一种烟气余热梯级回收利用装置的制作方法

本发明涉及烟气回收的技术领域，具体为一种烟气余热梯级回收利用装置。

背景技术：

如何有效利用锅炉烟部烟气余热，是火力发电中需要进行研究的一项重要技术。现有技术中，专利号201822042086.5的“一种火力发电厂烟气余热回收利用装置”、专利号201620378524.9的“一种火力发电厂烟气余热回收利用装置”，上述专利公开了将烟囱出口烟气余热进行利用的装置，但通过烟囱进行排出的烟气温度已处于较低水平，利用效率较低。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种烟气余热梯级回收利用装置，其能直接获取空预器出口处的烟气，然后对烟气进行阶梯分级回收利用，提高了烟气余热的利用效率。

一种烟气余热梯级回收利用装置，其特征在于：其包括进气管、脱硫装置、第一级余热利用装置、第一级烟气后处理装置、第一出气管、第二出气管、余热回收装置；

所述进气管的入口端连接空预器出口处的烟气，所述进气管的输出端连接所述脱硫装置后连接所述第一级余热利用装置的入口端；

所述第一级余热利用装置将高温烟气利用后排出；

所述第一级烟气后处理装置将通过第一级余热利用装置的烟气处理后排入所述第一出气管的入口端，所述第一出气管的出口端设置有第一阀体，所述第一出气管内置有温度感应装置，所述第一出气管还旁通设置有所述第二出气管，所述第一出气管的旁通连接处连接所述第二出气管的入口端，所述第二出气管的出口端连接所述余热回收装置的入口，所述第二出气管上集成设置有第二阀体；

其还包括有控制组件，所述控制组件用于控制所述第一阀体和所述第二阀体交替开闭，所述控制组件包括第一工作状态和第二工作状态，第一工作状态下所述控制组件控制第一阀体处于关闭状态、第二阀体处于开启状态，第二工作状态下所述控制组件控制第一阀体处于开启状态、第二阀体处于关闭状态；

所述温度感应装置驱动控制组件切换第一工作状态或第二工作状态。

其进一步特征在于：

第一级余热利用装置具体为煤粉干燥器，所述第一级烟气后处理装置具体为除尘装置，所述脱硫装置的出口通过第一连接管连接至所述煤粉干燥器的入口，所述煤粉干燥器的出口通过第二连接管连接所述除尘装置的入口，所述除尘装置的出口连接所述第一出气管的入口；

所述第一连接管上设置有抽风泵；

所述第一阀体具体为第一球阀，所述第二阀体具体为第二球阀；

所述第二出气管与所述第一第一出气管的旁通连接点位于所述温度感应装置与所述第一球阀之间的区域内；

所述第一球阀包括活动设置在所述第一出气管部、且与所述第一出气管的内径相适配的第一半球体，所述第一半球体上连接有第一转杆，所述第一转杆贯穿所述第一出气管的管壁避让孔后外凸，所述第一转杆的外凸位置固设有第一锥齿轮，所述第二球阀包括活动设置在所述第二出气管内部、且与所述第二出气管的内径相适配的第二半球体，所述第二转杆贯穿所述第二出气管的管壁避让孔后外凸，所述第二转杆的外凸位置固设有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮啮合连接第一锥齿轮；

所述第一转杆、第二转杆中的其中一根驱动转杆外凸形成驱动转杆，所述驱动转杆连接至所述控制组件的输出端，所述控制组件的输出端驱动对应的转杆转动，进而切换第一半球体和第二半球体的位置，用于完成第一工作状态、第二工作状态的切换；

所述控制组件包括控制器、安装管、电磁铁、弹簧，所述安装管的内部固定有所述电磁铁，所述安装管的内部活动设置有装置块，所述装置块与所述电磁铁之间连接有弹簧，所述装置块远离所述电磁铁的一侧安装有滚珠螺母，所述驱动转杆的深入安装管的内腔的部分为丝杆结构，所述丝杆结构螺纹连接所述滚珠螺母，所述电磁铁通过控制器、导线和电源与所述温度感应装置电连接，温度感应装置将反馈的温度传输至控制器，所述控制器根据设定的温度判定是否接通电磁铁，进而切换第一工作状态或第二工作状态；

所述安装管内壁的相对两侧均开设有滑槽，所述装置块的两侧设置有滑动安装在所述滑槽内部的侧凸滑块；

所述余热回收装置包括换热器、蒸汽发生器、气液分离器、汽轮机，所述换热器连接于所述第二出气管的出气端，所述换热器上设置有用于热交换的进水管、出水管，所述换热器通过第三连接管连接所述蒸汽发生器，所述蒸汽发生器的输出口连接有所述气液分离器，所述气液分离器的蒸汽输出口连接所述汽轮机的输入端，所述汽轮机的输出端连接发电机；

