[發明專利]鍋爐發電裝置及工藝

有效

• 申請號: 201410397573.2
• 申請日: 2014-08-13
• 公開（公告）號: CN104295327A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 趙桂松
• 申請（專利權）人: 趙桂松
• 主分類號: F01D15/10
• 分類號: F01D15/10;F23L7/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

技術領域

本發明涉及發電技術領域，具體而言，涉及鍋爐發電裝置及工藝。

背景技術

現有的鍋爐發電是將燃氣通過加熱鍋爐，利用換熱產生的蒸汽推動汽輪機發電，而燃燒產生的廢氣從煙囪排出。采用這種發電方式發電時，燃燒時的瞬間溫度和燃燒后的氣體溫度都很高，且燃燒不充分，會產生大量的廢氣，不夠環保。

發明內容

本發明的目的在于提供鍋爐發電裝置及工藝，以解決上述的問題。

本發明是這樣實現的：

本鍋爐發電裝置包括燃燒室，燃燒室連通有汽輪機，燃燒室上設置有用于通入水或水蒸汽的入口。本裝置工作時，先向燃燒室通入燃氣，然后通入水或水蒸汽，點燃燃氣后，將燃燒產生的蒸汽通入汽輪機進行發電。其中，水或水蒸汽的通入可以調節發電所需的氣體溫度，降低燃燒后的氣體溫度，增加能量密度。

進一步地，汽輪機連通有抽氣機和氣汽分離器，氣汽分離器連通有熱交換器，抽氣機、氣汽分離器以及熱交換器分別與燃燒室連通。通過抽氣和氣汽分離獲得的水蒸汽一部分與燃氣混合，以便對燃氣進行預熱，另一部分重新通入燃燒室以降低燃燒時的氣體溫度，同時形成循環回路，節約水源。其中，對燃氣進行預熱可以降低燃氣燃燒產生的瞬時高溫，繼而減少廢氣的產生。

進一步地，熱交換器連通有氣液分離器，氣液分離器連通有水處理器，水處理器與熱交換器連通。經過氣液分離可以得到有用的氣體，如氮氣和二氧化碳；同時得到的水經過處理后，又重新通入熱交換器作為冷卻水，以便循環利用，節約水源。

進一步地，燃燒室內設置有氣汽分布器，氣汽分布器包括圓形擋板，圓形擋板上設置有多個凸出的氣流孔。多個氣流孔均勻分布在圓形擋板上，且氣流孔的頂端與圓形擋板上表面距離為3cm。氣汽分布器的設置使得燃燒產生的氣體充分快速地與通入的水或水蒸汽混合，以實現最佳的降溫效果。

本鍋爐發電裝置的燃燒室設置有供水或水蒸汽通入的入口，在通入燃氣后通入水或水蒸汽，可以有效降低燃燒后的氣體溫度，減少廢氣的產生。同時，整個裝置采用多個循環回路的結構，每個環節的產物可以二次利用，節約能源，綠色環保。

本基于上述鍋爐發電裝置的鍋爐發電工藝包括以下步驟：向燃燒室通入燃氣；向燃燒室通入水或水蒸汽；點燃燃氣，將燃燒產生的蒸汽通入汽輪機進行發電；繼續向燃燒室通入水或水蒸汽以調節燃燒后的氣體溫度。水和水蒸汽的通入可以調節發電所需的氣體溫度，降低燃燒后的溫度，增加能量密度。

進一步地，對發電后的汽輪機進行抽氣，將獲得的水蒸汽一部分與燃氣混合以對燃氣進行預熱，另一部分通入燃燒室以降低燃燒后的氣體溫度；將抽氣后剩余的氣汽混合物通入熱交換器，將獲得的水通入燃燒室以降低燃燒產生的瞬間溫度。這樣，如果燃氣中的氫含量較多時，由于燃燒后生成的水蒸汽和水較多，因此整個裝置運行一段時間后，后續補充的水或水蒸汽就不再需要外供，而使用發電剩余的氣汽混合物分離出來的水或水蒸汽即可，以實現節能減排；如果燃氣中的氫含量較少時，也只需要通過外供補充少量的水蒸汽或水即可。

進一步地，將熱交換后獲得的氣汽混合物通入氣液分離器，分離獲得的水經過處理后一部分外送以作他用，另一部分通入熱交換器用作冷卻水。這種循環回路的設置具有節能環保的優點。同時分離得到的混合氣體可以通入壓縮機進行壓縮以得到有用的氣體，如氮氣和二氧化碳。其中，壓縮機的動力可以由燃燒室內燃燒產生的高溫氣體提供。

進一步地，抽氣獲得的水蒸汽和熱交換獲得的水均經過增壓后通入燃燒室。增壓可以加快水或者水蒸汽的傳送效率，保證對燃燒后的氣體溫度的調節。

進一步地，燃氣通入燃燒室前先與助燃劑混合，兩者的比例根據空氣過剩系數確定。助燃劑為氧氣或空氣。

進一步地，水蒸汽或水通入燃燒室前先進入分流柜進行分流，經過分流的水蒸汽或水通過多個汽水噴槍噴入燃燒室。多個汽水噴槍沿燃燒室周向均勻間隔設置。這樣，水或水蒸汽可以均勻分散地從燃燒室各個方位噴入，與燃氣充分混合，使調溫效果最優化。

本鍋爐發電裝置及工藝相對于現有技術而言大大降低了燃氣燃燒時的瞬間溫度，從而有效減少了廢氣的排放，節能環保。同時，通過控制水或水蒸汽的通入量，也可以實現對燃燒后的氣體溫度的調節。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的鍋爐發電裝置及工藝的流程示意圖；

圖2為本發明實施例提供的鍋爐發電裝置及工藝中水或者水蒸汽通入燃燒室的流程示意圖；

圖3為本發明實施例提供的氣汽分布器的俯視圖；

圖4為本發明實施例提供的氣汽分布器的剖視圖。