專利名稱：增壓富氧燃煤鍋爐煙氣凝結(jié)水發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠收集增壓富氧燃煤鍋爐所排出的煙氣中的水分，并利用高壓凝結(jié)水發(fā)電的裝置，屬發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的燃煤電站鍋爐的排煙溫度大約在110-140°C，煤中含有的水分、煤中氫元素燃燒產(chǎn)生的水蒸氣以及燃燒所需空氣帶入的水分使得煙氣中水蒸氣的容積份額大約為 10-15%，水蒸氣分壓為5Kpa到15Kpa，凝結(jié)溫度約為為45_55°C，在約120°C排煙溫度下無法凝結(jié)，隨煙氣排入大氣，沒有得到利用。在以捕集C02為目的的增壓富氧燃燒的整體化發(fā)電系統(tǒng)中，燃燒與捕集C02的全過程均在6. 0-8. OMPa的壓力下完成，在此壓力下，鍋爐排煙中的水蒸氣凝結(jié)溫度提高到 200°C左右，使水蒸氣的凝結(jié)和收集成為可能，并且凝結(jié)水具有5-6MPa的壓力，具有做功能力，但目前這部分能量沒有得到有效的利用，造成能源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種增壓富氧燃煤鍋爐煙氣凝結(jié)水發(fā)電系統(tǒng)，以提高能源的利用率。本發(fā)明所稱問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種增壓富氧燃煤鍋爐煙氣凝結(jié)水發(fā)電系統(tǒng)，由高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置、沖擊式水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，所述高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置的進(jìn)氣口與增壓燃燒爐膛排煙道內(nèi)的空氣預(yù)熱器出口連接，出氣口與尾部煙道連接，其沉淀池的凝結(jié)水出口排出的凝結(jié)水經(jīng)高壓輸水管路驅(qū)動(dòng)沖擊式水輪機(jī)，所述沖擊式水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。上述增壓富氧燃煤鍋爐煙氣凝結(jié)水發(fā)電系統(tǒng)，在高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置與沖擊式水輪機(jī)之間的高壓輸水管路上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明利用高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置將增壓燃燒爐膛內(nèi)的高壓煙氣冷凝并收集高壓凝結(jié)水，采用高壓輸水管路將凝結(jié)水送至沖擊式水輪機(jī)，凝結(jié)水流經(jīng)水輪機(jī)噴嘴時(shí)，其壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，沖擊水輪機(jī)水斗使水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，這樣凝結(jié)水的壓能就得到利用，減少了能源的浪費(fèi)，提高了能源的利用率。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號(hào)為1、增壓燃燒爐膛，2、高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置，3、調(diào)節(jié)閥，4、 高壓輸水管路，5、沖擊式水輪機(jī)，6、發(fā)電機(jī)，7、尾部煙道，8、高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置進(jìn)氣口，9、灰斗，10，高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置出氣口，11、沉淀池，12、過熱器， 13、再熱器，14，空氣預(yù)熱器。
具體實(shí)施例方式參看附圖1，本發(fā)明高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置2、調(diào)節(jié)閥3、高壓輸水管路4、沖擊式水輪機(jī)5和發(fā)電機(jī)6，高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷裝置進(jìn)氣口 8與空氣預(yù)熱器14出口連接， 高壓輸水管路4的一端經(jīng)調(diào)節(jié)閥3接于高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置2的沉淀池11的凝結(jié)水出口，另一端接沖擊式水輪機(jī)5的噴嘴，發(fā)電機(jī)6與沖擊式水輪機(jī)5的輸出軸連接，高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置出氣口 10與尾部煙道7相連。本發(fā)明的工作流程是從增壓燃燒爐膛1排出的煙氣依次經(jīng)過過熱器12、再熱器 13、空氣預(yù)熱器14，變成接近水蒸汽凝結(jié)溫度(約200°C)的高壓煙氣，而后通過高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置進(jìn)氣口 8進(jìn)入高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置2，在高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置2內(nèi)，煙氣沿筒體內(nèi)壁呈螺旋形向下流動(dòng)，并在流動(dòng)的過程中與水冷壁內(nèi)的冷卻水進(jìn)行對(duì)流換熱。由于水冷壁溫度大大低于煙氣中水蒸汽的飽和溫度，煙氣釋放出大量的顯熱與汽化潛熱，煙氣中的水蒸汽被凝結(jié)為液態(tài)，同時(shí)煙氣中的粉塵通過離心作用被分離出來，附著在圓筒壁面上，進(jìn)而被冷凝水沖刷下來，一起進(jìn)入沉淀池11。處理后的煙在底部轉(zhuǎn)而向上流動(dòng)，由高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置出氣口 10排出，進(jìn)入后續(xù)處理過程?；宜旌衔镌诔恋沓?1內(nèi)被分離，分離出來的凝結(jié)水通過高壓輸水管路4送至沖擊式水輪機(jī)5， 并通過調(diào)節(jié)閥3調(diào)節(jié)水的流量，凝結(jié)水在沖擊式水輪機(jī)的噴嘴中壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，沖擊水輪機(jī)的水斗帶動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電。分離出的灰通過灰斗9 排出。

