一种利用兰炭废气锅炉低温烟气余热发电的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于发电设备技术领域，尤其涉及一种利用兰炭废气锅炉低温烟气余热发电的装置。
【背景技术】
[0002]兰炭被广泛应用于铁合金、钢铁、化工等行业。近几年，随着市场需求量的不断增加，兰炭行业发展迅速，产能在快速增长。我国作为发展中的煤炭大国，也是全世界最大的兰炭生产国，占全球一半以上的兰炭市场份额。陕西省是目前国内兰炭主要产地，年产量在4000万吨左右，占全国总产量的50%以上。
[0003]在炼半焦或称兰炭的工艺中，煤炭通过中低温干馏后会产生大量的废气，经过分析，兰炭废气属于一种混合气体，可燃成分约占40%左右，主要有H2、CH4、CO，低位热值一般在1700—2000Kcal/Nm3之间，是煤低位热值的25%左右，着火温度不到500°C，可以直接点火燃烧，燃烧性能优良，可以作为燃料加以利用。
[0004]在陕北地区有大量利用兰炭废气作为燃料的发电厂，装机大约2000?3000MW，其中燃烧兰炭废气的锅炉大约有60-100台，以50MW的发电机组为例:需要I台240t/h兰炭废气锅炉，锅炉出口烟气量298000Nm3/h，排烟温度在150?200°C之间，250°C以下属于低温余热，所以兰炭废气锅炉的低温烟气余热有一定的利用价值。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种能够将兰炭废气锅炉排放的烟气余热加以利用，更大限度地利用废气资源的利用兰炭废气锅炉低温烟气余热发电的装置。
[0006]为解决上述问题，本实用新型采取的技术方案为:包括换热装置，所述的换热装置内设置有工质通道以及与工质通道中的工质进行换热的烟气通道；
[0007]其中，烟气通道的入口与兰炭废气锅炉的出口烟道连接，烟气通道的出口与烟气排放装置连接；
[0008]换热装置的工质通道通过工质管路依次连接有机透平、冷却装置以及泵形成工质回路；
[0009]所述的有机透平的输出端与发电机的输入端相连，发电机的输出端与供电设备连接。
[0010]所述的工质回路中的工质为R245fa。
[0011]所述的冷却装置包括冷凝器，所述的冷凝器内设置有冷凝器工质通道以及与冷凝器工质通道中工质进行换热的冷却水通道；
[0012]其中，冷却水通道通过管路与冷却塔形成冷却回路。
[0013]冷凝器工质通道的入口与有机透平的工质通道出口连接，冷凝器工质通道的出口与泵连接。
[0014]所述的换热装置为热交换器或者蒸发器。
[0015]所述的烟气排放装置为烟囱。
[0016]所述的发电机的输出端还设置有与供电设备并联的蓄电装置。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:本实用新型将兰炭废气锅炉排放的烟气通入换热装置中，将工质加热成为气态，进入有机透平做功，带动发电机发出电能；工质做功后成为乏气，经冷却装置冷却后再由泵送入换热装置，重新开始循环，本实用新型利用工质将兰炭废气锅炉的低温烟气余热加以利用进行发电，其系统简单易行，发电效率约为10%，将低品位的能源变为高品位能源，不仅提高了整个电厂的发电效率，而且是对废气资源的深度利用。
[0018]进一步，通过设置蓄电装置将发电机的电能储存起来。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的结构示意图；
[0020]其中，1、兰炭废气锅炉的出口烟道；2、工质管路；3、冷却水通道；4、有机透平；5、发电机；6、冷凝器；7、泵；8、换热装置；9、烟气排放装置；10、冷却塔。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明:
[0022]参见图1，本实用新型的包括换热装置8，在换热装置8内设置有工质通道以及与工质通道中的工质进行换热的烟气通道；
[0023]其中，烟气通道的入口与兰炭废气锅炉的出口烟道I连接，烟气通道的出口与烟气排放装置9连接；
[0024]换热装置8的工质通道通过工质管路2依次连接有机透平4、冷却装置以及泵7形成工质回路；
[0025]有机透平4的输出端与发电机5的输入端相连，发电机5的输出端与供电设备以及与供电设备并联的蓄电装置连接，有机透平4做功推动发电机5发电。
