CN1488060A - 发电及废热供暖装置 - Google Patents

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Abstract

在具有利用燃料的燃烧获得驱动发电机的动力的原动机，从该原动机排出的排放气体回收热能的废热锅炉，以及通过与从前述废热锅炉排出的排放气体进行热交换加热导入空调机的空气的空气加热用热交换器的发电及废热供暖装置中，利用***水回收供应机构(36)回收通过在空气加热用热交换器(5)中与导入空调机(30)的空气进行热交换器而被冷却的排放气体产生的***水，***水回收供应机构(36)将回收的***水供应给需要较高温度的水的设备(37，38)。借此，也可以从废热锅炉的下游侧的热交换器排出的***水中有效地回收废热能，可以进一步提高废热能回收效率。

Description

发电及废热供暖装置
技术领域
本发明涉及具有利用燃料的燃烧获得驱动发电机的动力的原动机，从该原动机排出的排放气体中回收热能的废热锅炉，通过与从前述废热锅炉排出从排放气体进行热交换加热导入空调机的空气的空气加热用热交换器的发电机废热供暖装置。
背景技术
这种发电及废热供暖装置，例如，在日本特开平4-342807号公报等中是已知的，在将从原动机中排出的排放气体保有的热能用废热锅炉回收后，在空气加热用热交换器中与排放气体进行热交换加热空调用空气，有效地回收废热能量。
不过，在处于废热锅炉下游侧与排放气体进行热交换的空气加热用热交换器中，通过与导入空调机的空气的热交换被冷却，排放气体中的水分的一部分冷凝，作为***水被排出，这种***水的温度比较高，但在现有技术中，从这种***水中不能有效地回收热能。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种通过在从废热锅炉排出的排放气体与用于空调的空气进行热交换时获得***水有效地回收热能，进一步提高废热能的回收效率的发电及废热供暖装置。
为达到上述目的，本发明的发电及废热供暖装置具有利用燃料的燃烧获得驱动发电机的动力的原动机，从该原动机排出的排放气体回收热能的废热锅炉，以及通过与从前述废热锅炉排出的排放气体进行热交换加热导入空调机的空气的空气加热用热交换器，其第一个特征为，它包括：回收从在前述空气加热用热交换器中通过与导入前述空调机中的空气进行的热交换被冷却的排放气体中产生的***水，同时能够将所回收的前述***水供应给需要比较高的温度的水的设备的***水回收供应机构。
根据这种具有第一个特征的结构，通过将从空气加热用热交换器中回收的***水用于需要较高温度的设备，可以进一步提高废热能的回收效率。即，在使用常温水的情况下，需要加热装置，但由于可以供应温度较高的***水，所以可以避免过多能量的消耗。
此外，本发明在上述第一种特征的结构的基础上，还具有第二个特征，它包括：产生供应给前述废热锅炉的纯水的纯水发生装置，通过与从前述废热锅炉排出的排放气体进行热交换将从该纯水发生装置排放的水加热的排放水加热用热交换器，其中，前述***水回收供应机构，具有将用前述排放水加热用热交换器加热的前述排放水及前述***水混合的水槽，根据这种结构，即使由排放气体产生的***水是碱性的，通过与纯水发生装置来排放水在水槽内混合被稀释，可以减弱其碱性，所以，可以将水槽内的水有效地用于更多的设备，可以扩大用途。
本发明在上述第二个特征的结构的基础上，还具有第三个特征：前述***水回收供应机构，能够将在前述排放水加热用热交换器中通过与前述排放水进行热交换被冷却的前述排放气体产生的***水回收并供应给前述设备，根据这种结构，可以更有效地回收含在排放气体中的水分，可以更进一步提高废热能的回收效率。
本发明在上述第二个或第三个特征的结构的基础上，还具有第四个特征：中间经由前述空气加热用热交换器，在连接前述空调机的空调用空气供应路径上，连接有将空气加热用热交换器旁路的同时根据外部气体的温度切换其开闭状态的旁通路径，根据这种结构，可以根据季节的变化，妥善地改变所需的***水量和空调温度。
本发明在上述第一个或第三个特征的结构的基础上，还具有第五个特征：前述设备是空调用加湿器，根据这种结构，可以用空调用空气加湿器将含在排放气体中的水分有效地回收。
