专利名称：增压富氧燃煤锅炉烟气凝结水发电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够收集增压富氧燃煤锅炉所排出的烟气中的水分，并利用高压凝结水发电的装置，属发电技术领域。
背景技术：
传统的燃煤电站锅炉的排烟温度大约在110-140°C，煤中含有的水分、煤中氢元素燃烧产生的水蒸气以及燃烧所需空气带入的水分使得烟气中水蒸气的容积份额大约为 10-15%，水蒸气分压为5Kpa到15Kpa，凝结温度约为为45_55°C，在约120°C排烟温度下无法凝结，随烟气排入大气，没有得到利用。在以捕集C02为目的的增压富氧燃烧的整体化发电系统中，燃烧与捕集C02的全过程均在6. 0-8. OMPa的压力下完成，在此压力下，锅炉排烟中的水蒸气凝结温度提高到 200°C左右，使水蒸气的凝结和收集成为可能，并且凝结水具有5-6MPa的压力，具有做功能力，但目前这部分能量没有得到有效的利用，造成能源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种增压富氧燃煤锅炉烟气凝结水发电系统，以提高能源的利用率。本发明所称问题是以下述技术方案实现的
一种增压富氧燃煤锅炉烟气凝结水发电系统，由高压水冷式旋风除尘冷凝装置、冲击式水轮机和发电机组成，所述高压水冷式旋风除尘冷凝装置的进气口与增压燃烧炉膛排烟道内的空气预热器出口连接，出气口与尾部烟道连接，其沉淀池的凝结水出口排出的凝结水经高压输水管路驱动冲击式水轮机，所述冲击式水轮机驱动发电机。上述增压富氧燃煤锅炉烟气凝结水发电系统，在高压水冷式旋风除尘冷凝装置与冲击式水轮机之间的高压输水管路上设置有调节阀。本发明利用高压水冷式旋风除尘冷凝装置将增压燃烧炉膛内的高压烟气冷凝并收集高压凝结水，采用高压输水管路将凝结水送至冲击式水轮机，凝结水流经水轮机喷嘴时，其压能转化为动能，冲击水轮机水斗使水轮机运转，水轮机驱动发电机发电，这样凝结水的压能就得到利用，减少了能源的浪费，提高了能源的利用率。
下面结合附图对本发明作进一步详述。图1是本发明的结构示意图。图中各标号为1、增压燃烧炉膛，2、高压水冷式旋风除尘冷凝装置，3、调节阀，4、 高压输水管路，5、冲击式水轮机，6、发电机，7、尾部烟道，8、高压水冷式旋风除尘冷凝装置进气口，9、灰斗，10，高压水冷式旋风除尘冷凝装置出气口，11、沉淀池，12、过热器， 13、再热器，14，空气预热器。
具体实施例方式参看附图1，本发明高压水冷式旋风除尘冷凝装置2、调节阀3、高压输水管路4、冲击式水轮机5和发电机6，高压水冷式旋风除尘冷装置进气口 8与空气预热器14出口连接， 高压输水管路4的一端经调节阀3接于高压水冷式旋风除尘冷凝装置2的沉淀池11的凝结水出口，另一端接冲击式水轮机5的喷嘴，发电机6与冲击式水轮机5的输出轴连接，高压水冷式旋风除尘冷凝装置出气口 10与尾部烟道7相连。本发明的工作流程是从增压燃烧炉膛1排出的烟气依次经过过热器12、再热器 13、空气预热器14，变成接近水蒸汽凝结温度(约200°C)的高压烟气，而后通过高压水冷式旋风除尘冷凝装置进气口 8进入高压水冷式旋风除尘冷凝装置2，在高压水冷式旋风除尘冷凝装置2内，烟气沿筒体内壁呈螺旋形向下流动，并在流动的过程中与水冷壁内的冷却水进行对流换热。由于水冷壁温度大大低于烟气中水蒸汽的饱和温度，烟气释放出大量的显热与汽化潜热，烟气中的水蒸汽被凝结为液态，同时烟气中的粉尘通过离心作用被分离出来，附着在圆筒壁面上，进而被冷凝水冲刷下来，一起进入沉淀池11。处理后的烟在底部转而向上流动，由高压水冷式旋风除尘冷凝装置出气口 10排出，进入后续处理过程。灰水混合物在沉淀池11内被分离，分离出来的凝结水通过高压输水管路4送至冲击式水轮机5， 并通过调节阀3调节水的流量，凝结水在冲击式水轮机的喷嘴中压能转化为动能，冲击水轮机的水斗带动水轮机转动，水轮机带动发电机6转动进行发电。分离出的灰通过灰斗9 排出。
