礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)，包括直立式煙氣管道、垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)、氣流加速裝置、數(shù)據(jù)處理裝置。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)穿過第一固定孔并與直立式煙氣管道固定，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片位于直立式煙氣管道中，且垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與直立式煙氣管道的中軸線垂直，氣流加速裝置穿過第二固定孔并與直立式煙氣管道固定，氣流加速裝置的水霧噴頭位于直立式煙氣管道中，的水霧噴頭包括基座、第一噴頭、第二噴頭、第三噴頭，第二噴頭與直立式煙氣管道的中軸線垂直，第一噴頭指向垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片，第三噴頭指向直立式煙氣管道的底部；數(shù)據(jù)處理裝置控制氣流加速裝置工作，直立式煙氣管道的內(nèi)壁上還設(shè)置有換熱管。
【專利說明】礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金過程中余熱回收利用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在各種工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中需要大量的能源消耗，生產(chǎn)過程中由各種熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備、用能設(shè)備和化學(xué)方應(yīng)設(shè)備中產(chǎn)生而未被利用的熱能，而且也會在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的各種形式的余熱，余熱的來源主要有工業(yè)排氣余熱、高溫產(chǎn)品及爐渣的余熱、冷卻介質(zhì)的余熱、化學(xué)方應(yīng)過程中生成的棄熱、可燃廢氣、廢料、廢液的熱能以及廢汽、廢水的余熱，而工業(yè)鍋爐的平均熱效率只有67 %，其余的能源通過高溫的廢煙氣排放到大氣當(dāng)中，造成極大的浪費(fèi)。
[0003]鍋爐工業(yè)的余熱利用是目前節(jié)能中的一個(gè)重要課題，其具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。例如，鍋爐工業(yè)中的冶煉爐余熱利用，通過將冶煉爐排出的廢熱轉(zhuǎn)換為其他能源，如電能、蒸汽能或者作為動(dòng)力直接去驅(qū)動(dòng)其他機(jī)械設(shè)備及供熱。
[0004]例如，現(xiàn)有技術(shù)中利用鍋爐煙氣余熱進(jìn)行發(fā)電的余熱發(fā)電系統(tǒng)10，請同時(shí)參看圖1，該余熱發(fā)電系統(tǒng)10大致由蒸汽鍋爐11、汽輪機(jī)12、發(fā)電機(jī)13、除氧給水裝置14組成，除氧給水裝置14用于除去軟化水及冷凝水中的氧氣，并將除氧后的冷凝水、軟化水輸送給蒸汽鍋爐11以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用；蒸汽鍋爐11用于接收從冶煉爐輸送的高溫?zé)煔?，并利用高溫?zé)煔饧訜岢踅o水裝置14輸送的軟化水及冷凝水以產(chǎn)生蒸汽，并將蒸汽輸送給汽輪機(jī)12，汽輪機(jī)12的轉(zhuǎn)子軸與發(fā)電機(jī)13的轉(zhuǎn)子軸連接，進(jìn)入汽輪機(jī)12的蒸氣室的蒸汽做功以使汽輪機(jī)12的轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)13的轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而最終實(shí)現(xiàn)余熱發(fā)電。
[0005]上述余熱發(fā)電系統(tǒng)用到的設(shè)備較多，如此使得現(xiàn)有的余熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)負(fù)載且制造成本聞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單且成本低的礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)。
