用火藥進行發(fā)電的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)電系統(tǒng)，具體涉及一種用火藥進行發(fā)電的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]世界經(jīng)濟的現(xiàn)代化，得益于化石能源，如火藥、石油、天然氣、煤炭與核裂變能的廣泛投入應(yīng)用，因而，它是建筑在化石能源基礎(chǔ)之上的一種經(jīng)濟，然而，這一經(jīng)濟的資源載體將在21世紀上半葉迅速地接近枯竭，可支配的石化能源已近極限，2014年我國的耗用達到了 60億噸標煤，可開采年度從1995年的約170年縮小近一半時間，北方幾省市近年大面積產(chǎn)生霧霾與大量動力煤消耗有著直接的因果關(guān)系，大量消減燃燒煤炭的消耗，縮減污染物排放，已提高到國家發(fā)展戰(zhàn)略上來。
[0003]火藥是我國古代的四大發(fā)明之一，距今已有一千多年的歷史，火藥是在適當?shù)耐饨缒芰孔饔孟?，自身能進行迅速而有規(guī)律的燃燒，同時生成大量高溫燃氣的物質(zhì)，主要用作槍彈、炮彈的發(fā)射藥和火箭的推進劑及其他驅(qū)動裝置的能源。
[0004]火藥著火時，硝酸鉀分解放出的氧氣，使木炭和硫磺劇烈燃燒，瞬間產(chǎn)生大量的熱和氮氣、二氧化碳等氣體，由于體積急劇膨脹，壓力猛烈增大，體積可膨脹近萬倍，在有限的空間里，氣體受熱迅速膨脹，固體生成物的微粒分散在氣體里，所以產(chǎn)生大量的沖擊波?；鹚幦紵漠a(chǎn)物大部分是二氧化碳和水，還有氮氧化物，少量CO、K2C03、K2S04和K2S2等，生成物中有許多固體物質(zhì)殘渣。
[0005]目前，民用方面用于制造節(jié)日用的焰火和爆竹，還用于采石、伐木和礦山的爆破，尚未有利用火藥進行發(fā)電的方法和系統(tǒng)，并且，成品火藥的存放面臨各種潛在的爆炸性危險事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種利用火藥進行發(fā)電的系統(tǒng)和方法。
[0007]本發(fā)明是通過這樣的技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
第一，一種用火藥進行發(fā)電的系統(tǒng)，包括:
原料制備系統(tǒng)，包括多個分別布置的原料倉庫，每一原料倉庫分別與合成機連通；
計量循環(huán)系統(tǒng)，與合成機連接，對合成機內(nèi)的混合原料進行計量調(diào)節(jié)；
控制系統(tǒng)，與所述原料倉庫以及計量循環(huán)系統(tǒng)連接；
沖擊輪機系統(tǒng)，包括燃燒機和沖擊輪機，其中，燃燒機的一端與合成機連接，另一端與沖擊輪機連接，沖擊輪機的另一端與發(fā)電輸電系統(tǒng)相連接；
除塵消聲過濾系統(tǒng)，包括依次與沖擊輪機連接的消聲器和排氣冷卻系統(tǒng)，排氣冷卻系統(tǒng)一端與脫硫脫硝設(shè)備連接，一端分成兩個支路，分別連接氣力除灰系統(tǒng)和過濾除塵器，然后合成一條總路與沖擊輪機連接，用于對沖擊輪機排出廢氣中的熱量進行除塵過濾，送至沖擊輪機中進行熱量回收利用；有更多余的熱量可以進行交換利用；
凈化處理系統(tǒng)，包括與排氣冷卻系統(tǒng)連接的脫硫脫硝設(shè)備，以及連接在脫硫脫硝設(shè)備與排氣裝置之間的氣體除塵過濾裝置，用于對沖擊輪機排出廢氣的脫硫脫硝處理，進行廢氣無污染排放；
發(fā)電輸電系統(tǒng)，包括發(fā)電機和輸變電設(shè)備，其中，發(fā)電機一端與沖擊輪機連接，另一端與輸變電設(shè)備連接。
[0008]進一步的是，所述沖擊輪機上設(shè)置有潤滑系統(tǒng)和冷卻循環(huán)機，用于對沖擊輪機進行潤滑和冷卻，防止其長時間工作發(fā)熱量過大，影響系統(tǒng)綜合性能。
[0009]進一步的是，所述控制系統(tǒng)包括與計量循環(huán)系統(tǒng)連接的電信號傳感器、控制處理器和電信號執(zhí)行器，用于對原始黑火藥混合料進行實時監(jiān)控，并根據(jù)發(fā)電功率來進行調(diào)節(jié)。
