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一种玻璃窑余热发电方法及装置

阅读:198发布:2020-05-12

专利汇可以提供一种玻璃窑余热发电方法及装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种玻璃窑余热发电方法及其装置,包括以下步骤:1).来自玻璃窑的 温度 为350-650℃烟气经过余热 锅炉 和换热器换热后,将通入换热器的 导热油 从120-150℃加热到300~320℃后进入 蒸发 器 ,导热油重新送入 余热锅炉 中的换热器完成余热利用循环;2).导热油将进入 蒸发器 中的液态有机介质加热至210~260℃气态有机介质,气态有机介质进入透平机做功后温度降低经 冷凝器 冷凝为45~50℃的液态有机介质,再被加热至100~120℃后重新进入蒸发器中循环。本发明优点在于:余热锅炉不需要进行液位控制,没有排污 水 产生,不需要制备纯净水,系统启动可以做到一键启动,透平机不需要抽 真空 ,大幅减少操作人员。,下面是一种玻璃窑余热发电方法及装置专利的具体信息内容。

1.一种玻璃窑余热发电方法,包括与玻璃窑相连的余热锅炉,以及与余热锅炉相连的透平机,其特征在于包括以下步骤:
1).将温度120-150℃的导热油通入余热锅炉中设置的换热器,来自玻璃窑的温度为
350-650℃烟气经过余热锅炉和换热器换热后,将通入换热器的导热油从120-150℃加热到
300~320℃后进入蒸发器,经过蒸发器降温至120-150℃的导热油重新送入余热锅炉中的换热器完成余热利用循环;
2). 导热油将进入蒸发器中的100~120℃液态有机介质加热至210~260℃气态有机介质,气态有机介质进入透平机做功后温度降为160~170℃,气态有机介质经过冷凝器冷凝为45~50℃的液态有机介质,该液态有机介质被加热至100~120℃后重新进入蒸发器中完成有机朗肯循环
所述的导热油为首诺Therminol 66合成导热油或长城L-QD350合成导热油;
所述有机介质为环戊烷Cyclopentane - C5H10、异戊烷isopentane、戊烷pentane、丙acetone、二乙醚diethyl ether、R113、R365mfc中的一种。
2.一种玻璃窑余热发电的装置,包括与玻璃窑相连的余热锅炉,以及与余热锅炉相连的透平机,与透平机相联的发动机,其特征在于:
1)余热锅炉的上下部分别设有串联的高温换热器(7)和低温换热器(2),高温换热器(7)出口通过第一管道(10)与气液分离器(9)相连,气液分离器通过第一管道与蒸发器(11)壳程入口相连,蒸发器壳程出口通过第一管道与循环(12)入口相连,循环泵出口通过第一管道与低温换热器(2)入口相连;2)蒸发器(11)管程出口通过第二管道(13)连接透平机(14)的入口,透平机(14)出口通过第二管道连接热交换器(17)壳程进口,热交换器壳程出口通过第二管道连接冷凝器(18)壳程进口,冷凝器壳程出口通过第二管道连接凝结泵(19)入口,凝结泵出口通过第二管道连接热交换器(17)的管程入口,热交换器(17)的管程出口通过第二管道连接蒸发器(11)管程入口。

说明书全文

一种玻璃窑余热发电方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及玻璃熔窑余热利用领域,特别是玻璃窑、平板玻璃窑余热发电领域。

背景技术

[0002] 玻璃窑炉是一种利用燃烧天然气、重油等燃料产生高温来熔化玻璃原料的工业窑炉,燃料燃烧后产生的废气离开熔窑系统后温度在350~650℃之间。目前玻璃窑炉都配套有余热锅炉,熔化量比较大的都会设置余热发电系统。目前玻璃熔窑余热发电工艺系统是余热锅炉产生次中压中温的蒸汽(1.5~2.5MPa,350~420℃),再由水蒸汽推动蒸汽透平机做功发电,做功后的蒸汽处在负压状态,由循环水或空气冷却后凝结成水再由凝结水送往余热锅炉,完成一个朗肯循环。这种工艺系统,有多个方面的弱势:蒸汽余热锅炉需要控制液位和排污水(需要复杂的控制系统);需要制备纯净水;汽轮机的启动和停止需要很长时间的暖机;汽轮机本体的温度和振动有很高的控制指标;需要抽真空;需要较多的操作人员。

