一种黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统，属于节能【技术领域】。本实用新型包括黄磷尾气燃烧器、燃烧室、加热螺旋管、排烟口、高温热水管、发电机组、低温热水回流管、黄磷尾气输入管；燃烧室内部下方设置黄磷尾气燃烧器，燃烧室内设置加热螺旋管，加热螺旋管上端与高温热水管连接、下端与低温热水回流管连接，发电机组的进水口与高温热水管连接、出水口与温热水回流管连接。本实用新型投资小，能充分利用低品位热源，适用条件更加广谱，发电机组可以在变工况下运行，投资回收期短，维护简单，操作方便。降低了企业能源消耗，为企业创造了经济效益，实现了一举两得。
【专利说明】一种黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电
系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统，属于节能【技术领域】。
【背景技术】
[0002]余热发电是回收生产过程中向自然环境中排放的热能并将其转换为电能的技术。余热发电通过回收企业生产过程中排放的废弃热能进行发电，电能并入企业生产配电系统，减少企业外购电量，降低企业生产成本，同时实现节能、减排。余热节能发电技术，不仅能为企业创造财富，而且能降低单位GDP能耗，为政府分担了能耗指标考核，赢得了企业发展的良好环境，实现环境友好型、资源节约型发展模式；如果大范围应用，可以为国家节能、减排指标的实现贡献一部分力量，缓减当地政府的节能考核压力。因此，余热节能发电技术具有重要经济效益和社会效益。余热分为高温余热(400°C以上)、中温余热(4000C -2000C )、低温余热(200°C以下)，通常的余热发电设备主要是MW级的蒸汽汽轮机发电机组，要求余热数量非常大，至少是中温以上余热，主要应用于钢铁、水泥等大型企业。余热发电投资金额至少在5000万元以上。企业的废弃余热，因为余热数量不足、温度不高(称为低品位热源)，或者投资金额大等原因，无法采用蒸汽汽轮机发电机组，余热只能简单地利用，比如用于干燥、加热等工段，使得余热的能量没有得到充分发掘；另一方面黄磷生产过程中产生的尾气主要成分是一氧化碳(CO)，I吨黄磷产生约2500-3000立方米尾气，折合标准煤1300千克。以年产量10000吨黄磷计算，产生的尾气折合标准煤13000吨，发电量I亿千瓦时。在目前条件下，尾气排空燃烧，浪费了能量，且不符合国家政策要求。国家工业和信息化部从2009年I月I日起实施《黄磷生产准入条件》，要求“磷炉尾气不得直排燃烧，必须实现能源化或资源化回收利用，新建黄磷装置尾气综合利用率必须达到90%以上。鼓励黄磷生产企业利用黄磷尾气作为热源生产精细磷酸盐或发电，鼓励企业开发应用磷炉尾气生产碳一化学品技术。”通过回收尾气发电，使企业满足国家政策法规要求，降低了企业能源消耗，为企业创造了经济效益，实现了一举两得。对于一些小企业而言，如果无法购置燃气锅炉，余热的利用如何解决是一个值得考虑的问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统，利用黄磷尾气作为锅炉燃料，燃烧产生高温热水循环驱动发电系统发电。
[0004]本实用新型技术方案是:一种黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统，包括黄磷尾气燃烧器1、燃烧室2、加热螺旋管3、排烟口 4、高温热水管5、发电机组9、低温热水回流管11、黄磷尾气输入管17 ;燃烧室2内部下方设置黄磷尾气燃烧器1，燃烧室2内设置加热螺旋管3，燃烧室2顶部设置排烟口 4，加热螺旋管3上端与高温热水管5一端连接、下端与低温热水回流管11 一端连接，高温热水管5另一端与发电机组9进水口连接，发电机组9出水口与温热水回流管11另一端连接，黄磷尾气燃烧器I的下方设有黄磷尾气输入管17。
[0005]所述高温热水管5上从左到右依次设有带执行机构的热水流量控制阀6、流量传感器7和温度传感器8，带执行机构的热水流量控制阀6的执行机构的电控线和流量传感器7、温度传感器8的信号线均与电控板E⑶连接。
[0006]所述低温热水回流管11上从右到左依次设有检修阀门10和补水管12，在检修阀门10与螺旋管3下端之间串接带执行机构的循环泵13，带执行机构的循环泵13的执行机构的电控线14与电控板E⑶连接。
[0007]所述黄磷尾气燃烧器I上设有空气进口 15，黄磷尾气输入管17上设有带执行机构的燃气阀门16。发电机组9可采用ORC刮板转子式热机发电机组或ORC型螺杆膨胀发电机组。
[0008]燃烧室2可采用耐火砖来搭建，构筑成环形圆塔状。
