[实用新型]一种火力发电厂氢气、氧气回收利用系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及火力发电厂锅炉燃烧技术领域，确切地说是一种火力发电厂氢气、氧气回收利用系统。

背景技术

氢气作为一种主要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体之一，在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着广泛的应用。氢气是一种高热值、无污染的宝贵的二次能源，纯净的氢气可在空气中安静地燃烧，同时放出大量的热；除核燃料外，氢气的热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142351kJ/kg，是汽油热值的3倍。由于氢气是密度最轻的气体，导热系数大，冷却效率高，现代大中型发电机普遍采用氢气冷却技术。但随着发电机的运行，其内部的氢气纯度会下降、湿度会增大，现有技术发电机氢气系统设有的浮子检漏手动定期排污装置及连续运行的氢气干燥装置，仍不能保证发电机内的氢气纯度和干度满足要求，必须根据日常检测情况进行一定量的排污并且补充纯度合格的新鲜氢气，才能保证发电机的安全运行。现有技术氢气冷却发电机的氢气系统设有排大气母管与发电机内顶部、底部的气体汇流管及底部的多个排污点连接，连接管道上设有相应的控制阀门，开启有关控制阀门即可实现发电机内气体的排放。然而氢气制取的成本高，技术复杂。火力发电厂采用电解法制氢气，其纯度较高，即使在发电机冷却过程中其纯度降低后不能满足需要而排污的氢气，其纯度也接近96％，远在其爆炸极限4％～75.5％之外，在火力发电厂完全可以就地作为锅炉的高能添加燃料加以利用，现有的直排大气方式则是一种极大的能源、资源浪费。与锅炉燃烧相关的另一个问题是：掺假导致电煤质量严重下降，机组负荷带不上去，锅炉主、辅设备磨损加剧，锅炉灭火事故增加，国家和企业蒙受重大经济损失；在此背景下，科学合理地向原煤中添加着火点较低、热值很高的氢气，却可以强化锅炉燃烧，有百利而无一害。氧气则更是一切能量的转化剂，没有氧气，一切生命无法存在，一切燃烧过程无法进行。水电解过程中产生2份氢气和1份氧气，氢气被储存，供发电机冷却用，而纯度高达99％的氧气却被完全对空排放了。众所周知，锅炉燃烧产物中NO_X产生的根源是由于助燃空气中存在大量的氮气，让纯氧参与锅炉燃烧化学反应无疑可以降低锅炉烟气中NO_X的含量，减少对大气的污染。现有技术采用的加入NH₃来脱除烟气中NO_X的方法却使火力发电厂的运营成本大幅度增加，且又带来一系列新的问题，如脱硝装置使用的催化剂运行期间富集了大量重金属，废弃催化剂需要进行无害化处理，还有剧毒物质NH₃的逃逸、泄露造成的氨污染等问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种火力发电厂氢气、氧气回收利用系统，为火力发电厂锅炉补充高能、清洁燃料及高纯助燃剂。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种火力发电厂氢气、氧气回收利用系统，包括氢气回收罐(1)、氧气回收罐(2)、捞渣机槽体(3)、氢气安全放散器(4)、锅炉冷灰斗(5)、发电机(6)及阀门(V1～V22)和管道(P1～P7)，其特征在于：发电机(6)设有充氢气管(P3)、充二氧化碳管(P2)、充压缩空气管(P1)及排大气管(P4)，捞渣机槽体(3)位于锅炉冷灰斗(5)的下面，在发电机气体排大气阀(V1)前和发电机充氢管道排大气阀(V2)前设有与氢气回收罐(1)连接的氢气回收管道，该回收管道上设有回收阀(V3、V4、V5)；在捞渣机槽体(3)的一侧设有氢气安全放散器(4)，氢气回收罐(1)与氢气安全放散器(4)通过管道连接，该连接管道上设有锅炉供氢截止阀(V6)和锅炉供氢快关阀(V7)；锅炉供氢截止阀(V6)后的放散管上设有放散阀(V8)，锅炉供氢快关阀(V7)后的取样管上设有取样阀(V11)；锅炉供氢快关阀(V7)后与氢气安全放散器(4)的连接管道也可直接与氢气喷射管(P5)连接，氢气喷射管(P5)的喷射段设于冷却风管(P6)内，氢气喷射管(P5)的末端设有止回阀(图中未示出)；氢气安全放散器(4)设有注水阀(V9)和水封破坏阀(V10)。氧气回收罐(2)设有与制氢站电解槽氧气排空阀门组(V17)前连接的管道，该连接管道上设有氧气回收罐进气阀门组(V18)，氧气回收罐进气阀门组(V18)后的稀释管上设有稀释阀(V22)；在捞渣机槽体(3)另一侧的内侧设有氧气扩散管(P7)，氧气回收罐(2)的排气管与氧气扩散管(P7)连接，该排气管上设有氧气回收罐排气阀(V19、V20)及锅炉供氧快关阀(V21)。