本发明在上述第一个或第三个特征的结构的基础上，还具有第六个特征：前述设备是热水清洗机，根据这种结构，可以用热水清洗机将含在排放气体中的水分有效地回收。
进而，本发明在上述第一～第六个特征的任一个特征的结构的基础上，还具有第七个特征：为了能够将在前述废热锅炉中获得的水蒸气的一部分供应给前述燃气轮机的燃烧机，将该废热锅炉连接在作为前述原动机的燃气轮机的燃烧机上，根据这种结构，通过增大经由燃烧机导入涡轮机的气体的重量，增大涡轮机的旋转速度，增大发电机的发电能力，同时，可以将返回到燃气轮机侧的水蒸气作为***水有效地进行回收。
附图说明
图1及图2表示本发明的一个实施例，
图1是发电及废热供暖装置的整个***图，
图2是表示发电装置的结构的***图。
具体实施方式
下面根据图1及图2所述的本发明的一个实施例说明本发明的实施形式，首先在图1中，从发电装置1排出的排放气体被导入烟囱2。经由开闭阀3将抽风机4的吸引侧连接到该烟囱2上，抽风机4的排出侧经由空气加热用热交换器5，连接到该空气加热用热交换器5下游侧的排水加热用热交换器6连接到烟囱7上。
在图2中，发电装置1包括作为原动机的燃气轮机8，用该燃气轮机8驱动的发电机9，通过与从燃气轮机8的燃烧机排出的排放气体进行热交换器回收热能的废热锅炉10，从废热锅炉10排出的排放气体被导入到前述烟囱2。
燃气轮机8备有涡轮机11，与该涡轮机11同轴连接的压缩机12，以及燃烧机13，在燃烧机13上，供应由压缩机12加压的空气和由气体压缩机14压缩的燃料气体、例如城市煤气，同时，将由废热锅炉10获得的水蒸气的一部分也供应给燃烧机13。
通过燃料气体在燃烧机13中的燃烧，从该燃烧机13排出含有水蒸气的排放气体，通过用该排放气体旋转涡轮机11，驱动发电机9，将从涡轮机11排出的燃烧排放气体导入到废热锅炉10中。
该废热锅炉10包括：通过与从前述涡轮机11排放的气体进行的热交换加热在该废热锅炉10中获得的水蒸气的一部分的加热器15，脱氮装置16，和预热器17。
将被加热器15加热的水蒸气，供应给前述燃气轮机8的燃烧机13。采取脱氮装置16，其结构为，由多个喷嘴21，21…将由鼓风机18供应的空气和利用泵20将从氨气罐19来的氨气喷雾到废热锅炉10内，使包含在从燃烧机13来的排放气体中的NOx氨气(NH3)进行( )的反应，尽可能地除去排放气体中的NOx。
预热器17设置在位于脱氮装置16的下游侧的废热锅炉10上，用泵23进给的从纯水罐22来的纯水，在前述预热器17内通过与排放气体进行的热交换被加热，并供应给废热锅炉10。用泵27将在纯水发生装置26中除去钙的纯水供应给纯水罐22。此外，利用泵23将从苛性钠罐24中将NaOH供应到由泵25供应给预热器17的纯水中，当在废热锅炉10中生成的水蒸气经过燃烧机13到达废热锅炉10时，该NaOH起着保护该废热锅炉10的壁的作用。
在这种发电装置1中，从燃气轮机8的燃烧机13排出的排放气体保有的热能的一部分，通过将前述纯水在废热锅炉10中制成水蒸气被回收。而且，在废热锅炉10中获得的水蒸气的一部分如上所述，被供应给燃烧机13，残余的水蒸气作为工场用水蒸气使用。进而，从废热锅炉10排出的排放气体，被导入到烟囱2。
另外，在图1中，空气加热用热交换器5，加设在连接鼓风机29和空调机30之间的空调用空气供应路径31的中途，从鼓风机29供应给空调机30的空气与从前述烟囱2导入的排放气体进行热交换，通过与排放气体的热交换被加热的空气，从空气加热用热交换器5经由过滤器32被导入到空调机30内。
在前述空调用空气供应路径31上，旁通路径34的一端经由切换机构33连接到鼓风机29和空气加热用热交换器5之间，该旁通路径34的另一端，在空气用空气供应路径31上，连接在空气加热用热交换器5及排放水加热用热交换器6之间。
前述切换机构33，能够在使从鼓风机29来的排放气体在旁通路径34侧流动的第一状态，以及使从鼓风机29来的排放气体在空气加热用热交换器5侧流动的第二状态之间进行切换，第一状态选择在外部气体温度比较高的时期，第二状态选择在外部气体温度比较低的时期。即，在中间经由空气加热用热交换器5连接到空调即30上的空调用空气供应路径31上，连接旁通路径34，所述旁通路径34将空气加热用热交换器5旁路的同时，根据外部气体的温度切换开闭状态的。
