[發(fā)明專利]使用透平的高效廢氣利用裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410815488.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN104533605A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王崎文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王崎文
• 主分類號(hào): F02B41/10
• 分類號(hào): F02B41/10;F01N3/08;F01D15/10
• 代理公司: 深圳市舜立知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44335
• 代理人: 李亞萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，特別是涉及一種利用廢氣余熱余壓的廢氣透平發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中有利用透平來進(jìn)行廢氣余熱余壓的回收。在這種構(gòu)造中，廢氣源(例如，活塞發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣)注入透平推動(dòng)透平旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)負(fù)載。然而，一般而言，活塞發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的排氣溫度一般在500攝氏度左右。這個(gè)溫度點(diǎn)對(duì)于透平而言并不是理想的工作溫度，因此透平效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本文提出一種廢氣透平發(fā)電機(jī)組，對(duì)廢氣的余熱余壓進(jìn)行高效回收。

本文提出的使用透平的高效廢氣利用裝置包括廢氣通道、補(bǔ)燃裝置和透平。所述廢氣通道用以與廢氣源流體相通。所述補(bǔ)燃裝置設(shè)置在所述廢氣通道上，所述補(bǔ)燃裝置用于對(duì)所述廢氣通道內(nèi)的廢氣進(jìn)行進(jìn)一步燃燒形成廢氣燃燒物。所述透平與所述廢氣通道流體相通以被所述廢氣通道內(nèi)的廢氣燃燒物驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)負(fù)載。

在一實(shí)施例中，所述負(fù)載可為發(fā)電機(jī)，所述透平的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。例如，所述發(fā)電機(jī)可為永磁發(fā)電機(jī)。

在一實(shí)施例中，所述廢氣源為活塞式主發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣。

在一實(shí)施例中，透平固定在轉(zhuǎn)軸上從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。透平的轉(zhuǎn)軸利用機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接至主發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸，從而實(shí)現(xiàn)透平轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)與主發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸同軸輸出，以帶動(dòng)負(fù)載。

在一實(shí)施例中，所述廢氣在燃燒前的溫度為450至550度，燃燒后的溫度為600至850度。

綜上所述，本文提供了一種使用透平的高效廢氣利用裝置。通過對(duì)廢氣進(jìn)行補(bǔ)燃，提高廢氣的溫度，從而可以較少的燃料獲得透平效率的大幅提高，進(jìn)而對(duì)廢氣的余熱余壓進(jìn)行高效回收。同時(shí)，通過對(duì)廢氣進(jìn)行補(bǔ)燃，廢氣所含的有害物質(zhì)大部分可轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，從而凈化了廢氣。另外，透平的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能可與主發(fā)動(dòng)機(jī)同軸輸出，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率儲(chǔ)備。

附圖說明

圖1是高效廢氣利用裝置的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)示意圖。

圖2是高效廢氣利用裝置的另一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

在詳細(xì)描述實(shí)施例之前，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于本申請(qǐng)中下文或附圖中所描述的詳細(xì)結(jié)構(gòu)或元件排布。本發(fā)明可為其它方式實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例。而且，應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的措辭及術(shù)語僅僅用作描述用途，不應(yīng)作限定性解釋。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等類似措辭意為包含其后所列出之事項(xiàng)、其等同物及其它附加事項(xiàng)。特別是，當(dāng)描述“一個(gè)某元件”時(shí)，本發(fā)明并不限定該元件的數(shù)量為一個(gè)，也可以包括多個(gè)。

本文提出了一種使用透平的高效廢氣利用裝置，其一般包括廢氣通道、補(bǔ)燃裝置和透平。所述廢氣通道用以與廢氣源流體相通。所述補(bǔ)燃裝置設(shè)置在所述廢氣通道上，所述補(bǔ)燃裝置用于對(duì)所述廢氣通道內(nèi)的廢氣進(jìn)行進(jìn)一步燃燒形成廢氣燃燒物。所述透平與所述廢氣通道流體相通以被所述廢氣通道內(nèi)的廢氣燃燒物驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)負(fù)載。以下特舉例結(jié)合附圖對(duì)此進(jìn)行進(jìn)一步說明。

圖1是高效廢氣利用裝置的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)示意圖。如圖1，高效廢氣利用裝置主要包括廢氣通道11、補(bǔ)燃裝置12和透平14。廢氣通道11與廢氣源10流體相通。

在本實(shí)施例中，廢氣源10為活塞主發(fā)動(dòng)機(jī)，廢氣通道11用以接收活塞主發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣。在活塞主發(fā)動(dòng)機(jī)10未裝備增壓器的情況下，廢氣通道11接收的尾氣可以是從活塞主發(fā)動(dòng)機(jī)10的排氣門直接獲取；在活塞主發(fā)動(dòng)機(jī)10裝備有增壓器的情況下，廢氣通道11接收的尾氣可以是從增壓器的排氣口獲取。

補(bǔ)燃裝置12設(shè)置在廢氣通道11上，對(duì)廢氣通道11內(nèi)的廢氣進(jìn)行進(jìn)一步燃燒形成廢氣燃燒物。廢氣燃燒物然后經(jīng)由廢氣通道11供應(yīng)至透平14，驅(qū)動(dòng)透平14旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)負(fù)載。透平的工作效率與透平前工質(zhì)溫度有很大關(guān)系，溫度越高，效率也越高。對(duì)于活塞發(fā)動(dòng)機(jī)10而言，其排出的尾氣溫度一般在450度至550度，在這個(gè)溫度下，透平效率一般較低。通過補(bǔ)燃裝置12以燃燒的方式提高尾氣的溫度，透平14的效率將會(huì)大幅提高。在一些實(shí)施例中，補(bǔ)燃后的尾氣溫度在600至850度。也就是說，通過在補(bǔ)燃裝置12中投入較少的燃料，即可獲得大幅提高的透平效率。

我國(guó)目前使用的國(guó)產(chǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，效率普遍比較低，其尾氣中含有相當(dāng)含量的氧氣，因此對(duì)尾氣進(jìn)行補(bǔ)燃是完全可行的。而且，由于不完全燃燒，發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣中含有大量有害物質(zhì)，比如CO、CnHm、OHO、HO等。通過進(jìn)一步燃燒，這些有害物質(zhì)大部分可以轉(zhuǎn)換為無害物質(zhì)進(jìn)行排放。因此，除了提高效率之外，本發(fā)明也具有凈化廢氣的功能。