技术领域
[0001] 本
发明涉及一种发电装置,具体是涉及以黄磷尾气为
燃料的燃气轮机发电装置。
背景技术
[0002] 我国是重要的黄磷生产大国,目前我国黄磷的总生产能
力约为110万吨/年。每生产一吨黄磷,同时产生约2500~3000立方米的黄磷尾气,由于尾气中除了含有85%~95%的一
氧化
碳外,还含有H2S、H3P、HF、SO2等有害物,无法直接利用,多数黄磷生产厂家则将黄磷尾气直接以火炬燃烧放空。按黄磷尾气中
一氧化碳平均含量为90%计算,每年就有约25亿立方米以上的一氧化碳被排放,造成了资源的极大浪费。另一方面,黄磷尾气中其他有害物的排放,对环境也造成严重污染。
[0003] 目前以燃气轮机为动力的发
电机组所使用的燃料非常广泛,可用
煤油、柴油、
天然气、石油伴生气、
焦炉煤气等。黄磷尾气中含有85%~95%一氧化碳,热值达2567kcal~2869kcal,将黄磷尾气作为燃料用于燃气轮机的发电,既利用了宝贵的资源,又保护了环境,但因黄磷尾气中含有一定杂质、供气压力低、供气量大以及因气体热值低、导致燃机点火困难,也阻碍了黄磷尾气的开发利用。
发明内容
[0004] 本发明的目的是克服上述装置所存在的缺点,利用黄磷炉在生产黄磷的同时产生的并经
净化处理后的黄磷尾气,提供一种以黄磷尾气为燃料的燃气轮机发电装置。
[0005] 本发明采用以下措施来实现上述目的。
[0006] 本发明包括黄磷炉,净化系统,黄磷尾气
增压及过滤装置,
发电机组总成和负载,其特征在于:所述的黄磷尾气增压及过滤装置由脉冲袋式
过滤器,一氧化碳
压缩机和气体净化装置连接组成;
[0007] 所述的气体净化装置包括有沉降室,中空
纤维滤料;
[0008] 所述的发电机组总成包括燃料调节执行机构,气
阀,燃料环形总管,燃料
喷嘴,燃气轮机。
[0009] 为进一步实现本发明,所述的气阀由进气组件,排气组件,阀芯,
阀体,套筒连接构成。
[0010] 所述的燃料喷嘴上设有带圆球面的多面体喷头,多面体喷头上设有几何形状孔,该圆球面上设有8个3.6mm×4.3mm腰形孔。
[0011] 本发明的优点是:结构简单,实用。将黄磷尾气作为燃料用于燃气轮机发电,解决了黄磷尾气放散、浪费的问题,同时还可以降低黄磷生产中的1/6能耗,即减少了黄磷尾气对大气的
排放量,利用了宝贵的资源,又改变和保护了环境,同时又为企业创造了效益。
附图说明
[0012] 图1为本发明的结构示意图。
[0013] 图2为气阀21的结构示意图。
[0014] 图3为燃料喷嘴23的结构示意图。
[0015] 图4为图3的A向视图。
[0016] 图中:1黄磷炉,2净化系统,3黄磷尾气增压及过滤装置,4发电机组总成,5负载,6脉冲袋式过滤器,7涤沦覆滤袋,8一级进气缓冲罐,9一氧化碳压缩机,10一级冷却器,11一级气
水分离器,12二级进气缓冲罐,13管道,14二级冷却器,15二级气水分离器,16储气罐,17气体净化装置,18中空纤维滤料,19沉降室,20燃料调节执行机构,21气阀,22燃料环形总管,23燃料喷嘴,24燃气轮机,25进气组件,26阀芯,27阀体,28套筒,29排气组件,
30总
管接头,31
套管,32密封盖板,33连接管,34接头体,35多面体喷头。
具体实施方式
[0017] 本发明由黄磷炉1,黄磷尾气净化系统2,黄磷尾气增压及过滤装置3,发电机组总成4和负载5连接构成,黄磷尾气增压及过滤装置3由脉冲袋式过滤器6,一氧化碳压缩机9和气体净化装置17连接组成。
[0018] 以脉冲袋式过滤器6作为前置分离器、达到保护增压设备的作用,通过一氧化碳压缩机9增高气体压力,经气体净化装置17对气体进行精处理,气体净化装置17内含有沉降室19和中空纤维滤料18,满足燃气轮机24所需
