CN114321870A - 一种用于火力发电的余热回收装置及回收方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于火力发电的余热回收装置及回收方法，其包括排气管、余热锅炉发电装置、排烟筒和水塔管，余热锅炉发电装置用于安装在主锅炉一侧，排气管用于将主锅炉的燃烧废气排出，并与余热锅炉发电装置连通，排烟筒与余热锅炉发电装置的出气端连通，水塔管设置在排烟筒内腔，且水塔管用于对发电厂供水。本申请能够对燃烧的废气进行余热回收，便于提高能量的利用率。

Description

一种用于火力发电的余热回收装置及回收方法

技术领域

本申请涉及余热回收装置的领域，尤其是涉及一种用于火力发电的余热回收装置及回收方法。

背景技术

火力发电是我国主要的发电方式，火力发电是一种利用可燃物在燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。火力发电经过燃料化学能→蒸汽热能→机械能→电能的过程得到电能，实现供电。

目前，火力发电厂一般包括燃料***、燃烧***、汽水***、电气***和控制***整体配合产生电能和热能，火力发电厂燃烧煤炭发热，加热水，形成高温高压的过热蒸汽，热蒸汽推动气轮机旋转，带动发电机转子旋转，定子线圈切割磁力线，发出电能，最后再利用升压变压器，升到***电压，与***并网，向外输送电能。

针对上述中的相关技术，煤炭燃烧的废气沿排烟筒直接高空排放，发明人认为废气中含有大量的热量，也含有煤炭燃烧产生的二氧化硫等有毒气体，直接排入空气中，不仅浪费热量，也会对环境造成较大的危害。

发明内容

为了便于对燃烧的废气进行余热回收，本申请提供一种用于火力发电的余热回收装置及回收方法。

第一方面，本申请提供的一种用于火力发电的余热回收装置采用如下的技术方案：

一种用于火力发电的余热回收装置，包括排气管、余热锅炉发电装置、排烟筒和水塔管，所述余热锅炉发电装置用于安装在主锅炉一侧，所述排气管用于将主锅炉的燃烧废气排出，并与所述余热锅炉发电装置连通，所述排烟筒与余热锅炉发电装置的出气端连通，所述水塔管设置在排烟筒内腔，且所述水塔管用于对发电厂供水。

通过采用上述技术方案，在锅炉中燃烧煤炭，产生的废气带有大量的热量，并沿排气管进入余热锅炉发电装置再利用，之后再进入排烟筒，在沿排烟筒上升排出的过程中对水塔管进行加热，实现余热的回收再利用；设置的排气管、余热锅炉发电装置、排烟筒和水塔管，能够将需要排出的废气继续再利用，通过余热锅炉发电装置继续转化为电能，通过水塔管吸收废气中的余热，并且与主锅炉同时可持续进行，无需单独再重新再控制，无需对主锅炉进行改动，便于改造，对余热进行回收，减少热量的浪费，减少对环境的污染。

可选的，还包括通气管和进气泵，所述进气泵设置在通气管上，并使得气体沿所述通气管进气端向出气端流通；所述通气管环绕设置在所述排烟筒内壁，且所述通气管进气端与空气连通，出气端一端通入主锅炉。

通过采用上述技术方案，设置的通气管和进气泵，通过设置在排烟筒内，对通气管内的空气或者助燃剂进行加热，再通入主锅炉内进行燃烧，保证主锅炉内的燃烧温度，使得余热再次传递进主锅炉形成循环，便于余热的回收和再利用。

可选的，所述通气管的出气端设置有两组，另一组所述通气管出气端用于对主锅炉燃料预热。

通过采用上述技术方案，通气管能够将加热后的气体对燃料进行余热，便于燃料一较高的温度进入主锅炉进行燃烧，便于燃料快速升温燃烧，保证主锅炉内的燃烧温度和燃烧效果。

可选的，所述余热锅炉发电装置包括余热仓、蒸汽池、汽轮机和发电机，所述蒸汽池设置在余热仓内，所述排烟筒与余热仓连通并用于对所述蒸汽池加热，所述汽轮机与发电机连接。

通过采用上述技术方案，排气管将废气通入余热仓对蒸汽池加热，蒸汽池产生高温高压的蒸汽，并推动汽轮机转动，进而使得发电机发电，将热能转化为机械能，机械能转化为电能，实现余热的回收和利用；设置的余热仓、蒸汽池、汽轮机和发电机，相当于另一个迷你型锅炉进行发电，改造简单，技术成熟，便于将难以储存的热能转化为电能回收存储，提高对余热的利用率，节省资源。