[0026]冷却装置包括冷凝器6，冷凝器6内设置有冷凝器工质通道以及与冷凝器工质通道中工质进行换热的冷却水通道3 ;
[0027]其中，冷却水通道3通过管路与冷却塔10形成冷却回路，其中冷却水通道3的进水管与冷却塔10的出水口连接，冷却水通道3的出水管与冷却塔10的入水口连接；冷凝器工质通道的入口与有机透平4的工质通道出口连接，冷凝器工质通道的出口与泵7连接。
[0028]本实用新型的换热装置8为热交换器或者蒸发器，烟气排放装置9为烟囱。
[0029]本实用新型的工质回路中的工质为R245fa。
[0030]本实用新型的工作过程:
[0031]I)将兰炭废气锅炉排放的烟气(温度150?200°C)通过兰炭废气锅炉的余热出口 I通过管道送入热交换器或蒸发器8中，将热交换器或蒸发器8中有机工质R245fa加热，加热后的有机工质R245fa经过管道工质管道2送入有机透平3做功，有机透平4带动发电机5发电；
[0032]2)有机工质R245fa在有机透平3做功后成为乏气，经冷凝器6冷却；
[0033]3)冷却水通道3通入冷凝器6，将有机工质R245fa乏气冷却；
[0034]4)冷却后的机工质R245fa经泵7送入热交换器(蒸发器)8;
[0035]5)兰炭废气锅炉排放的烟气在热交换器(蒸发器)8换热后温度降为80-90°C，通过烟囱排入大气。
[0036]本实用新型的将I台240t/h兰炭废气锅炉，锅炉出口烟气量298000Nm3/h，排烟温度在150?200°C之间，采用有机工质(R245fa)利用兰炭废气锅炉低温烟气余热发电装置，发电功率可达到0.5-0.8MW，年运行小时按7000小时计算，年发电量可达350-560万度，效益非常可观，整个装置的投资回收期大约6年。
【主权项】
1.一种利用兰炭废气锅炉低温烟气余热发电的装置，其特征在于:包括换热装置(8)，所述的换热装置(8)内设置有工质通道以及与工质通道中的工质进行换热的烟气通道； 其中，烟气通道的入口与兰炭废气锅炉的出口烟道(I)连接，烟气通道的出口与烟气排放装置(9)连接； 换热装置(8)的工质通道通过工质管路(2)依次连接有机透平(4)、冷却装置以及泵(7)形成工质回路； 所述的有机透平⑷的输出端与发电机(5)的输入端相连，发电机(5)的输出端与供电设备连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用兰炭废气锅炉低温烟气余热发电的装置，其特征在于:所述的工质回路中的工质为R245fa。
3.根据权利要求1所述的一种利用兰炭废气锅炉低温烟气余热发电的装置，其特征在于:所述的冷却装置包括冷凝器￠)，所述的冷凝器(6)内设置有冷凝器工质通道以及与冷凝器工质通道中工质进行换热的冷却水通道； 其中，冷却水通道(3)通过管路与冷却塔(10)形成冷却回路； 冷凝器工质通道的入口与有机透平(4)的工质通道出口连接，冷凝器工质通道的出口与泵(7)连接。
4.根据权利要求1所述的一种利用兰炭废气锅炉低温烟气余热发电的装置，其特征在于:所述的换热装置(8)为热交换器或者蒸发器。
5.根据权利要求1所述的一种利用兰炭废气锅炉低温烟气余热发电的装置，其特征在于:所述的烟气排放装置(9)为烟囱。
6.根据权利要求1所述的一种利用兰炭废气锅炉低温烟气余热发电的装置，其特征在于:所述的发电机(5)的输出端还设置有与供电设备并联的蓄电装置。
【专利摘要】本实用新型属于发电设备技术领域，尤其涉及一种利用兰炭废气锅炉低温烟气余热发电的装置，包括换热装置，换热装置内设置有工质通道以及与工质通道中的工质进行换热的烟气通道；其中，烟气通道的入口与兰炭废气锅炉的出口烟道连接，烟气通道的出口与烟气排放装置连接；换热装置的工质通道通过工质管路依次连接有机透平、冷却装置以及泵形成工质回路；有机透平做功推动发电机发电，本实用新型利用工质将兰炭废气锅炉的低温烟气余热加以利用进行发电，其系统简单易行，发电效率约为10％，将低品位的能源变为高品位能源，不仅提高了整个电厂的发电效率，而且是对废气资源的深度利用。
【IPC分类】F01K23-10
【公开号】CN204402599
【申请号】CN201420842828
【发明人】郑红梅
【申请人】陕西省电力设计院
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月25日