本實用新型屬于發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種發(fā)電裝置，尤其是一種利用蘭炭尾氣發(fā)電的聯(lián)合循環(huán)裝置。
背景技術(shù)：
在直立炭化爐內(nèi)，以不粘煤、弱粘煤、長焰煤等為原料，炭化溫度750℃以下進(jìn)行中低溫干餾生產(chǎn)出的產(chǎn)品為蘭炭。蘭炭被廣泛應(yīng)用于鐵合金、鋼鐵、化工等行業(yè)。在蘭炭生產(chǎn)過程中排放的具有一定熱值的廢氣稱為蘭炭尾氣。
經(jīng)過分析，蘭炭廢氣屬于一種混合氣體，可燃成分約占40％左右，主要有H2、CH4、CO，低位熱值一般在1700—2000Kcal/Nm3之間，是煤低位熱值的25％左右，著火溫度不到500℃，可以直接點火燃燒，燃燒性能優(yōu)良，可以作為燃料加以利用。
近幾年，隨著市場需求量的不斷增加，蘭炭行業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)能在快速增長。我國作為發(fā)展中的煤炭大國，也是全世界最大的蘭炭生產(chǎn)國。陜西省是目前國內(nèi)蘭炭的主要產(chǎn)地，年產(chǎn)量在4000萬噸左右，約占全國總產(chǎn)量的50％。陜西省每年外排蘭炭尾氣約280億標(biāo)方，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤560萬噸，這些廢氣，若不加以利用，采取火炬排空燃燒或直接放散，不僅造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)，對環(huán)境也造成巨大污染，也不符合國家節(jié)能減排的要求以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的相關(guān)政策。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種利用蘭炭尾氣發(fā)電的聯(lián)合循環(huán)裝置，該裝置能夠?qū)⑻m炭尾氣作為燃料加以利用，替代燃煤用于電，實現(xiàn)最大限度而且高效地利用這一廢氣資源。
為達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)手段：
一種利用蘭炭尾氣發(fā)電的聯(lián)合循環(huán)裝置，包括燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)和蒸汽發(fā)電系統(tǒng)；
所述的燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)包括壓氣機(jī)、燃燒室和燃?xì)廨啓C(jī)；所述的壓氣機(jī)與燃燒室連接，燃燒室與蘭炭尾氣管道連接，燃燒室的排氣口與燃?xì)廨啓C(jī)的氣體入口連接，所述的燃?xì)廨啓C(jī)的輸出端與第一發(fā)電機(jī)連接；
所述的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)包括熱交換裝置，所述的熱交換裝置內(nèi)設(shè)置有工質(zhì)通道以及與工質(zhì)通道中的工質(zhì)進(jìn)行換熱的煙氣通道，煙氣通道一端連接燃?xì)廨啓C(jī)的煙氣出口，另一端與煙氣排放裝置連接；熱交換裝置的工質(zhì)通道依次連接蒸汽輪機(jī)、直接空冷凝汽器及泵形成工質(zhì)回路；蒸汽輪機(jī)的輸出端連接第二發(fā)電機(jī)。
所述的熱交換裝置為余熱鍋爐。
煙氣排放裝置為煙囪。
所述的工質(zhì)通道中工質(zhì)為水，泵為水泵。
所述的燃燒室輸出的燃?xì)鉁囟却笥?000℃。
所述的蘭炭尾氣管道中的蘭炭尾氣熱值LHV＝1700Kal/Nm3。
相對與現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有以下優(yōu)點：
本實用新型裝置包括燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)和蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，充分利用蘭炭尾氣作為熱源，分別巧妙地利用燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)組成聯(lián)合循環(huán)進(jìn)行發(fā)電，提高了蘭炭尾氣的利用效率，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的熱效率達(dá)到40％，比“燃?xì)忮仩t+蒸汽輪機(jī)”的發(fā)電系統(tǒng)，熱效率提高近10％。本實用新型將蘭炭尾氣作為燃料加以利用進(jìn)行發(fā)電，可以替代燃煤，節(jié)約化石燃料；同時本實用新型系統(tǒng)采用聯(lián)合循環(huán)方案，發(fā)電熱效率比常規(guī)火力發(fā)電機(jī)組有很大提高。
【附圖說明】
圖1為本實用新型的聯(lián)合循環(huán)裝置示意圖；