实施例1 阜新烟煤
Car=48. 3%, Har=3. 3%, Sar=l%, 0ar=8. 6%, Mar=15%,以一个 600MW 的机组为例，锅炉每小时的燃煤量设定为220t，根据
LJ
^ =11.1-^ + 1.24^ v 100 100
可算出每小时形成的烟气中理论水蒸气的量为97. 64t，假定烟气中80%的水蒸气凝结下来，则每小时的凝结水量为78. lit，凝结水被高压水冷式旋风除尘冷凝装置收集起来， 并具有6Mpa的压能。凝结水通过高压输水管路送至水轮机并在水轮机中做功，从水轮机排出的水的压力与当地大气压相等。此过程中，水的压头降低590米，释放出来的能量为 4. 61X108J的能量，假设冲击式水轮机效率为85%，则每小时能发出的电量为108. 81千瓦时，机组每年按7000小时计算，每年的发电量为7. 62X 105千瓦时。实施例2:丰广褐煤
Car=35. 2%, Har=3. 2%, Sar=O. 2%, 0ar=12. 6%, Mar=22%,以一个 600MW 的机组为例，锅炉每小时的燃煤量设定为220t，根据
…H助…Mm.
K, =11.1—^ + 1.24^^· v 100 100
可算出每小时形成的烟气中理论水蒸气的量为lllt，假定烟气中80%的水蒸气凝结下来，则每小时的凝结水量为88. 8t，凝结水被高压水冷式旋风除尘冷凝装置收集起来， 并具有6Mpa的压能。凝结水通过高压输水管路送至水轮机并在水轮机中做功，从水轮机排出的水的压力与当地大气压相等。此过程中，水的压头降低590米，释放出来的能量为5. 24X 108J的能量，假设冲击式水轮机效率为8 5%，则每小时能发出的电量为123. 7千瓦时，机组每年按7000小时计算，每年的发电量为8. 66X105千瓦时。
权利要求
1.一种增压富氧燃煤锅炉烟气凝结水发电系统，其特征是，它由高压水冷式旋风除尘冷凝装置(2)、冲击式水轮机(5)和发电机(6)组成，所述高压水冷式旋风除尘冷装置(2)的进气口(8)与增压燃烧炉膛(1)排烟道内的空气预热器(14)出口相连，出气口( 10)与尾部烟道(7)连接，其沉淀池(11)的凝结水出口排出的凝结水经高压输水管路(4)驱动冲击式水轮机(5 )，所述冲击式水轮机(5 )驱动发电机(6 )。
2.根据权利要求1所述增压富氧燃煤锅炉烟气凝结水发电系统，其特征是，在高压水冷式旋风除尘冷凝装置(2)与冲击式水轮机(5)之间的高压输水管路(4)上设置有调节阀 (3)。
全文摘要
一种增压富氧燃煤锅炉烟气凝结水发电系统，属发电技术领域。它由高压水冷式旋风除尘冷凝装置、冲击式水轮机和发电机组成，所述高压水冷式旋风除尘冷凝装置的进气口与增压燃烧炉膛排烟道内的空气预热器出口连接，出气口与尾部烟道连接，其沉淀池的凝结水出口排出的凝结水经高压输水管路驱动冲击式水轮机，所述冲击式水轮机驱动发电机。本发明利用高压水冷式旋风除尘冷凝装置将增压燃烧炉膛内的高压烟气冷凝并收集高压凝结水，采用高压输水管路将凝结水送至冲击式水轮机，凝结水流经水轮机喷嘴时，其压能转化为动能，冲击水轮机水斗使水轮机运转，水轮机驱动发电机发电，这样凝结水的压能就得到利用，减少了能源的浪费。
文档编号F23J15/00GK102434357SQ20111032301
公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者张博文, 王春波, 阎维平, 马凯, 高正阳 申请人:华北电力大学(保定)