优选地，所述汽液分离器的输出水口通过第四连接管通入所述进水管，所述汽轮机的水汽输出口通过第五连接管通入所述进水管。

本发明通过进气管吸入空预器出口烟气，首先经过脱硫装置将烟气中的硫脱除，接着经过第一级余热利用装置，实现对烟气余热的第一级利用，之后经过第一级烟气后处理装置进行处理，然后通入第一出气管排出，第一出气管内部的温度感应装置对烟气的温度进行测量，当烟气的温度较低，不能够继续利用时，直接通过第一出气管排出；当烟气的温度较高，能够第二级利用时，控制组件控制第一阀体关闭、第二阿嚏打开，烟气进入第二出气管，进入余热回收组件进行更加进一步地利用；其能直接获取空预器出口处的烟气，然后对烟气进行阶梯分级回收利用，提高了烟气余热的利用效率。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明图1的正视图；

图3为本发明部分机构的立体结构示意图；

图4为本发明图3的正视图；

图5为本发明图3的侧视图；

图6为本发明图5中a-a方向的剖视图；

图中序号所对应的名称如下：

进气管1、脱硫装置2、第一连接管21、抽风泵22、煤炭干燥机3、第二连接管31、除尘装置4、第一出气管5、温度感应装置51、第一球阀52、第一半球体521、第一转杆522、第一锥齿轮523、装置杆524、第二出气管6、第二球阀7、第二半球体71、第二转杆72、第二锥齿轮73、控制组件8、安装管81、电磁铁82、装置块83、弹簧84、滚珠螺母85、控制器86、滑槽811、滑块831、余热回收装置9、换热器91、进水管92、出水管93、第三连接管94、蒸汽发生器95、气液分离器96、汽轮机97、发电机98、第四连接管961、第五连接管971。

具体实施方式

一种烟气余热梯级回收利用装置，见图1-图6：其包括进气管1、脱硫装置2、第一级余热利用装置、第一级烟气后处理装置、第一出气管5、第二出气管6、余热回收装置9；进气管1的入口端连接空预器出口处的烟气，进气管1的输出端连接脱硫装置2后连接第一级余热利用装置的入口端；

第一级余热利用装置将高温烟气利用后排出；

第一级烟气后处理装置将通过第一级余热利用装置的烟气处理后排入第一出气管5的入口端，第一出气管5的出口端设置有第一阀体，第一出气管5内置有温度感应装置51，第一出气管5还旁通设置有第二出气管6，第一出气管5的旁通连接处连接第二出气管6的入口端，第二出气管6的出口端连接余热回收装置9的入口，第二出气管6上集成设置有第二阀体；

其还包括有控制组件8，控制组件8用于控制第一阀体和第二阀体交替开闭，控制组件8包括第一工作状态和第二工作状态，第一工作状态下控制组件8控制第一阀体处于关闭状态、第二阀体处于开启状态，第二工作状态下控制组件8控制第一阀体处于开启状态、第二阀体处于关闭状态；

温度感应装置51驱动控制组件8切换第一工作状态或第二工作状态。

具体实施时、见图1-图6：第一阀体具体为第一球阀52，第二阀体具体为第二球阀7；第一级余热利用装置具体为煤粉干燥器3，第一级烟气后处理装置具体为除尘装置4，脱硫装置2的出口通过第一连接管21连接至煤粉干燥器3的入口，煤粉干燥器3的出口通过第二连接管31连接除尘装置4的入口，除尘装置4的出口连接第一出气管5的入口。第一连接管21上设置有抽风泵22，煤粉干燥器3主要应用在对煤中水分的去除，实现对烟气余热的第一级利用，煤粉干燥器3主要有回转滚筒式干燥机、洒落式干燥机和沸腾层床干燥机，煤粉干燥器3上连接有第二连接管31，第二连接管31的输出端连接有除尘装置4，除尘装置4是除去或降低烟气中飞灰含量的装置，除尘装置4上连接有第一出气管5，且第一出气管5的内部设置有温度感应装置51，第一出气管5上设置有连通的第二出气管6，第一出气管5的内部设置有第一球阀52，第二出气管6的内部设置有第二球阀7，第二出气管6与第一出气管5的连接点位于温度感应装置51与第一球阀52之间，这样能够保证温度感应装置51准确的检测出烟气的温度，并加以利用，如果第一球阀52这是在第二出气管6与第一出气管5的连接点之前，此时不管第一球阀52的开关，烟气都会直接从第一出气管5排出；其还包括用于控制第一球阀52和第二球阀7交替开闭的控制组件8，第二出气管6的另一端连接有余热回收装置9。

