所述余热锅炉的第二端与所述待加热结构相连接。

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