[實用新型]一種燃料熱處理爐煙氣余熱發電裝置

有效

• 申請號: 201520262902.2
• 申請日: 2015-04-27
• 公開（公告）號: CN204691837U
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 王海波;孟寧;魏然
• 申請（專利權）人: 南京瑞柯徠姆環保科技有限公司
• 主分類號: F01K23/08
• 分類號: F01K23/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本實用新型涉及一種燃料熱處理爐煙氣余熱發電裝置，具體涉及一種采用空氣回收熱處理爐煙氣熱量、以熱空氣驅動渦輪機發電的余熱發電裝置，屬工業爐余熱利用技術領域。

背景技術

燃料熱處理爐是利用各種燃料產生的熱量在爐內對熱處理工件進行加熱的設備，所用的發熱元件是各種燃燒裝置，或是帶有燃燒裝置的輻射管。熱處理燃料爐所用燃料來源廣泛，與電能相比也較便宜，便于因地制宜地建造不同結構和不同用途的爐子。當熱處理燃料爐采用連續運行方式、采用自動控制系統時，通過對爐溫、爐壓、爐氣成分、燃料流量與壓力、空氣流量與壓力等的檢測和控制，能實現較為精確的熱工控制。

常見的連續式燃料熱處理爐的類型主要有：臺車式熱處理爐、連續式熱處理爐、步進式爐、振底式爐等等，這些爐型的爐溫一般控制在650℃～1100℃。現有技術中，一種是將熱處理爐產生的煙氣直接排放到大氣中，不僅造成環境污染還浪費能源，進而增加了產品的制造成本，降低了產品在市場的競爭力；另一種是用熱處理爐出來的高溫煙氣加熱燃料熱處理爐的助燃空氣，或利用煙氣余熱對熱處理爐的預熱區進行預熱，例如中國專利ZL200810195212.4燃氣式纏繞氣瓶連續固化爐、ZL20131016837.X一種熱處理爐余熱回收裝置等，但其也有一定的缺點，即應考慮預熱后的空氣對熱處理爐燃燒器的影響，例如采用氣體燃料時，應考慮助燃空氣溫度升高對燒嘴安全、經濟運行的影響；再一種是利用熱處理爐出來的高溫煙氣加熱水，產生蒸汽或熱水用于供熱（例如中國專利ZL201210462470.0一種鍍鋅熱處理爐余熱鍋爐、ZL201220137431.9一種熱處理爐煙筒余熱利用裝置），但要考慮熱用戶用熱負荷發生變化時對余熱回收效率的影響。

Daniele?Cocco等人對渦輪機入口溫度分別為800K、1000K、1200K的三種外燃式微型燃氣輪機循環進行了仿真計算，其計算結果如附圖2所示；顯然在輸出功率為75kW以上時，外燃式燃氣輪機循環的熱效率并不低。該燃氣輪機循環采用的工質為空氣，其實質為空氣渦輪機，其優點是燃料燃燒后生成的燃氣不流經渦輪機，避免了燃料中的污垢對設備的損傷。美國航空航天研究公司與熱化學能源組織合作共同研究了外燃式微型燃氣輪機循環，并在航空航天研究公司實驗室成功地安裝、運行了外燃式循環系統。這種型式的循環系統為可再生能源在熱電聯供中的應用提供了一種新的選擇，是一種很有前途的、高效的、廉價的功能方式，如何拓展其應用范圍至熱處理燃料爐值得深入研究。

因此如何解決上述現有技術存在的問題，拓展外燃式燃氣輪機循環的應用領域，將其應用于燃料熱處理爐余熱回收領域，建立效率更高的開式布列頓循環發電模式，使燃料熱處理爐的熱能利用更加合理，成為該領域研究的難點。

發明內容

本實用新型是為解決現有技術存在的問題，提供一種燃料熱處理爐煙氣余熱發電裝置，選擇空氣作為開式布列頓循環的工質，拓展外燃式燃氣輪機循環的應用領域，建立高效的開式布列頓循環發電模式，使燃料熱處理爐的熱能利用更加合理，達到節能降耗的目的。

本實用新型的目的是通過以下措施實現的：

一種燃料熱處理爐煙氣余熱發電裝置，其特征在于：

空氣20經壓氣機21增壓后產生的壓縮空氣22，通過高溫回熱器24經熱處理爐31排出的高溫煙氣32加熱后，產生高溫空氣25，送入渦輪機26拖動渦輪發電機27發電，渦輪機26的排氣28，送入燃燒設備29作為燃料30的助燃空氣，產生高溫的煙氣作為熱處理爐31的熱源，從熱處理爐排出的高溫煙氣32，經高溫回熱器24降溫后排出，從而形成開式布列頓循環回路；

設有低溫回熱器23：空氣20經壓氣機21增壓后產生的壓縮空氣22，通過低溫回熱器23、高溫回熱器24，經熱處理爐31排出的高溫煙氣32加熱后，產生高溫空氣25，送入渦輪機26拖動渦輪發電機27發電，渦輪機26的排氣28，送入燃燒設備29作為燃料30的助燃空氣，產生高溫的煙氣作為熱處理爐31的熱源，從熱處理爐排出的高溫煙氣32，經高溫回熱器24、低溫回熱器23降溫后形成低溫煙氣33排出，從而形成開式布列頓循環回路；

所述的空氣20經空氣濾清器過濾后送入壓氣機21；

所述的壓氣機21采用一級壓縮，或分級壓縮、中間冷卻方式；

所述的壓氣機21采用渦旋式壓縮機、螺桿式壓縮機、離心式壓縮機、活塞式壓縮機、滑片壓縮機或軸流式壓縮機；

所述的高溫回熱器24或低溫回熱器23包括表面式和再生式兩類；

所述的表面式回熱器包括但不限于管殼式、板式、板翅式及原表面式（新型板式）；