[發明專利]鍋爐渣斗熱源的溫差發電系統

有效

• 申請號: 202011463320.2
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112532111B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 王秋林
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 程園園

本發明屬于利用低品位熱源的半導體溫差發電技術領域，具體涉及鍋爐渣斗熱源的溫差發電系統。它由汽水型的半導體溫差發電器和有機工質型的半導體溫差發電器組合構成，且梯級共用渣斗冷卻給水提供低溫側冷源，采用兩級蓄熱模式，利用渣斗焦渣熱源進行溫差發電；汽水型的半導體溫差發電器的高溫側熱源為95?160℃，有機工質型的半導體溫差發電器的高溫側熱源為85?150℃，汽水型和有機工質型兩個半導體溫差發電器的低溫側均采用渣斗冷卻水水源冷卻，溫度范圍為1?30℃；有機工質型的半導體溫差發電器所選用的有機工質臨界溫度范圍為35?140℃。本發明提高了焦渣余熱發電效率，節約冷卻水量，具有顯著的節能減排效果。

技術領域

本發明屬于利用低品位熱源的半導體溫差發電技術領域，具體涉及鍋爐渣斗熱源的溫差發電系統。

背景技術

鍋爐的焦渣所含余熱總量大，但熱量品級低、回收效率低及提質技術水平低，還存在采用螺旋撈渣排渣輸送速度定速而蓄熱不足導致余熱回收困難等問題。尤其是在燃燒煤矸石或摻燒煤泥的情況下，底渣量很大，底渣顯熱損失可達1％以上。

目前，大型煤粉鍋爐低渣余熱回收一般采用埋管冷卻器、導熱油蓄熱器。但總體余熱回收潛力尚不足，不能充分回收低渣熱量，同時為保證降溫或保證渣粉碎效果而采用噴水冷卻，消耗用水。本發明可以深度進行焦渣余熱回收，有效降低發電煤耗約1.5g/kWh，而且對焦渣余熱進行蓄熱過程，起到強化換熱和節約用水的效果，更加適合大型鍋爐節能改造。

正常運行時，從爐膛排出的高溫灰渣進入灰渣斗，在冷卻水作用下冷卻焦渣及以及通過螺旋撈渣機攪壓粉碎，而后經灰渣泵輸送至灰渣存儲場。由于渣水混合，熱品質較低，換熱效果較差，渣水混合物溫度在70-95℃之間，加之系統冷卻水調節手段不能與余熱回收智能結合，產生熱量和水的巨大浪費，同時降低了灰渣可以更有效利用的溫度，即惡化了焦渣余熱回收條件，給輸送系統、灰渣存儲場、及渣水回用造成系統性的能耗增加。

現有焦渣余熱利用大多采用熱利用的方式進行回收，不能達到回收總量和回收品質的總體效果，而本發明將針對灰渣的余熱總量大、回收困難、回收效率低、回收品質低、爐底水封密封容易失效造成爐膛燃燒惡化、冷卻水量大等問題發明了鍋爐渣斗熱源的溫差發電系統。

發明內容

本發明目的是為了解決鍋爐焦渣余熱回收效率低、回收品質低、爐底水封密封容易失效造成爐膛燃燒惡化、冷卻水量大等問題。

為了達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：

鍋爐渣斗熱源的溫差發電系統，包括汽水型的半導體溫差發電器系統、有機工質型的半導體溫差發電器系統、汽水型的半導體溫差發電器系統與有機工質型的半導體溫差發電器系統間熱力連接部件、控制器組、蓄電池組儲能連接開關、蓄電池組、變頻器，且采用梯級共用冷卻給水冷卻，利用渣斗焦渣熱源進行半導體溫差發電；

所述汽水型的半導體溫差發電器系統包括渣斗冷卻總給水電動門、爐底水封槽給水門、汽水型的半導體溫差發電器的低溫側給水門、汽水型的半導體溫差發電器、汽水型的半導體溫差發電器高溫側、汽水型的半導體溫差發電器低溫側、水封槽甲側換熱器入口水門、水封槽乙側換熱器入口水門、水封槽內密封環流水道、爐底渣斗水封槽、水封槽甲乙側換熱器、鍋爐爐膛下部、汽水型的半導體溫差發電器的內阻、汽水型的半導體溫差發電器的電力輸出開關；在此系統熱力過程作用下，高溫側熱源為95-160℃的汽水介質，低溫側冷源均采用渣斗冷卻水水源冷卻，溫度范圍為1-30℃，焦渣熱源通過蓄熱、溫差發電轉化方式實現發電，并根據實際工程技術需要，滿足蓄電、用電需求切換。