发明内容

[0003] 本发明的目的就是要解决现有的玻璃熔窑余热蒸汽发电技术中存在的操作过程复杂以及控制困难的缺陷,提供的一种玻璃窑余热发电方法及装置。
[0004] 本发明采用的技术方案如下:一种玻璃窑余热发电方法,包括与玻璃窑相连的余热锅炉,以及与余热锅炉相连的透平机,其特征在于包括以下步骤:
1).将温度120-150℃的导热油通入余热锅炉中设置的换热器,来自玻璃窑的温度为
350-650℃烟气经过余热锅炉和换热器换热后,将通入换热器的导热油从120-150℃加热到
300~320℃后进入蒸发器,经过蒸发器降温至120-150℃的导热油重新送入余热锅炉中的换热器完成余热利用循环;
2). 导热油将进入蒸发器中的100~120℃液态有机介质加热至210~260℃气态有机介质,气态有机介质进入透平机做功后温度降为160~170℃,气态有机介质经过冷凝器冷凝为45~50℃的液态有机介质,该液态有机介质被加热至100~120℃后重新进入蒸发器中完成有机朗肯循环
[0005] 上述技术方案中,所述的导热油可以采用以下公知的产品,如(1)首诺Therminol 66,简称T66合成导热油;(2)、长城L-QD350合成导热油等。
[0006] 所述有机介质可以采用以下公知的产品,如环戊烷Cyclopentane - C5H10,异戊烷isopentane,戊烷pentane,丙acetone,二乙醚diethyl ether,R113,R365mfc等。
[0007] 本发明还提供了一种玻璃窑余热发电的装置,包括与玻璃窑相连的余热锅炉,以及与余热锅炉相连的透平机,与透平机相联的发动机,其特征在于:1)余热锅炉的上下部分别设有串联的高温换热器和低温换热器,高温换热器出口通过第一管道与气液分离器相连,气液分离器通过第一管道与蒸发器壳程入口相连,蒸发器壳程出口通过第一管道与循环泵入口相连,循环泵出口通过第一管道与低温换热器入口相连;
2)蒸发器管程出口通过第二管道连接透平机的入口,透平机出口通过第二管道连接热交换器壳程进口,热交换器壳程出口通过第二管道连接冷凝器壳程进口,冷凝器壳程出口通过第二管道连接凝结泵入口,凝结泵出口通过第二管道连接热交换器的管程入口,热交换器的管程出口通过第二管道连接蒸发器管程入口。
[0008] 本发明优点在于:采用导热油和有机介质结合进行发电(ORC),占地面积小,余热锅炉不需要进行液位控制,没有排污水产生,不需要制备纯净水,系统启动可以做到一键启动,不需要暖机过程,透平机本体控制简单,不需要抽真空,最大的优点是只需要很少的操作人员(甚至一个人)。
[0009] 综上所述,本发明专利针对玻璃窑的烟气特点进行了特殊设计,能有效利用玻璃窑的烟气余热,尤其是中低温余热,同传统蒸汽循环相比,由于有机工质沸点低,回收显热方面有较高的效率;循环中显热/潜热不相等,而ORC技术中此比例更大,朗肯循环的效率较高,系统紧凑简单,占地面积小,控制简单,操作人员少,经济效益显著。附图说明
[0010] 图1为本发明的结构示意图。
[0011] 具体实施方法如图1所示,本发明提供的一种玻璃窑余热发电的装置,包括与玻璃窑相连的余热锅炉,以及与余热锅炉相连的透平机,与透平机相联的发动机,其特征在于:
1)余热锅炉的上下部分别设有串联的高温换热器7和低温换热器2,高温换热器7出口通过第一管道10与气液分离器9相连,气液分离器通过第一管道与蒸发器11壳程入口相连,蒸发器壳程出口通过第一管道与循环泵12入口相连,循环泵出口通过第一管道与低温换热器2入口相连;
2)蒸发器11管程出口通过第二管道13连接透平机14的入口,透平机14出口通过第二管道连接热交换器17壳程进口,热交换器壳程出口通过第二管道连接冷凝器18壳程进口,冷凝器壳程出口通过第二管道连接凝结泵19入口,凝结泵出口通过第二管道连接热交换器17的管程入口,热交换器17的管程出口通过第二管道连接蒸发器11管程入口。
[0012] 本发明提供的一种玻璃窑余热发电方法,包括与玻璃窑相连的余热锅炉,以及与余热锅炉相连的透平机,其特征在于包括以下步骤:1).将温度120-150℃的导热油通入余热锅炉中设置的换热器,来自玻璃窑的温度为
350-650℃烟气经过余热锅炉和换热器换热后,将通入换热器的导热油从120-150℃加热到
300~320℃后进入蒸发器,经过蒸发器降温至120-150℃的导热油重新送入余热锅炉中的换热器完成余热利用循环;
2). 导热油将进入蒸发器中的100~120℃液态有机介质加热至210~260℃气态有机介质,气态有机介质进入透平机做功后温度降为160~170℃,气态有机介质经过冷凝器冷凝为45~50℃的液态有机介质,该液态有机介质被加热至100~120℃后重新进入蒸发器中完成有机朗肯循环。
[0013] 余热锅炉的工作介质是导热油(T66或L-QD350),利用熔窑烟气余热将导热油从120~150℃加热到300~320℃,导热油通过蒸发器(列管式换热器)再将热量传递给某种有机工质(环戊烷、异戊烷、丙酮R113等),次中压(2.5~3MPa)的有机工质从液态100~120℃吸热后变成气态210~260℃,推动透平机做功发电,做功后的有机气体处于微正压低温状态(0.12~0.15MPa,160~170℃),经过热交换器(列管式换热器)释放富裕热量,再经过冷凝器(列管式换热器)被循环水或空气冷却后凝结成液态(45~50℃),再由凝结泵送入热交换器回收余热,完成有机朗肯循环。
[0014] 以下是玻璃熔窑余热发电透平做功参数对比表从以上对比表中可以看出,本发明的方法显热/潜热明显高于现有的蒸汽驱动法。
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