具体工作时，将空预器出口烟气通入进气管1中，烟气经过脱硫装置2将烟气中含有的硫脱除，接着通过抽风泵22将烟气抽入煤粉干燥器3中，对煤粉进行预干燥，实现烟气余热的第一级利用，烟气在煤粉干燥器3中与煤分混合，产生烟尘，当烟气从煤粉干燥器3中排出时，需进入除尘装置4对烟气进行除尘，接着进入第一出气管5，此时温度感应装置51会检测烟气的温度，当烟气的热量不能够进一步利用时，进入第一工作状态，此时第一球阀52为打开状态，烟气直接通过第一球阀52从第一出气管5的另一端排出，当烟气的热量能够继续利用时，此时控制组件8控制第一球阀52关闭，控制第二球阀7打开、进入第二工作状态，烟气通过第二出气管6进入余热回收装置9进行余热回收第二级利用，该发明能够选择性的对烟气的余热进行回收利用，提高了烟气余热的利用率，当烟气中的热量较低时，进一步对烟气余热进行回收利用已不再适合，余热回收装置9启动的损失大于对烟气热量的利用，此时直接将烟气排出，更加合理的利用资源。

具体实施时，参阅图3和图4，第一球阀52包括活动设置在第一出气管5内部的且与第一出气管5内径相适配的第一半球体521，第一半球体521上连接有端部活动贯穿至第一出气管5外部的第一转杆522且第一转杆522的端部固定有第一锥齿轮523，第二球阀7包括活动设置在第二出气管6内部的且与第二出气管6内径相适配的第二半球体71，第二半球体71上连接有端部活动贯穿至第二出气管6外部的第二转杆72且第二转杆72的端部固定有与第一锥齿轮523啮合的第二锥齿轮73，需要说明的是，在初始状态下，第一球阀52将第一出气管5的两端连通，而第二球阀7将第二出气管6的两端隔断，温度感应装置51检测出烟气的温度，当温度较低时，第一球阀52余第二球阀7的状态均不改变，烟气直接从第一出气管5排出，当温度较高时，此时温度感应装置51将信息传递给控制组件8，控制组件8控制第一转杆522转动，带动第一半球体521转动，将第一出气管5的两端隔断，第一转杆522的转动带动第一锥齿轮523转动，第一锥齿轮523的转动带动啮合的第二锥齿轮73转动，从而带动第二转杆72转动，第二转杆72转动带动第二半球体71转动，使第二出气管6的两端连通，烟气进入第二出气管6的内部。

控制组件的具体结构、参见图5和图6：控制组件8包括安装管81，安装管81的内部固定有电磁铁82，安装管81的内部活动设置有装置块83且装置块83与电磁铁82之间连接有弹簧84，装置块83远离电磁铁82的一侧安装有滚珠螺母85，第一锥齿轮523上固定连接有与第一转杆522位于同一条线上的装置杆524，装置杆524上设置有螺纹结构且与滚珠螺母85螺纹连接，电磁铁82通过控制器、导线和电源与温度感应装置51之间电性连接，当烟气的温度较高时，温度感应装置51将信息传递给控制器86，控制器86通过电源与导线的电性连接对电磁铁82进行通电，此时电磁铁82产生磁力，吸引装置块83，装置块83向着电磁铁82移动，弹簧84产生弹力，装置块83带动滚珠螺母85移动，由于滚珠螺母85进行直线移动，从而带动螺纹连接的装置杆524转动，装置杆524的转动带动第一锥齿轮523转动，通过啮合的第二锥齿轮73，带动第一球阀52的关闭、第二球阀7的打开，当烟气进入到余热回收装置9中时，温度感应装置51感应到的温度下降，电磁铁82断电，在弹簧84的弹力下，装置块83远离电磁铁82，第一球阀52重新将第一出气管5的两端连通，第二球阀7重新将第二出气管6的两端隔断。

安装管81内壁的相对两侧均开设有滑槽811，装置块83上固定有滑动安装在滑槽811内部的滑块831，用于对装置块83进行限位，防止装置块83在安装管81的内部发生转动。

余热回收装置9的结构见图1和图2，余热回收装置9包括连接在第二出气管6另一端的换热器91，换热器91上设置有进水管92与出水管93，换热器91是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器，换热器91通过第三连接管94连接有蒸汽发生器95，蒸汽发生器95的一侧连接有汽液分离器96，汽液分离器96可安装在气体压缩机的出入口用于汽液分离，分馏塔顶冷凝冷却器后气相除雾，各种气体水洗塔，吸收塔及解析塔的气相除雾等，气液分离器96也可应用于气体除尘，油水分离及液体脱除杂质等多种工业及民用应用场合，汽液分离器96的一侧连接有汽轮机97，汽轮机97的一侧连接有发电机98，发电机98是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机97、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机98，再由发电机98转换为电能，发电机98在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途，此处的发电机98通过汽轮机97驱动发电，进一步地对烟气中的余热进行回收利用。

为了进一步地提高资源的利用率，汽液分离器96与进水管92之间连接有第四连接管961，汽轮机97与进水管92之间连接有第五连接管971，汽液分离器96分离的液体会通过第四连接管961进入进水管92的内部，汽轮机97产生的液体会通过第五连接管971进入进水管92的内部，进行循环使用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。