實(shí)施例1 阜新煙煤
Car=48. 3%, Har=3. 3%, Sar=l%, 0ar=8. 6%, Mar=15%,以一個(gè) 600MW 的機(jī)組為例，鍋爐每小時(shí)的燃煤量設(shè)定為220t，根據(jù)
LJ
^ =11.1-^ + 1.24^ v 100 100
可算出每小時(shí)形成的煙氣中理論水蒸氣的量為97. 64t，假定煙氣中80%的水蒸氣凝結(jié)下來，則每小時(shí)的凝結(jié)水量為78. lit，凝結(jié)水被高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置收集起來， 并具有6Mpa的壓能。凝結(jié)水通過高壓輸水管路送至水輪機(jī)并在水輪機(jī)中做功，從水輪機(jī)排出的水的壓力與當(dāng)?shù)卮髿鈮合嗟?。此過程中，水的壓頭降低590米，釋放出來的能量為 4. 61X108J的能量，假設(shè)沖擊式水輪機(jī)效率為85%，則每小時(shí)能發(fā)出的電量為108. 81千瓦時(shí)，機(jī)組每年按7000小時(shí)計(jì)算，每年的發(fā)電量為7. 62X 105千瓦時(shí)。實(shí)施例2:豐廣褐煤
Car=35. 2%, Har=3. 2%, Sar=O. 2%, 0ar=12. 6%, Mar=22%,以一個(gè) 600MW 的機(jī)組為例，鍋爐每小時(shí)的燃煤量設(shè)定為220t，根據(jù)
…H助…Mm.
K, =11.1—^ + 1.24^^· v 100 100
可算出每小時(shí)形成的煙氣中理論水蒸氣的量為lllt，假定煙氣中80%的水蒸氣凝結(jié)下來，則每小時(shí)的凝結(jié)水量為88. 8t，凝結(jié)水被高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置收集起來， 并具有6Mpa的壓能。凝結(jié)水通過高壓輸水管路送至水輪機(jī)并在水輪機(jī)中做功，從水輪機(jī)排出的水的壓力與當(dāng)?shù)卮髿鈮合嗟取４诉^程中，水的壓頭降低590米，釋放出來的能量為5. 24X 108J的能量，假設(shè)沖擊式水輪機(jī)效率為8 5%，則每小時(shí)能發(fā)出的電量為123. 7千瓦時(shí)，機(jī)組每年按7000小時(shí)計(jì)算，每年的發(fā)電量為8. 66X105千瓦時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種增壓富氧燃煤鍋爐煙氣凝結(jié)水發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，它由高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置(2)、沖擊式水輪機(jī)(5)和發(fā)電機(jī)(6)組成，所述高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷裝置(2)的進(jìn)氣口(8)與增壓燃燒爐膛(1)排煙道內(nèi)的空氣預(yù)熱器(14)出口相連，出氣口( 10)與尾部煙道(7)連接，其沉淀池(11)的凝結(jié)水出口排出的凝結(jié)水經(jīng)高壓輸水管路(4)驅(qū)動(dòng)沖擊式水輪機(jī)(5 )，所述沖擊式水輪機(jī)(5 )驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述增壓富氧燃煤鍋爐煙氣凝結(jié)水發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，在高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置(2)與沖擊式水輪機(jī)(5)之間的高壓輸水管路(4)上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥 (3)。
全文摘要
一種增壓富氧燃煤鍋爐煙氣凝結(jié)水發(fā)電系統(tǒng)，屬發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。它由高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置、沖擊式水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，所述高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置的進(jìn)氣口與增壓燃燒爐膛排煙道內(nèi)的空氣預(yù)熱器出口連接，出氣口與尾部煙道連接，其沉淀池的凝結(jié)水出口排出的凝結(jié)水經(jīng)高壓輸水管路驅(qū)動(dòng)沖擊式水輪機(jī)，所述沖擊式水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。本發(fā)明利用高壓水冷式旋風(fēng)除塵冷凝裝置將增壓燃燒爐膛內(nèi)的高壓煙氣冷凝并收集高壓凝結(jié)水，采用高壓輸水管路將凝結(jié)水送至沖擊式水輪機(jī)，凝結(jié)水流經(jīng)水輪機(jī)噴嘴時(shí)，其壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，沖擊水輪機(jī)水斗使水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，這樣凝結(jié)水的壓能就得到利用，減少了能源的浪費(fèi)。
文檔編號(hào)F23J15/00GK102434357SQ20111032301
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者張博文, 王春波, 閻維平, 馬凱, 高正陽 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定)