在空气加热用热交换器5中进行热交换后的排放气体，经由排放水加热用热交换器6，从烟囱7中排放到大气中。利用排水泵35将产生供应给废热锅炉10的纯水的纯水发生装置26来的排放水供应给该排放水加热用热交换器6，通过与从空气加热用热交换器5来的排放气体的热交换，将前述排放水在排放水加热用热交换器6中加热。
不过，在空气加热用热交换器5内，排放气体通过与空气进行热交换被冷却，通过这种冷却含在排放气体中的水分的一部分冷凝，作为***水从空气加热用热交换器5中被排出。此外，在排放水加热用热交换器6中，排放气体通过与排放水进行热交换被冷却，含在排放气体中的水分的一部分在排放水加热用热交换器6中也被冷凝，作为***水从排放水加热用热交换器6中被排出。
然而，从空气加热用热交换器5和排放水加热用热交换器6来的***水，被***水回收供应机构36回收，由***水回收供应机构36将回收的前述***水供应给作为需要较高温度的设备的空调用空气加湿器37及对喷漆完毕后的车身进行清洗的热水清洗机38。
***水回收供应机构36，包括：引导从空气加热用热交换器5及排放水加热用热交换器6来的***水的管路40，连接管路40的同时引导在排放水加热用热交换器6中被加热的前述排放水的第一水槽41，其一端经由三通阀42连接到前述管路40的途中的歧管43，该歧管43的另一端连接的第二导管44，吸入侧连接到第一水槽41上的同时、排出侧经由过滤器45及三通阀46连接到热水清洗机38上的第一泵47，吸入侧连接到第二导管44上的第二泵48，经由过滤器49连接到第二泵48的排出侧的管路50，其中，管路50连接到在过滤器32的下游侧、配置在空调机30内的空调用加湿机37配备的多个喷嘴51、51…上，第一泵47的排出侧经由前述过滤器45和三通阀46也连接到管路50上。
采用这种***水回收供应机构36，可以将由空气加热用热交换器5及排放水加热用热交换器6来的***水与从纯发生装置26来的排放水在第一水槽41内混合。其中，由于向发电装置1中的脱氮装置16中的排放气体中喷雾氨气，以及由注入苛性碱的纯水在废热锅炉10中产生的水蒸气供应给燃烧机13，由排放气体产生的***水成为碱性，但通过与纯水发生装置26来的排放水在第一水槽41内混合将其稀释，碱性变弱。
在空调机30上附加设置风机52，由空调机30来的加湿空气由风机52经由空调导管54供应给汽车喷漆设备53等。
其次，对该实施例的作用进行说明，从燃气轮机8的涡轮机11排出的排放气体所保有的热能被废热锅炉10回收后，在将开闭阀3打开的状态下，将从废热锅炉10来的排放气体经由空气加热用热交换器5及排放水加热用热交换器6从烟囱7中排出。
然而，由于在空气加热用热交换器5中，供应给空调机30的空气通过与前述排放气体的热交换被加热，并且，在排放水加热用热交换器6中从纯水发生装置26来的排放水通过与前述排放气体的热交换而被加热，所以，有效地从燃气轮机8回收废热能。
此外，在空气加热用热交换器5中，通过与导入空调机30中的空气的热交换被冷却，排放气体中的水分的一部分冷凝，冷凝的水分作为温度较高的***水从空气加热用热交换器5被排出，该***水被暂时贮存在***水回收机构36的水槽41或44中。此外，在排放水加热用热交换器6中，通过与排放水的热交换被冷却，排放气体中的水分的一部分冷凝，冷凝的水分作为温度较高的***水从排放水加热用热交换器6中被排出，该***水被暂时贮存在***水回收机构36的水槽41或44中。
而且，由于水槽41或44内的较高温度的***水将导入空调机37内的空气加湿，所以，由泵47或48供应给空调加湿器37的喷嘴51、51…，避免空调用空气的温度降低，可以进一步提高从燃气轮机8回收废热能的回收效率。即，只简单地加入常温的水分，空调用空气的温度会下降，但通过将较高温度的***水用于加湿明快要避免空调用空气的温度降低。
进而，也可以将从空气加热用热交换器5回收的***水用于作为需要较高温度的设备的热水清洗机38，可以避免消耗多余的能量。即，在使用常温的水的情况下，需要加热装置，但由于可以供应较高温度的***水，可以避免多余能量的消耗，可以进一步提高废热能的回收效率。