可选的，所述排气管靠近蒸汽池一端伸入所述蒸汽池液下设置。

通过采用上述技术方案，排气管直接伸入蒸汽池液下，一方面能够使得废气中的固体粉尘沉淀在蒸汽池内，便于收集，减少废气中的固体颗粒杂质，进而减少空气污染，另一方面便于废气的余热快速加热水并产生蒸汽，和溢出液面的其余气体推动汽轮机转动，提高蒸汽池的蒸发速度。

可选的，所述蒸汽池底壁设置为倒锥形并连接有杂质箱，所述杂质箱上连通有添水管，所述添水管靠近所述蒸汽池底壁设置，且所述添水管远离所述杂质箱一端与水塔管连通。

通过采用上述技术方案，设置在的杂质箱和添水管，能够使得蒸汽池内的杂质沿底壁滑落至杂质箱进行收集，通过添水管不断向蒸汽池沿底壁溢入水，减少再次进入蒸汽池的杂质，同时添水管的水位一定温度的水，保持蒸汽池的水温，进而使得余热发电的效率更加稳定。

可选的，所述排烟筒自下而上设置有滤板和吸附层，所述滤板同轴横设在所述排烟筒内腔，所述吸附层用于吸附二氧化硫和水蒸汽。

通过采用上述技术方案，设置的滤板和吸附层，能够在废气沿排烟筒上升排出的过程中，吸收废气中的二氧化硫和水蒸气，减少水蒸气液化对排烟筒的侵蚀，同时减少二氧化硫对环境的污染。

可选的，所述排气管内壁设置有反回流组件，所述反回流组件包括挡板、挡环和扭簧，所述挡环同轴固设在所述排气管内壁，所述挡板铰接在所述挡环靠近出气端一侧，且所述挡板的铰接轴垂直于所述排气管设置；所述扭簧设置在挡板的铰接轴上，且能够使得所述挡板趋于对所述挡环封闭。

通过采用上述技术方案，设置的挡板、挡环和扭簧，能够通过扭簧带动挡板紧抵在挡环上，实现排气管的只出不进，使得排气管内只能从主锅炉排出，废气不能向主锅炉方向运动，避免废气回流造成主锅炉的燃烧效果，便于废气余热离开主锅炉，并在不影响主锅炉的前提下进行回收和利用。

可选的，所述挡环背离挡板一侧倾斜设置，即无数挡环自外环至内环逐渐向靠近所述挡板一侧倾斜。

通过采用上述技术方案，挡环靠近主锅炉一侧倾斜，便于废气夹杂颗粒杂质沿斜面穿过挡环，减少杂质在挡环夹角处的残留，保持排气管的通畅。

第二方面，本申请提供一种用于火力发电的余热回收装置的回收方法，采用如下的技术方案：

一种用于火力发电的余热回收装置的回收方法，包括如下步骤：

S1：主锅炉燃烧；

S2：排气管将主锅炉的燃烧废气排出主锅炉，并沿排气管进入余热锅炉发电装置；

S3：废气在余热锅炉发电装置作用下进行能量转换，将热能转化为电能储存；

S4：剩余废气进入排烟筒，并沿排烟筒上升，对水塔管进行加热；

S5：水塔管中的水加热后对发电厂供水使用。

通过采用上述技术方案，锅炉燃烧的废气经过排出运送和再利用，通过余热锅炉发电装置进行热转电存储，再将废气剩余的热量传递至水塔管上对水进行加热，以便继续使用；通过对余热的回收再利用，减少能源浪费，通过能量的循环提高能量的利用率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

设置的排气管、余热锅炉发电装置、排烟筒和水塔管，能够将需要排出的废气继续再利用，通过余热锅炉发电装置继续转化为电能，通过水塔管吸收废气中的余热，并且与主锅炉同时可持续进行，无需单独再重新再控制，无需对主锅炉进行改动，便于改造，对余热进行回收，减少热量的浪费，减少对环境的污染；

设置的余热仓、蒸汽池、汽轮机和发电机，相当于另一个迷你型锅炉进行发电，改造简单，技术成熟，便于将难以储存的热能转化为电能回收存储，提高对余热的利用率，节省资源；

锅炉燃烧的废气经过排出运送和再利用，通过余热锅炉发电装置进行热转电存储，再将废气剩余的热量传递至水塔管上对水进行加热，以便继续使用；通过对余热的回收再利用，减少能源浪费，通过能量的循环提高能量的利用率。