[0007]一種礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)，包括直立式煙氣管道、垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)、氣流加速裝置、數(shù)據(jù)處理裝置。直立式煙氣管道的管壁上開設(shè)有第一固定孔、第二固定孔，第一固定孔位于第二固定孔的上方，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)穿過第一固定孔并與直立式煙氣管道固定，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片位于直立式煙氣管道中，且垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與直立式煙氣管道的中軸線垂直，氣流加速裝置穿過第二固定孔并與直立式煙氣管道固定，氣流加速裝置的水霧噴頭位于直立式煙氣管道中，以將水霧噴灑在直立式煙氣管道中，通過高溫?zé)煔鈱⑺F加熱以獲得水蒸氣，進(jìn)而利用水蒸氣及煙氣推動(dòng)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)煙氣余熱發(fā)電。數(shù)據(jù)處理裝置與氣流加速裝置電性連接，數(shù)據(jù)處理裝置用于控制氣流加速裝置工作。直立式煙氣管道的內(nèi)壁上還設(shè)置有換熱管，換熱管以環(huán)裝盤繞方式與直立式煙氣管道的內(nèi)壁相對固定，且換熱管靠近直立式煙氣管道的底部，換熱管的進(jìn)水口用于通過管道與輸水增壓泵的出水口連接，換熱管的具有第一排水口、第二排水口，第一排水口用于與氣流加速裝置的水流輸送泵的進(jìn)水口連接，已將加熱的水通過氣流加速裝置的水流輸送泵輸送給氣流加速裝置的水霧噴頭，第二排水口用于與外界的熱水輸送系統(tǒng)連接，以將加熱的水輸送出去供外界使用。
[0008]優(yōu)選的，氣流加速裝置的水霧噴頭包括基座、及設(shè)置在基座上的第一噴頭、第二噴頭、第三噴頭，第二噴頭與直立式煙氣管道的中軸線垂直，第一噴頭指向垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片且第一噴頭與第二噴頭的夾角為20度至85度、第三噴頭指向直立式煙氣管道的底部且第三噴頭與第二噴頭的夾角為20度至85度；數(shù)據(jù)處理裝置與氣流加速裝置電性連接，并控制第一噴頭、第二噴頭、第三噴頭工作。
[0009]優(yōu)選的，礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)還包括氣流檢測裝置、灰塵檢測裝置，氣流檢測裝置、灰塵檢測裝置的檢測端設(shè)置在直立式煙氣管道中，數(shù)據(jù)處理裝置與氣流檢測裝置、灰塵檢測裝置電性連接，氣流檢測裝置用于檢測直立式煙氣管道內(nèi)的空氣的流速，并產(chǎn)生對應(yīng)的氣流值，灰塵檢測裝置用于檢測直立式煙氣管道內(nèi)的空氣中的粉塵的濃度，并產(chǎn)生對應(yīng)的粉塵濃度值，數(shù)據(jù)處理裝置用于根據(jù)氣流檢測裝置產(chǎn)生的氣流值、灰塵檢測裝置產(chǎn)生的粉塵濃度值及預(yù)存的基準(zhǔn)氣流值、基準(zhǔn)粉塵濃度值控制氣流加速裝置中的第一噴頭、第二噴頭、第三噴頭工作，以實(shí)現(xiàn)對直立式煙氣管道內(nèi)的空氣流速及粉塵濃度的調(diào)整。
[0010]上述礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單且成本低，該礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)包括直立式煙氣管道、垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)、氣流加速裝置，將垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接設(shè)置在直立式煙氣管道中，并通過設(shè)置在立式煙氣管道中的氣流加速裝置來為垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)提供足夠的空氣動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的持續(xù)發(fā)電，同時(shí)利用氣流加速裝置噴出的水霧來消除煙氣中的顆?；覊m，且水流過直立式煙氣管道的內(nèi)壁上的換熱管時(shí)，高溫?zé)煔饪梢约訜崃鬟^換熱管的水，如此可以供給外界使用，同時(shí)將溫度較高的水提供給氣流加速裝置，氣流加速裝置將較高溫度的水噴入直立式煙氣管道內(nèi)時(shí)更易汽化，進(jìn)而保證直立式煙氣管道內(nèi)的氣流穩(wěn)定推動(dòng)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)的功能模塊示意圖。
[0012]附圖2是一較佳實(shí)施方式的礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖3是圖2中的礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)的功能模塊示意圖。
[0014]附圖4是圖2中氣流加速裝置的水霧噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:煙氣余熱發(fā)電系統(tǒng)10、蒸汽鍋爐11、汽輪機(jī)12、發(fā)電機(jī)13、除氧給水裝置14、凝汽器141、凝汽射水泵142、凝汽水泵143、凝汽器射水抽氣器144、除氧器145、除氧器真空循環(huán)泵146、礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)100、直立式煙氣管道20、第一固定孔21、第二固定孔22、垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)30、葉片31、氣流加速裝置40、水霧噴頭41、基座410、第一噴頭