其中，1、壓氣機(jī)；2、燃燒室；3、燃?xì)廨啓C(jī)；4、發(fā)電機(jī)；5、熱交換裝置；6、煙氣排放裝置；7、蒸汽輪機(jī)；8、發(fā)電機(jī)；9、直接空冷凝汽器；10、水泵。
【具體實施方式】
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明：
參見圖1，本實用新型一種利用蘭炭尾氣發(fā)電的聯(lián)合循環(huán)裝置包括燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)和蒸汽發(fā)電系統(tǒng)；
具體的地，所述的燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)包括壓氣機(jī)1、燃燒室2、燃?xì)廨啓C(jī)3和第一發(fā)電機(jī)4；壓氣機(jī)1的氣體出口連接燃燒室2的第一氣體入口，燃燒室2的第二氣體入口連接蘭炭尾氣管路，燃燒室2的氣體出口連接燃?xì)廨啓C(jī)3的氣體入口，燃?xì)廨啓C(jī)3的輸出端與第一發(fā)電機(jī)4連接；
所述的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)包括余熱鍋爐5、蒸汽輪機(jī)7、第二發(fā)電機(jī)8和直接空冷凝汽器9；所述的余熱鍋爐5內(nèi)設(shè)置有工質(zhì)通道以及與工質(zhì)通道中的工質(zhì)進(jìn)行換熱的煙氣通道，煙氣通道一端連接燃?xì)廨啓C(jī)3的煙氣出口，另一端與煙氣排放裝置6連接；余熱鍋爐5的工質(zhì)通道依次連接蒸汽輪機(jī)7、直接空冷凝汽器9及泵10形成工質(zhì)回路；余熱鍋爐5的工質(zhì)出口連接蒸汽輪機(jī)7，蒸汽輪機(jī)7給第二發(fā)電機(jī)8提供動能，蒸汽輪機(jī)7的管路出口連接直接空冷凝汽器9的入口；余熱鍋爐5的工質(zhì)入口連接泵10的出口，泵10的入口連接直接空冷凝汽器9的出口。余熱鍋爐5的的煙氣出口連接煙囪6。
蒸汽輪機(jī)7的輸出端連接第二發(fā)電機(jī)8。
實施例
本實用新型為一種利用蘭炭尾氣發(fā)電的聯(lián)合循環(huán)裝置，包括壓氣機(jī)1、燃燒室2、燃?xì)廨啓C(jī)3、兩個發(fā)電機(jī)(4、8)、余熱鍋爐5、蒸汽輪機(jī)7、直接空冷凝汽器9及水泵10等。工作過程如下：
1)將空氣送入壓氣機(jī)1進(jìn)行壓縮成高壓空氣；
2)高壓空氣在燃燒室2與蘭炭尾氣混合后燃燒，成為高溫燃?xì)?一般在1000℃以上)；
3)高溫燃?xì)庠谌細(xì)廨啓C(jī)3中急劇膨脹做功，帶動發(fā)電機(jī)4發(fā)出電能；
4)燃?xì)廨啓C(jī)3排出的高溫?zé)煔?一般在500℃以上)通過余熱鍋爐5換熱，將工質(zhì)—水加熱成為工質(zhì)—蒸汽；
5)經(jīng)過余熱鍋爐5冷卻的煙氣通過煙囪6排入大氣；
6)工質(zhì)—蒸汽進(jìn)入蒸汽輪機(jī)7內(nèi)做功，帶動發(fā)電機(jī)8發(fā)出電能；
7)工質(zhì)—蒸汽做功后成為乏汽，經(jīng)直接空冷凝汽器9冷卻后成為工質(zhì)—水；
3)工質(zhì)—水由水泵10送入余熱鍋爐5，重新開始循環(huán)。
以下是本實用新型的工程實例：
以低熱值燃?xì)廨啓C(jī)PG6581B-L為例：
·燃料熱值：LHV＝5577KJ/Nm3(1334Kal/Nm3)
·輸出功率：42MW(不包括燃?xì)鈮嚎s機(jī)功率)
·熱耗率：10420KJ/kwh
·進(jìn)氣量：89370Nm3/h
按蘭炭尾氣熱值：LHV＝1700Kal/Nm3，計算結(jié)果如下：
(1)配置1臺PG6581B-L型燃?xì)廨啓C(jī)，燃用蘭炭尾氣輸出功率42MW，扣除燃?xì)鈮嚎s功率6MW，有效輸出功率36MW；配置1臺余熱鍋爐+1臺蒸汽輪機(jī)19MW，CCPP聯(lián)合循環(huán)合計輸出功率55MW。
(2)燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)饬髁浚?9370×5577/(1700×4.18)＝70140Nm3/h。
(3)CCPP熱效率＝3600×P/(Q×r)＝55000×3600/(70140×1700×4.18)＝39.72％。
按年運(yùn)行小時按7000小時計算，該聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置年發(fā)電量可達(dá)3.85億度，按上網(wǎng)電價0.35元/度計算，年收入約1.3億元，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^，整個裝置的投資回收期大約4年。
該聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置年可替代燃煤發(fā)電，年節(jié)約標(biāo)煤約14萬噸，節(jié)能減排效果非常顯著，具有推廣價值。本實用新型系統(tǒng)簡單，發(fā)電效率比同等參數(shù)的常規(guī)火力發(fā)電機(jī)組高；同時由于蘭炭尾氣可以直接燃燒，比起常規(guī)的火力發(fā)電機(jī)組，減少了運(yùn)煤、除灰系統(tǒng)，燃燒系統(tǒng)更為簡單，廠用電率也較低。