[0010]第二，采用上述系統(tǒng)進行火藥發(fā)電的方法，是將硝酸鉀、碳素原料、硫磺粉、石蠟分開置于原料倉庫中，按重量比計，以硝酸鉀80份、碳素原料10份、硫磺粉9.5份、石蠟0.5份，輸送于合成機中攪拌均勻，制得火藥混合料，送入燃燒機中進行燃燒，此時每IKG火藥混合料燃燒產(chǎn)生600至900L的氣體，釋放熱量2900至6300Kv/kg，并把氣體加熱到2000至30000C，釋放速度達3000-8000m/s，輸出到發(fā)電機的功率為IKw至500Mw;同時，通過排氣冷卻系統(tǒng)對沖擊輪機排出的廢氣進行處理，其中，與脫硫脫硝設(shè)備連接的支路用于對廢氣進行脫硫脫硝，過濾或進行熱交換后排放，與氣力除灰系統(tǒng)和過濾除塵器的支路用于對廢氣中的熱量進行除塵、過濾處理，并回收至燃燒機。
[0011 ] 向火藥混合料中加入梯恩梯、黑索金、奧克托金、太安、銷化甘油、六硝基芪、六硝基六氮、膨化硝銨的其中一種或幾種，以增加火藥混合料的威力與猛度，提高原料的利用率。
[0012]采用上述系統(tǒng)進行火藥發(fā)電，實現(xiàn)了原料的實時配制和生產(chǎn)，原材料在生產(chǎn)前，都是單質(zhì)的原料，比如硝酸鉀、硫磺粉，都是普通的物品，即使外露放置，也不存在爆炸的危險；從原料倉庫出來的原料在合成要中配制好的黑火藥原料成品立即送入燃燒機，防止火藥原料暴露在外，避免各種潛在的危險，其安全性和穩(wěn)定性均得到了保障，實時生產(chǎn)，實時使用，實現(xiàn)即時配料生產(chǎn)；采用燃燒機與沖擊輪機直接連接的配合結(jié)構(gòu)，可迅速釋放火藥燃燒產(chǎn)生的能量；通過計量循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，可以控制進入燃燒機的原料使用量，可根據(jù)需要調(diào)整火藥燃燒爆炸產(chǎn)生的威力，做到安全控制；以建設(shè)10Mff火力發(fā)電廠為比較，用傳統(tǒng)的煤作燃料，發(fā)電機組約需8億元建設(shè)費用，每天消耗發(fā)熱量為7000大卡/Kg，大約96噸動力煤，而用火藥作燃料，改造發(fā)電機組僅需3億元，運行期間燃料成本可節(jié)約至少十分之一，有害物質(zhì)的的排放不足火電廠的十分之一，火藥燃料體積質(zhì)量不到煤的十分之一，而配制火藥的原料均為可再生且儲量龐大的能源，并且其功能轉(zhuǎn)化率可達75%至86%，轉(zhuǎn)化率尚O
【附圖說明】
[0013]圖1為本案采用火藥作為原料進行發(fā)電的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0014]為了更加清楚地理解本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及有益效果，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明，但并不將本發(fā)明的保護范圍限定在以下實施例中。
[0015]如圖1所示，一種用火藥進行發(fā)電的系統(tǒng)，其原料制備系統(tǒng)包括多個分別布置的原料倉庫，每一原料倉庫分別與合成機連通；計量循環(huán)系統(tǒng)與合成機連接，以對合成機內(nèi)的混合原料進行計量調(diào)節(jié)；控制系統(tǒng)與所述原料倉庫以及計量循環(huán)系統(tǒng)連接；沖擊輪機系統(tǒng)包括燃燒機和沖擊輪機，其中，燃燒機的一端與合成機連接，另一端與沖擊輪機連接，沖擊輪機的另一端與發(fā)電輸電系統(tǒng)相連接；除塵消聲過濾系統(tǒng)包括依次與沖擊輪機連接的消聲器和排氣冷卻系統(tǒng)，排氣冷卻系統(tǒng)一端與脫硫脫硝設(shè)備連接，一端分成兩個支路，分別連接氣力除灰系統(tǒng)和過濾除塵器，然后合成一條總路與沖擊輪機連接，用于對沖擊輪機排出廢氣中的熱量進行除塵過濾，送至沖擊輪機中進行熱量回收利用；凈化處理系統(tǒng)包括與排氣冷卻系統(tǒng)連接的脫硫脫硝設(shè)備，以及連接在脫硫脫硝設(shè)備與排氣裝置之間的氣體除塵過濾裝置，用于對沖擊輪機排出廢氣的脫硫脫硝處理，進行廢氣無污染排放；發(fā)電輸電系統(tǒng)包括發(fā)電機和輸變電設(shè)備，其中，發(fā)電機一端與沖擊輪機連接，另一端與輸變電設(shè)