附图说明

图1是本申请实施例用于火力发电的余热回收装置的整体结构示意图。

图2是图1中A部分的放大图。

图3是本申请用于火力发电的余热回收装置的回收方法流程图。

附图标记说明：1、排气管；11、挡板；12、挡环；13、扭簧；2、余热锅炉发电装置；21、余热仓；22、蒸汽池；23、汽轮机；24、发电机；25、杂质箱；26、添水管；3、排烟筒；31、滤板；32、吸附层；4、水塔管；5、通气管。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于火力发电的余热回收装置。参照图1，用于火力发电的余热回收装置包括排气管1、余热锅炉发电装置2、排烟筒3、水塔管4、通气管5和进气泵，余热锅炉发电装置2与主锅炉并齐并安装在主锅炉一侧，排气管1一端连接主锅炉的燃烧废气，另一端与余热锅炉发电装置2连通；排烟筒3与余热锅炉发电装置2的出气端连通，通气管5和水塔管4设置在排烟筒3内腔，且水塔管4用于对发电厂供水，进气泵法兰连通在通气管5上。

参照图1，排烟筒3自下而上设置有滤板31和吸附层32，吸附层32可以包括活性炭、活化煤、活性氧化铝、沸石、硅胶和吸水棉片，滤板31同轴螺栓固定在排烟筒3内壁，并螺栓固定在水塔管4顶壁，在废气经过时，吸附层32用于吸附二氧化硫和水蒸汽。

参照图1，余热锅炉发电装置2包括余热仓21、蒸汽池22、汽轮机23和发电机24，余热仓21沉入地面并安装在地面上，蒸汽池22中注满水，并安装在余热仓21内壁。汽轮机23螺栓安装在地面，且蒸汽池22与汽轮机23的入口连通，汽轮机23的出口与排烟筒3连通，汽轮机23的输出轴与发电机24连接用于将机械能转化为电能。

参照图1，蒸汽池22底壁蒸汽池22底壁设置为倒锥形并法兰连通有杂质箱25，杂质箱25上法兰连通有添水管26，添水管26靠近蒸汽池22底壁一端设置，且添水管26远离杂质箱25一端与水塔管4法兰连通。

参照图1，排气管1一端与主锅炉的排烟管连通管，并用于排出主锅炉的燃烧废气，排气管1靠近蒸汽池22一端倾斜设置并伸入蒸汽池22液下；排气管1上法兰连通有排气泵，用于排出主锅炉内的燃烧废气。

参照图2，排气管1内壁设置有反回流组件，反回流组件包括挡板11、挡环12和扭簧13，挡环12同轴焊接在排气管1内壁，挡板11铰接在挡环12靠近出气端一侧，且挡板11的铰接轴垂直于排气管1设置。挡板11包括封堵部和搭设部，封堵部伸入挡环12设置，搭设部盖设在挡环12上，扭簧13套设在挡板11的铰接轴上，且扭簧13一端焊接在挡板11上，另一端焊接在挡环12上，且能够使得挡板11趋于对挡环12封闭。挡环12背离挡板11一侧倾斜设置，即无数挡环12自外环至内环逐渐向靠近挡板11一侧倾斜。

参照图1，通气管5环绕螺栓安装固定在排烟管内壁，且通气管5进气端与空气或其他助燃剂连通，通气管5的出气端设置有两组，一组通入主锅炉进行助燃，另一组通气管5出气端用于对主锅炉的燃料预热。进气泵法兰连通在通气管5上，并用于将空气或助燃剂从进气端进入绕过排烟管，并从出气端排出。

本申请实施例一种用于火力发电的余热回收装置的实施原理为：主锅炉中通过燃烧煤炭产生热量，产生的废气带有大量的热量，废气沿排气管1进入余热锅炉发电装置2对蒸汽池22内的水进行加热，昌盛高压水蒸气并带动汽轮机23转动，将热量转化为机械能，之后通过发电机24将机械能转化为电能存储或使用；剩余的未溶于水的废气和蒸汽通入排烟筒3，对二氧化硫和水蒸气进行吸收，并在上升排出的过程中对水塔管4和通气管5进行加热，水塔管4内的水可以进行火电厂的日常使用，并通入主锅炉和余热锅炉中进行添水，通气管5的气体通入主锅炉预热空气、助燃剂或燃料，实现对余热的回收再利用。

本申请实施例还公开一种用于火力发电的余热回收装置的回收方法，参照图3，采用上述的一种用于火力发电的余热回收装置，包括如下步骤：

S1：主锅炉燃烧，并排放大量高温废气；

S2：启动排气泵，使得高温废气沿排气管1向余热仓21方向运动，并在压力作用下克服扭簧13扭力推动挡板11转动，废气进入蒸汽池22中；

S3：废气通入蒸汽池22液下，粉尘在水中沉淀并落入杂质箱25，废气加热水形成水蒸气，高压水蒸气进入汽轮机23，将热能转换为机械能，汽轮机23通过发电机24发电，将机械能转化为电能；不溶于水的废气和水蒸汽排出汽轮机23并进入排烟筒3；