411、第二噴頭412、第三噴頭413、數(shù)據(jù)處理裝置50、換熱管60、氣流檢測裝置70、灰塵檢測裝置80。

【具體實(shí)施方式】
[0016]請同時(shí)參看圖2及圖4，礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)100包括直立式煙氣管道20、垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)30、氣流加速裝置40、數(shù)據(jù)處理裝置50。
[0017]直立式煙氣管道20的管壁上開設(shè)有第一固定孔21、第二固定孔22，第一固定孔21位于第二固定孔22的上方，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)30穿過第一固定孔21并與直立式煙氣管道20固定,垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)30的葉片31位于直立式煙氣管道20中，且垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)30的風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與直立式煙氣管道20的中軸線垂直，氣流加速裝置40穿過第二固定孔22并與直立式煙氣管道20固定，氣流加速裝置40的水霧噴頭41位于直立式煙氣管道20中，以將水霧噴灑在直立式煙氣管道20中，通過高溫?zé)煔鈱⑺F加熱以獲得水蒸氣，進(jìn)而利用水蒸氣及煙氣推動(dòng)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)30的葉片31轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)煙氣余熱發(fā)電。數(shù)據(jù)處理裝置50與氣流加速裝置40電性連接，并控制氣流加速裝置40工作。直立式煙氣管道20的內(nèi)壁上還設(shè)置有換熱管60，換熱管60以環(huán)裝盤繞方式與直立式煙氣管道20的內(nèi)壁相對固定，且換熱管60靠近直立式煙氣管道20的底部，換熱管60的進(jìn)水口用于通過管道與輸水增壓泵的出水口連接，換熱管還具有第一排水口、第二排水口，第一排水口用于與氣流加速裝置40的水流輸送泵的進(jìn)水口連接，已將加熱的水通過氣流加速裝置的水流輸送泵輸送給氣流加速裝置40的水霧噴頭41，第二排水口用于與外界的熱水輸送系統(tǒng)連接，以將加熱的水輸送出去供外界使用。
[0018]其中，氣流加速裝置的水霧噴頭41包括基座410、及設(shè)置在基座410上的第一噴頭411、第二噴頭412、第三噴頭413，第二噴頭412與直立式煙氣管道20的中軸線垂直，第一噴頭411指向垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)30的葉片31且第一噴頭411與第二噴頭412的夾角為20度至85度，第三噴，413指向直立式煙氣管道20的底部且第三噴頭413與第二噴頭412的夾角為20度至85度；數(shù)據(jù)處理裝置50控制第一噴頭411、第二噴頭412、第三噴頭413工作，例如，控制第一噴頭411、第二噴頭412、第三噴頭413單獨(dú)噴水或者交替噴水。直立式煙氣管道20可以和企業(yè)的煙氣管道相連，企業(yè)的煙氣管道將除塵后的煙氣輸送至直立式煙氣管道20。
[0019]進(jìn)一步的，礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)100還包括氣流檢測裝置70、灰塵檢測裝置80，氣流檢測裝置70、灰塵檢測裝置80的檢測端設(shè)置在直立式煙氣管道20中，數(shù)據(jù)處理裝置50與氣流檢測裝置70、灰塵檢測裝置80、氣流加速裝置40電性連接，氣流檢測裝置70用于檢測直立式煙氣管道20內(nèi)的空氣的流速，并產(chǎn)生對應(yīng)的氣流值，灰塵檢測裝置80用于檢測直立式煙氣管道20內(nèi)的空氣中的粉塵的濃度，并產(chǎn)生對應(yīng)的粉塵濃度值，數(shù)據(jù)處理裝置50用于根據(jù)氣流檢測裝置70產(chǎn)生的氣流值、灰塵檢測裝置80產(chǎn)生的粉塵濃度值及預(yù)存的基準(zhǔn)氣流值、預(yù)存的基準(zhǔn)粉塵濃度值控制氣流加速裝置中的第一噴頭411、第二噴頭
412、第三噴頭413工作，以實(shí)現(xiàn)對直立式煙氣管道20內(nèi)的空氣流速及粉塵濃度的調(diào)整。例如，數(shù)據(jù)處理裝置50在判斷出氣流檢測裝置70產(chǎn)生的氣流值小于預(yù)存的基準(zhǔn)氣流值時(shí)，控制第一噴頭411、第二噴頭412、第三噴頭413工作，以提高直立式煙氣管道20內(nèi)的空氣流速；或者在判斷出灰塵檢測裝置80產(chǎn)生的粉塵濃度值大于預(yù)存的基準(zhǔn)粉塵濃度值時(shí)，控制第三噴頭413、第二噴頭412、第一噴頭411依次工作，以實(shí)現(xiàn)直立式煙氣管道20內(nèi)的煙氣降塵。