这样，通过不仅用空气加热用热交换器5，而且用位于该空气加热用热交换器5下游侧的排放水加热用热交换器6回收由排放气体产生的***水，更有效地回收含在排放气体中的水分，可以进一步提高废热能的回收效率。
此外，可以用***水回收供应机构36的水槽41混合用排放水加热用热交换器6加热的排放水和从空气加热用热交换器5和排放水加热用热交换器6来的***水。因此，由排放气体产生的***水成为碱性，但通过与从纯水发生装置26来的排放水在前述水槽41内的混合被稀释，降低其碱性，可以将水槽41内的水有效地用于空调用加湿器37之外的热水清洗机38等更多的设备内，可以扩大用途。
进而，由于在中间经由空气加热用热交换器5连接到空调机30上的空调用空气供应路径31上，连接将空气加热用热交换器5旁路的同时，按照外部气体的温度切换开闭状态的旁通路径34，所以可以根据季节妥善地改变空调用加湿器37和热水清洗机38所必须的***水量机空调温度。
而且，在空调机30处获得加湿空气，利用风机52供应给汽车用喷漆设备53，可以更有效地将空气加热用热交换器5和排放水加热用热交换器6来的***水灵活运用在将温度和湿度保持恒定是非常重要的汽车喷漆设备53上。
此外，由于将废热锅炉10获得的水蒸气的一部分供应给燃气轮机8的燃烧机13，所以，增大经由燃烧机13被导入到涡轮机11的气体的量，并增大涡轮机11的旋转速度，借此，在增大发电机G的发电能力的同时，作为***水还可以有效地回收返回到燃气轮机8侧的水蒸气。
以上，说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例，在不超出权利要求的范围内所述的本发明的情况下，可以进行各种设计变更。
例如，在上述实施例中，用燃气轮机8作为驱动发电机9的原动机，但并不局限于此，也可以是柴油机。此外，也可以将从空调机30来的加是空气用于工场内的各个楼层的供暖。
此外，在上述实施例中，将排放水加热用热交换器6串联地连接在空气加热用热交换器5的下游侧，但也可以将空气加热用热交换器5和排放水加热用热交换器6并列地连接。

Claims (7)

1.一种发电及废热供暖装置，包括：利用燃料的燃烧获得驱动发电机(9)的动力的原动机(8)，从该原动机(8)排出的排放气体中回收热能的废热锅炉(10)，以及通过与从前述废热锅炉(10)排出的排放气体进行热交换加热导入空调机(30)的空气的空气加热用热交换器(5)，其特征为，包括：回收从在前述空气加热用热交换器(5)中通过与导入前述空调机(30)中的空气进行的热交换被冷却的排放气体中产生的***水，同时能够将所回收的前述***水供应给需要比较高的温度的水的设备(37，38)的***水回收供应机构(36)。
2.如权利要求1所述的发电及废热供暖装置，其特征为，包括：产生供应给前述废热锅炉(10)的纯水的纯水发生装置(26)，通过与从前述废热锅炉(10)中排出的排放气体进行热交换将从该纯水发生装置(26)排放的水加热的排放水加热用热交换器(6)，其中，前述***水回收供应机构(36)，具有将用前述排放水加热用热交换器(6)加热的前述排放水及前述***水混合的水槽(41)。
3.如权利要求2所述的发电及废热供暖装置，其特征为，前述***水回收供应机构(36)这样构成能够将在前述排放水加热用热交换器(6)中通过与前述排放水进行热交换被冷却的前述排放气体产生的***水回收并供应给前述设备(37，38)。
4.如权利要求2或3所述的发电及废热供暖装置，其特征为，中间经由前述空气加热用热交换器(5)，在连接前述空调机(30)的空调用空气供应路径(31)上，连接有将空气加热用热交换器(5)旁路的同时、根据外部气体的温度切换其开闭状态的旁通路径(34)。
5.如权利要求1或3所述的发电及废热供暖装置，其特征为，前述设备是空调用加湿器(37)。
6.如权利要求1或3所述的发电及废热供暖装置，其特征为，前述设备是热水清洗机(38)。
7.如权利要求1至6中任何一项所述的发电及废热供暖装置，其特征为，为了能够将在前述废热锅炉(10)中获得的水蒸气的一部分供应给前述燃烧机(13)，将该废热锅炉(10)连接到作为前述原动机(8)的燃气轮机的燃烧机(13)上。
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