[0009]本实用新型中，ORC刮板转子式热机发电机组和ORC型螺杆膨胀机发电机组采用中间介质，从低品位热源提取热量而后发电，构成换热、发电两个回路，叫做双循环(ORC)发电技术，也称为朗肯循环发电技术，被回收的余热在换热单元，与中间介质换热，中间介质吸热后在膨胀机内膨胀，驱动刮板旋转，输出轴功率，驱动发电机组发电。膨胀后中间介质进入放热单元，与冷却水交换热量。再由泵把中间介质泵入换热单元，完成一个循环。ORC刮板转子式热机发电机是一种现已存在的利用低温余热发电的设备。
[0010]本实用新型的工作原理:燃烧室2内部下方设置黄磷尾气燃烧器I燃烧尾气，火焰直接加热螺旋管3，燃烧后的CO2等废气从排烟口 4排除。加热螺旋管3上端连通高温热水管5 —端，高温热水管5上设置有带执行机构的热水流量控制阀6、流量传感器7和温度传感器8，带执行机构的热水流量控制阀6的执行机构的电控线与流量传感器和温度传感器的信号线均与电控板ECU连接。流量传感器7和温度传感器8检测高温热水管5内的热水流量和温度(最低温度控制在75°C以上)，根据所使用的发电机组9的要求设定流量和进水温度，该参数设置于电控板ECU内，如果流量过大，则控制带执行机构的循环泵13减缓流量，反之，则加大流量。若温度低于设定温度，则ECU发出指令控制黄磷尾气输入管17上设置带执行机构的燃气阀门16加大燃气的供应量，提高水温，反之，则减小燃气的供应量，降低水温，达到要求则维持不变。加入电控装置后，就能够提供流量稳定和温度适合的热水进入到发电机组9内进行发电，保证电压和电流的稳定输出。做功后的低温热水进入低温热水回流管11，重新进入到加热螺旋管3下端，构成热循环体系。
[0011]本实用新型的有益效果是:本实用新型利用黄磷尾气作为热源发电，避免了尾气排空燃烧，浪费能量。ORC刮板转子式热机发电机组或ORC型螺杆膨胀发电机组应用范围广泛，投资小，无须采用热水汽轮机发电机组，能充分利用低品位热源，适用条件更加广泛，发电机组可以在变工况下运行，投资回收期短，维护简单，操作方便。采用电控方式控制进一步提闻了能源的利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]附图1是本实用新型结构示意图；[0013]图1中各标号为:1_黄磷尾气燃烧器，2-燃烧室，3-加热螺旋管，4-排烟口，5-高温热水管，6-带执行机构的热水流量控制阀，7-流量传感器，8-温度传感器，9-发电机组，10-检修阀门，11-低温热水回流管，12-补水管，13-带执行机构的循环泵，14-电控线，15-空气进口，16-带执行机构的燃气阀门，17-黄磷尾气输入管。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
[0015]实施例1:如图1所示，一种黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统，包括黄磷尾气燃烧器1、燃烧室2、加热螺旋管3、排烟口 4、高温热水管5、发电机组9、低温热水回流管11、黄磷尾气输入管17 ;燃烧室2内部下方设置黄磷尾气燃烧器1，燃烧室2内设置加热螺旋管3，燃烧室2顶部设置排烟口 4，加热螺旋管3上端与高温热水管5 —端连接、下端与低温热水回流管11 一端连接，高温热水管5另一端与发电机组9进水口连接，发电机组9出水口与温热水回流管11另一端连接，黄磷尾气燃烧器I的下方设有黄磷尾气输入管17。
[0016]实施例2:如图1所不,一种黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统，包括黄磷尾气燃烧器1、燃烧室2、加热螺旋管3、排烟口 4、高温热水管5、发电机组9、低温热水回流管11、黄磷尾气输入管17 ;燃烧室2内部下方设置黄磷尾气燃烧器1，燃烧室2内设置加热螺旋管3，燃烧室2顶部设置排烟口 4，加热螺旋管3上端与高温热水管5 —端连接、下端与低温热水回流管11 一端连接，高温热水管5另一端与发电机组9进水口连接，发电机组9出水口与温热水回流管11另一端连接，黄磷尾气燃烧器I的下方设有黄磷尾气输入管17。
[0017]所述高温热水管5上从左到右依次设有带执行机构的热水流量控制阀6、流量传感器7和温度传感器8，带执行机构的热水流量控制阀6的执行机构的电控线和流量传感器7、温度传感器8的信号线均与电控板E⑶连接。
[0018]实施例3:如图1所示，一种黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统，包括黄磷尾气燃烧器1、燃烧室2、加热螺旋管3、排烟口 4、高温热水管5、发电机组9、低温热水回流管11、黄磷尾气输入管17 ;燃烧室2内部下方设置黄磷尾气燃烧器1，燃烧室2内设置加热螺旋管3，燃烧室2顶部设置排烟口 4，加热螺旋管3上端与高温热水管5 —端连接、下端与低温热水回流管11 一端连接，高温热水管5另一端与发电机组9进水口连接，发电机组9出水口与温热水回流管11另一端连接，黄磷尾气燃烧器I的下方设有黄磷尾气输入管17。