S4：废气并沿排烟筒上升，对排烟筒内的水塔管和通气管进行加热，并继续上升穿过滤板和吸附层，对废气中的水蒸汽和二氧化硫进行吸收，之后废气继续上升并沿排烟筒排出；

S5：通气管中的气体通入主锅炉中用于燃烧、助燃和对燃料预热；水塔管中的水加热后进入主锅炉和余热锅炉的蒸汽池中进行加水，同时向发电厂供水使用。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于火力发电的余热回收装置，其特征在于：包括排气管（1）、余热锅炉发电装置（2）、排烟筒（3）和水塔管（4），所述余热锅炉发电装置（2）用于安装在主锅炉一侧，所述排气管（1）用于将主锅炉的燃烧废气排出，并与所述余热锅炉发电装置（2）连通，所述排烟筒（3）与余热锅炉发电装置（2）的出气端连通，所述水塔管（4）设置在排烟筒（3）内腔，且所述水塔管（4）用于对发电厂供水。

2.根据权利要求1所述的用于火力发电的余热回收装置，其特征在于：还包括通气管（5）和进气泵，所述进气泵设置在通气管（5）上，并使得气体沿所述通气管（5）进气端向出气端流通；所述通气管（5）环绕设置在所述排烟筒（3）内壁，且所述通气管（5）进气端与空气连通，出气端一端通入主锅炉。

3.根据权利要求2所述的用于火力发电的余热回收装置，其特征在于：所述通气管（5）的出气端设置有两组，另一组所述通气管（5）出气端用于对主锅炉燃料预热。

4.根据权利要求1所述的用于火力发电的余热回收装置，其特征在于：所述余热锅炉发电装置（2）包括余热仓（21）、蒸汽池（22）、汽轮机（23）和发电机（24），所述蒸汽池（22）设置在余热仓（21）内，所述排烟筒（3）与余热仓（21）连通并用于对所述蒸汽池（22）加热，所述汽轮机（23）与发电机（24）连接。

5.根据权利要求4所述的用于火力发电的余热回收装置，其特征在于：所述排气管（1）靠近蒸汽池（22）一端伸入所述蒸汽池（22）液下设置。

6.根据权利要求4所述的用于火力发电的余热回收装置，其特征在于：所述蒸汽池（22）底壁设置为倒锥形并连接有杂质箱（25），所述杂质箱（25）上连通有添水管（26），所述添水管（26）靠近所述蒸汽池（22）底壁设置，且所述添水管（26）远离所述杂质箱（25）一端与水塔管（4）连通。

7.根据权利要求1所述的用于火力发电的余热回收装置，其特征在于：所述排烟筒（3）自下而上设置有滤板（31）和吸附层（32），所述滤板（31）同轴横设在所述排烟筒（3）内腔，所述吸附层（32）用于吸附二氧化硫和水蒸汽。

8.根据权利要求1所述的用于火力发电的余热回收装置，其特征在于：所述排气管（1）内壁设置有反回流组件，所述反回流组件包括挡板（11）、挡环（12）和扭簧（13），所述挡环（12）同轴固设在所述排气管（1）内壁，所述挡板（11）铰接在所述挡环（12）靠近出气端一侧，且所述挡板（11）的铰接轴垂直于所述排气管（1）设置；所述扭簧（13）设置在挡板（11）的铰接轴上，且能够使得所述挡板（11）趋于对所述挡环（12）封闭。

9.根据权利要求8所述的用于火力发电的余热回收装置，其特征在于：所述挡环（12）背离挡板（11）一侧倾斜设置，即无数挡环（12）自外环至内环逐渐向靠近所述挡板（11）一侧倾斜。

10.一种用于火力发电的余热回收装置的回收方法，其特征在于：采用如权利要求1-9任一所述的一种用于火力发电的余热回收装置，包括如下步骤：

S1：主锅炉燃烧；

S2：排气管（1）将主锅炉的燃烧废气排出主锅炉，并沿排气管（1）进入余热锅炉发电装置（2）；

S3：废气在余热锅炉发电装置（2）作用下进行能量转换，将热能转化为电能储存；

S4：剩余废气进入排烟筒（3），并沿排烟筒（3）上升，对水塔管（4）进行加热；

S5：水塔管（4）中的水加热后对发电厂供水使用。

Images