專利名稱：一種干法水泥生產(chǎn)線的余熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種干法水泥生產(chǎn)線的余熱發(fā)電系統(tǒng)，屬于余熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在干法水泥生產(chǎn)線中，目前僅布置窯頭和窯尾余熱鍋爐以生產(chǎn)低壓低溫過熱蒸汽，尤其對窯頭余熱鍋爐，當(dāng)給水溫度為105℃時(shí)，無法使排煙溫度達(dá)到120℃，為了提高余熱鍋爐熱利用率，目前常用以下回收系統(tǒng)回收熱量(1)凝結(jié)水經(jīng)低壓系統(tǒng)省煤器，進(jìn)入擴(kuò)容器，閃蒸成低壓飽和蒸汽，補(bǔ)入汽輪機(jī)低壓缸作功。
(2)凝結(jié)水進(jìn)入獨(dú)立的低壓系統(tǒng)省煤器和蒸發(fā)器，產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽，補(bǔ)入汽輪機(jī)低壓缸作功。
上述二系統(tǒng)均生產(chǎn)低壓飽和蒸汽，熱循環(huán)效率低，回收余熱能力不大，增加發(fā)電功率不多，且汽輪機(jī)末級蒸汽濕度較大，使汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能提高系統(tǒng)利用率及鍋爐熱效率的干法水泥生產(chǎn)線的余熱發(fā)電系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種干法水泥生產(chǎn)線的余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括窯頭余熱鍋爐、窯尾余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組、冷凝器、凝結(jié)水泵、除氧器、給水泵，窯頭余熱鍋爐與窯尾余熱鍋爐并聯(lián)，汽輪發(fā)電機(jī)組的出口與冷凝器進(jìn)口連接，冷凝器的出口與凝結(jié)水泵連接，除氧器的出口通過給水泵分別與窯頭余熱鍋爐和窯尾余熱鍋爐連接，其特征在于，在并聯(lián)的窯頭余熱鍋爐、窯尾余熱鍋爐與汽輪發(fā)電機(jī)組之間設(shè)有三次風(fēng)余熱鍋爐，窯頭余熱鍋爐和窯尾余熱鍋爐的出口并聯(lián)后與三次風(fēng)余熱鍋爐的進(jìn)口相串聯(lián)，三次風(fēng)余熱鍋爐的出口與汽輪發(fā)電機(jī)組的進(jìn)口相連接，在凝結(jié)水泵與除氧器之間設(shè)有低壓省煤器，低壓省煤器的進(jìn)口與凝結(jié)水泵連接，低壓省煤器的出口與除氧器的進(jìn)口連接。
本發(fā)明除了干法水泥生產(chǎn)線中設(shè)置窯頭和窯尾余熱鍋爐外，還增設(shè)了一臺三次風(fēng)余熱鍋爐，由低壓省煤器取代原來的低壓加熱器，窯頭和窯尾余熱鍋爐僅產(chǎn)生飽和蒸汽，三次風(fēng)余熱鍋爐把飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽，這是因?yàn)槟芰吭谵D(zhuǎn)換過程中除了遵循熱力學(xué)第一定律外，還必須符合熱力學(xué)第二定律所闡述的原理即高能級的余熱應(yīng)利用高參數(shù)的工質(zhì)進(jìn)行回收；低能級的余熱應(yīng)利用低參數(shù)的工質(zhì)進(jìn)行回收；其特點(diǎn)如下1.增加一臺三次風(fēng)余熱鍋爐可以提高蒸汽的初參數(shù)，發(fā)電功率可至少增加50％；2.一改余熱鍋爐不裝置減溫器的做法，在三次風(fēng)余熱鍋爐中裝置噴水減溫器調(diào)節(jié)過熱汽溫，以保證余熱鍋爐發(fā)電穩(wěn)發(fā)；3.窯頭和窯尾余熱鍋爐還分別設(shè)置獨(dú)立的高壓省煤器和低壓省煤器，該設(shè)計(jì)除了能使可利用熱源的終溫進(jìn)一步降低，達(dá)到對廢氣的余熱深度利用外，還能利用低能級熱源替代除氧器所需較高能級的加熱熱源量，以進(jìn)一步達(dá)到提高系統(tǒng)發(fā)電能力的目的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，系統(tǒng)簡單，可利用標(biāo)準(zhǔn)系列的汽輪機(jī)配套，循環(huán)熱效率高，系統(tǒng)輸出電功率可獲大幅提高。