[0019]所述高温热水管5上从左到右依次设有带执行机构的热水流量控制阀6、流量传感器7和温度传感器8，带执行机构的热水流量控制阀6的执行机构的电控线和流量传感器7、温度传感器8的信号线均与电控板E⑶连接。
[0020]所述低温热水回流管11上从右到左依次设有检修阀门10和补水管12，在检修阀门10与螺旋管3下端之间串接带执行机构的循环泵13，带执行机构的循环泵13的执行机构的电控线14与电控板E⑶连接。
[0021 ] 所述黄磷尾气燃烧器I上设有空气进口 15，黄磷尾气输入管17上设有带执行机构的燃气阀门16。[0022]所述发电机组9为ORC刮板转子式热机发电机组。
[0023]实施例4:如图1所示，一种黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统，包括黄磷尾气燃烧器1、燃烧室2、加热螺旋管3、排烟口 4、高温热水管5、发电机组9、低温热水回流管11、黄磷尾气输入管17 ;燃烧室2内部下方设置黄磷尾气燃烧器1，燃烧室2内设置加热螺旋管3，燃烧室2顶部设置排烟口 4，加热螺旋管3上端与高温热水管5 —端连接、下端与低温热水回流管11 一端连接，高温热水管5另一端与发电机组9进水口连接，发电机组9出水口与温热水回流管11另一端连接，黄磷尾气燃烧器I的下方设有黄磷尾气输入管17。
[0024]所述高温热水管5上从左到右依次设有带执行机构的热水流量控制阀6、流量传感器7和温度传感器8，带执行机构的热水流量控制阀6的执行机构的电控线和流量传感器
7、温度传感器8的信号线均与电控板E⑶连接。
[0025]所述低温热水回流管11上从右到左依次设有检修阀门10和补水管12，在检修阀门10与螺旋管3下端之间串接带执行机构的循环泵13，带执行机构的循环泵13的执行机构的电控线14与电控板E⑶连接。
[0026]所述黄磷尾气燃烧器I上设有空气进口 15，黄磷尾气输入管17上设有带执行机构的燃气阀门16。
[0027]所述发电机组9为ORC型螺杆膨胀发电机组。
[0028]上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【权利要求】
1.一种黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统，其特征在于:包括黄磷尾气燃烧器(I)、燃烧室(2)、加热螺旋管(3)、排烟口(4)、高温热水管(5)、发电机组(9)、低温热水回流管(11)、黄磷尾气输入管(17);燃烧室(2)内部下方设置黄磷尾气燃烧器(1)，燃烧室(2)内设置加热螺旋管(3)，燃烧室(2)顶部设置排烟口(4)，加热螺旋管(3)上端与高温热水管(5 ) 一端连接、下端与低温热水回流管(11) 一端连接，高温热水管(5 )另一端与发电机组(9)进水口连接，发电机组(9)出水口与温热水回流管(11)另一端连接，黄磷尾气燃烧器(I)的下方设有黄磷尾气输入管(17)。
2.根据权利要求1所述的黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统，其特征在于:所述高温热水管(5)上从左到右依次设有带执行机构的热水流量控制阀(6)、流量传感器(7 )和温度传感器(8 )，带执行机构的热水流量控制阀(6 )的执行机构的电控线和流量传感器(7)、温度传感器(8)的信号线均与电控板E⑶连接。
3.根据权利要求1或2所述的黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统，其特征在于:所述低温热水回流管(11)上从右到左依次设有检修阀门(10)和补水管(12)，在检修阀门(10)与螺旋管(3)下端之间串接带执行机构的循环泵(13)，带执行机构的循环泵(13)的执行机构的电控线(14)与电控板E⑶连接。
4.根据权利要求3所述的黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统，其特征在于:所述黄磷尾气燃烧器(I)上设有空气进口( 15)，黄磷尾气输入管(17)上设有带执行机构的燃气阀门(16 )。
5.根据权利要求1所述的黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统，其特征在于:所述发电机组(9)为ORC刮板转子式热机发电机组。
6.根据权利要求1所述的黄磷尾气燃烧电控螺管循环热水驱动发电机组的发电系统，其特征在于:所述发电机组(9)为ORC型螺杆膨胀发电机组。
【文档编号】F01K27/00GK203515702SQ201320634686
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】陈蜀乔 申请人:昆明理工大学