燃料气体的使用要求。气体通过管道13输送至发电机组总成4。发电机组总成4包括燃料调节执行机构20,气阀21,燃料环形总管22,燃料喷嘴23,燃气轮机24。气阀21由进气组件25,阀芯26,阀体27,套筒28,排气组件
29连接构成。燃料喷嘴23上设有带圆球面的多面体喷头35,多面体喷头35上设有几何形状孔。圆球面上设有8个3.6mm×4.3mm腰形孔。
[0019] 由黄磷炉1产生的黄磷尾气经气体净化系统2净化后,满足气体压力为3 3
0.0025Mpa,
温度为30℃,气体中的H2S、SO2、HF分别控制在300mg/Nm、3.92mg/Nm、80mg/
3
Nm 以下,通过管道13输送至高效脉冲袋式过滤器6,通过具有高过滤效率、
工作温度可达
120℃、抗酸
碱腐蚀性的96套涤沦覆滤袋7进行过滤,去除前期净化后气体中剩余的水分及固体微粒,达到固态物颗粒≥20μm时过滤
精度η≥90%,通过一级进气缓冲罐8进入一氧化碳压缩机9,通过一氧化碳压缩机9二级
活塞分别在一、二级
气缸内不断地往复运动,获得连续脉动的压缩气体,将黄磷尾气的压力由原0.0025Mpa增压至1.2Mpa,同时在一氧化碳压缩机9一、二级压缩气缸之后,分别设置了一、二级气体缓冲罐8、12,一、二级气体冷却器10、14,一、二级气水分离器11、15,使其分离气体中的水(油)、减少气体脉动、保证气体温度。通过管道13进入储气罐16进行储存、分离、稳压,而后进入气体净化装置17。气体进入净化装置17时,首先进入沉降室19,此时气体流速大大降低,大颗粒杂质由于沉降效应被分离出来,落入大筒体的下封头处,经中空纤维滤料18过滤,由上至下按
密度逐步从疏松到致密,使较大的尘粒在上层的较粗的滤料得到截留,而较小的尘粒在下层的较密的滤料得到捕集,达到固态物颗粒≥10μm时过滤精度η≥99%,固态物颗粒≥15μm时过滤精度η≥100%,并气体中不存在液相物质。
[0020] 燃料调节执行机构20采用气阀21来实现调节燃料气供气量,保证阀芯26在一定行程内满足气体的流通面积。
[0021] 气体净化装置17精处理后的气体由管道13进入燃料调节执行机构20,经进气组件25进入气阀21,根据
控制器发出的控制
信号,通过驱动装置带动气阀21中的阀芯26进行往复移动,从而调节气阀21的开度,实现调节供气量的大小,起到调节燃料气体流量的作用。调节后燃料气由排气组件29排出,经管道13输送至燃料环形总管22并分布到各燃料喷嘴23,燃料喷嘴23进气端的套管31采用M18×1.5
螺纹与燃料环形总管22上的总管接头30进行连接,通过密封盖板32固定安装在燃气轮机24上。燃料气经套管31、连接管33、接头体34输送到带圆球面的多面体喷头35,多面体喷头35上设有几何形状孔,圆球面上设有8个3.6mm×4.3mm腰形孔。在一定的供气压力下,使气体的流速因通道的收敛而逐渐
加速,最后以高速从多面体喷头35喷出向
燃烧室供气,与燃气轮机24
压气机吸入的空气在燃烧室内混合并点火燃烧,产生高温高压燃气驱动
涡轮做功,推动发电机独立或并网发电输送至各用电负载5。
[0022] 同时可以在燃气轮机24排气段尾部配置余热
锅炉,从燃气轮机24涡轮排出流量约20kg/s、温度约为370℃的尾气,进入到
余热锅炉中,与锅水进行热交换,使锅水在锅炉内吸热升温产生
蒸汽或热水(视用户的需要),从而实现热电联供。也可将产生的压力为1.3MPa、温度为300℃的蒸汽通
过热力管线进入
汽轮机,蒸汽在动叶膨胀部分,由
热能转换成机械能,通过发电机将机械能转
化成电能,再次进行发电。