圖1為一種干法水泥生產(chǎn)線的余熱發(fā)電系統(tǒng)示意圖；圖2、3為窯頭余熱鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖；圖4、5為窯尾余熱鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖；圖6、7為三次風(fēng)余熱鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖；圖8、9為除塵器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例如圖1所示，為一種干法水泥生產(chǎn)線的余熱發(fā)電系統(tǒng)示意圖，所述的一種干法水泥生產(chǎn)線的余熱發(fā)電系統(tǒng)由窯頭余熱鍋爐1、窯尾余熱鍋爐2、汽輪發(fā)電機(jī)組3、冷凝器4、凝結(jié)水泵5、低壓省煤器6、除氧器7、給水泵8和三次風(fēng)余熱鍋爐9組成。窯頭余熱鍋爐1、窯尾余熱鍋爐2為并聯(lián)，產(chǎn)生飽和蒸汽，窯頭余熱鍋爐1和窯尾余熱鍋爐2的出口并聯(lián)后與三次風(fēng)余熱鍋爐9的進(jìn)口相串聯(lián)，三次風(fēng)余熱鍋爐9的出口與汽輪發(fā)電機(jī)組3的進(jìn)口相連接，汽輪發(fā)電機(jī)組3的出口與冷凝器4進(jìn)口相連接，冷凝器4的出口通過凝結(jié)水泵5與低壓省煤器6的進(jìn)口連接，低壓省煤器6的出口與除氧器7進(jìn)口連接，除氧器7的出口通過給水泵8分別與窯頭余熱鍋爐1和窯尾余熱鍋爐2相連接。
如圖2、3所示，為窯頭余熱鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖。所述的窯頭余熱鍋爐1為N型布置、無補(bǔ)燃、雙壓省煤器系統(tǒng)、自然循環(huán)鍋爐，由鋼結(jié)構(gòu)10、除塵器11、鍋筒12、下降管13、進(jìn)口集箱14、蒸發(fā)器管束15、出口集箱16、汽水引出管17、膜式水冷壁18、高壓省煤器19、低壓省煤器6和出口煙道20組成。
窯頭余熱鍋爐1構(gòu)成二獨(dú)立水循環(huán)系統(tǒng)，由鍋筒12、下降管13、進(jìn)口集箱14、膜式水冷壁18、出口集箱16和汽水引出管17組成一路獨(dú)立水循環(huán)系統(tǒng)，由鍋筒12、下降管13、進(jìn)口集箱14、蒸發(fā)器管束15、出口集箱16和汽水引出管17組成另一路獨(dú)立水循環(huán)系統(tǒng)，蒸發(fā)受熱面分為膜式水冷壁18和蒸發(fā)器管束15，高壓省煤器19、蒸發(fā)器管束15、膜式水冷壁18和鍋筒12組成高壓系統(tǒng)，低壓省煤器6為低壓系統(tǒng)，除氧器7的出口通過給水泵8與高壓省煤器19的進(jìn)口相連接，冷凝器4的出口通過凝結(jié)水泵5與低壓省煤器6的進(jìn)口相連接，低壓省煤器6的出口與除氧器7的進(jìn)口相連接。
余熱廢氣由除塵器11進(jìn)入，流經(jīng)膜式水冷壁18和蒸發(fā)器管束15、高壓省煤器19和低壓省煤器6，從出口煙道20引出。
如圖4、5所示，為窯尾余熱鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖，所述的窯尾余熱鍋爐2為豎式布置、無補(bǔ)燃、雙壓省煤器系統(tǒng)、自然循環(huán)鍋爐，由鋼結(jié)構(gòu)10、除塵器11、鍋筒12、下降管13、進(jìn)口集箱14、蒸發(fā)器管束15、出口集箱16、汽水引出管17、膜式水冷壁18、高壓省煤器19、低壓省煤器6和出口煙道20組成。
窯尾余熱鍋爐2構(gòu)成二獨(dú)立水循環(huán)系統(tǒng)，由鍋筒12、下降管13、進(jìn)口集箱14、膜式水冷壁18、出口集箱16和汽水引出管17組成一路獨(dú)立水循環(huán)系統(tǒng)，由鍋筒12、下降管13、進(jìn)口集箱14、蒸發(fā)器管束15、出口集箱16和汽水引出管17組成另一路獨(dú)立水循環(huán)系統(tǒng)，蒸發(fā)受熱面分為膜式水冷壁18和蒸發(fā)器管束15，高壓省煤器19、蒸發(fā)器管束15、膜式水冷壁18和鍋筒12組成高壓系統(tǒng)，低壓省煤器6為低壓系統(tǒng)，除氧器7的出口通過給水泵8與高壓省煤器19的進(jìn)口相連接，冷凝器4的出口通過凝結(jié)水泵5與低壓省煤器6的進(jìn)口相連接，低壓省煤器6的出口與除氧器7的進(jìn)口相連接。