[0020]上述礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)100結(jié)構(gòu)簡單且成本低，該礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)100包括直立式煙氣管道20、垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)30、氣流加速裝置40，將垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)30直接設(shè)置在直立式煙氣管道20中，并通過設(shè)置在立式煙氣管道20中的氣流加速裝置40來為垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)30提供足夠的空氣動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)30的持續(xù)發(fā)電，同時(shí)利用氣流加速裝置40噴出的水霧來消除煙氣中的顆?；覊m，且水流過直立式煙氣管道20的內(nèi)壁上的換熱管60時(shí)，高溫?zé)煔饪梢约訜崃鬟^換熱管60的水，如此可以供給外界使用，同時(shí)將溫度較高的水提供給氣流加速裝置40，氣流加速裝置40將較高溫度的水噴入直立式煙氣管道20內(nèi)時(shí)更易汽化，進(jìn)而保證直立式煙氣管道20內(nèi)的氣流穩(wěn)定推動(dòng)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)30的葉片31。
【權(quán)利要求】
1.一種礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)，其特征在于:包括直立式煙氣管道、垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)、氣流加速裝置、數(shù)據(jù)處理裝置；直立式煙氣管道的管壁上開設(shè)有第一固定孔、第二固定孔，第一固定孔位于第二固定孔的上方，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)穿過第一固定孔并與直立式煙氣管道固定，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片位于直立式煙氣管道中，且垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與直立式煙氣管道的中軸線垂直，氣流加速裝置穿過第二固定孔并與直立式煙氣管道固定，氣流加速裝置的水霧噴頭位于直立式煙氣管道中，以將水霧噴灑在直立式煙氣管道中，通過高溫?zé)煔鈱⑺F加熱以獲得水蒸氣，進(jìn)而利用水蒸氣及煙氣推動(dòng)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)煙氣余熱發(fā)電；數(shù)據(jù)處理裝置與氣流加速裝置電性連接，數(shù)據(jù)處理裝置用于控制氣流加速裝置工作；直立式煙氣管道的內(nèi)壁上還設(shè)置有換熱管，換熱管以環(huán)裝盤繞方式與直立式煙氣管道的內(nèi)壁相對固定，且換熱管靠近直立式煙氣管道的底部，換熱管的進(jìn)水口用于通過管道與輸水增壓泵的出水口連接，換熱管的具有第一排水口、第二排水口，第一排水口用于與氣流加速裝置的水流輸送泵的進(jìn)水口連接，已將加熱的水通過氣流加速裝置的水流輸送泵輸送給氣流加速裝置的水霧噴頭，第二排水口用于與外界的熱水輸送系統(tǒng)連接，以將加熱的水輸送出去供外界使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)，其特征在于:氣流加速裝置的水霧噴頭包括基座、及設(shè)置在基座上的第一噴頭、第二噴頭、第三噴頭，第二噴頭與直立式煙氣管道的中軸線垂直，第一噴頭指向垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片且第一噴頭與第二噴頭的夾角為20度至85度、第三噴頭指向直立式煙氣管道的底部且第三噴頭與第二噴頭的夾角為20度至85度；數(shù)據(jù)處理裝置與氣流加速裝置電性連接，并控制第一噴頭、第二噴頭、第三噴頭工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)，其特征在于:礦熱爐余熱發(fā)電加熱系統(tǒng)還包括氣流檢測裝置、灰塵檢測裝置，氣流檢測裝置、灰塵檢測裝置的檢測端設(shè)置在直立式煙氣管道中，數(shù)據(jù)處理裝置與氣流檢測裝置、灰塵檢測裝置電性連接，氣流檢測裝置用于檢測直立式煙氣管道內(nèi)的空氣的流速，并產(chǎn)生對應(yīng)的氣流值，灰塵檢測裝置用于檢測直立式煙氣管道內(nèi)的空氣中的粉塵的濃度，并產(chǎn)生對應(yīng)的粉塵濃度值，數(shù)據(jù)處理裝置用于根據(jù)氣流檢測裝置產(chǎn)生的氣流值、灰塵檢測裝置產(chǎn)生的粉塵濃度值及預(yù)存的基準(zhǔn)氣流值、基準(zhǔn)粉塵濃度值控制氣流加速裝置中的第一噴頭、第二噴頭、第三噴頭工作，以實(shí)現(xiàn)對直立式煙氣管道內(nèi)的空氣流速及粉塵濃度的調(diào)整。
【文檔編號】F27D17/00GK104329950SQ201410581191
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】穆祥, 王西來, 董偉勝 申請人:寧夏天縱泓光余熱發(fā)電技術(shù)有限公司