窯頭余熱鍋爐1和窯尾余熱鍋爐2的膜式水冷壁18均為垂直管圈，由光管與扁鋼全焊接制成，密封性好，廢氣流經(jīng)蒸發(fā)受熱面基本無泄漏，蒸發(fā)器管束15為橫W形管圈，由光管與雙縱向鰭片全焊接制成，水循環(huán)可靠，管中汽水混合物自下而上成之字形流動(dòng)，傾角水平向上不小于7°。
如圖6、7所示，為三次風(fēng)余熱鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖，所述的三次風(fēng)余熱鍋爐9由鋼結(jié)構(gòu)10、除塵器11、主汽集箱21、疏水集箱22、連接管23、低過進(jìn)口集箱24、低溫過熱器25、噴水減溫器26、高溫過熱器27、灰斗28和鎖氣器29組成。
來自窯頭和窯尾余熱鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽進(jìn)入疏水集箱22進(jìn)行疏水，以防發(fā)生水沖擊損壞下游的設(shè)備，疏水集箱22經(jīng)連接管23與低過進(jìn)口集箱24的進(jìn)口連接，低過進(jìn)口集箱24的出口通過低溫過熱器25與噴水減溫器26的進(jìn)口連接，噴水減溫器26的出口通過高溫過熱器27與主汽集箱21的進(jìn)口連接，然后通過主汽集箱21的出口，即三次風(fēng)余熱鍋爐9的出口，向汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組3的進(jìn)口提供過熱蒸汽，使汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，在除塵器11、低溫過熱器25和高溫過熱器27下端設(shè)有灰斗28，在每個(gè)灰斗28下端安裝鎖氣器29。
高溫廢氣由除塵器11進(jìn)入，流經(jīng)高溫過熱器27和低溫過熱器25，從出口煙道20引出。
本發(fā)明的三次風(fēng)余熱鍋爐9僅布置高溫過熱器27和低溫過熱器25，均為蛇形管束，垂直布置，窯頭和窯尾余熱鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽各自進(jìn)入三次風(fēng)余熱鍋爐疏水集箱22、經(jīng)連接管23進(jìn)入低溫過熱器進(jìn)口集箱24，然后在低溫過熱器25和高溫過熱器27中加熱，在其間，布置噴水減溫器26，細(xì)調(diào)汽溫達(dá)到設(shè)計(jì)值，從而確保干法水泥生產(chǎn)線的余熱發(fā)電穩(wěn)發(fā)和滿發(fā)。
如圖8、9所示，為除塵器結(jié)構(gòu)示意圖，所述的除塵器11由分離板30、殼體31、橫梁32、加強(qiáng)筋33和折煙板34組成，在殼體31內(nèi)通過橫梁32垂直安裝一塊與殼體31兩側(cè)平行的分離板30，在分離板30兩側(cè)安裝加強(qiáng)筋33，在殼體31四角分別設(shè)有與底面垂直的折煙板34，與殼體31的四個(gè)角成直角三角形。
所述的分離板30有兩排，每排由10塊U形凹槽板35首尾對應(yīng)排列，每兩塊U形凹槽板35之間設(shè)有空隙。
影響除塵器效率的因素有分離系數(shù)，旋轉(zhuǎn)角度和灰再揚(yáng)析率。
當(dāng)灰粒運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化時(shí)，在慣性力或離心力的作用下，灰粒與氣體發(fā)生分離，旋轉(zhuǎn)角度愈大，分離效果愈好。
灰粒從氣體中分離后，部分灰粒會再回到氣體中去，稱為灰再揚(yáng)析?；业脑贀P(yáng)析率愈小，分離效果愈高。
本除塵器為槽型分離器。當(dāng)含灰氣體流進(jìn)槽型板時(shí)，利用灰對槽型板直接撞擊以及氣體運(yùn)動(dòng)方向連續(xù)偏轉(zhuǎn)2個(gè)90°，在慣性力的作用下，灰粒從氣體中分離。同時(shí)，槽型分離板高度適當(dāng)，使灰再揚(yáng)析率不高。
槽型分離板系剛玉莫萊石制成，耐高溫，耐磨損，作用是使灰濃度有所減少，減輕對受熱面磨損或堵灰，使余熱鍋爐安全、滿發(fā)運(yùn)行。
本發(fā)明還采用低壓省煤器6取代低壓加熱器，把凝結(jié)水溫度由41.5℃提高至所要求的溫度后進(jìn)入除氧器7，加熱鍋爐給水達(dá)105℃，然后由給水泵8送入窯頭余熱鍋爐1和窯尾余熱鍋爐2的進(jìn)口即高壓省煤器19，其出口進(jìn)入高壓系統(tǒng)鍋筒12、蒸發(fā)器管束15、膜式水冷壁18、低溫過熱器25和高溫過熱器27，把所回收的余熱全部產(chǎn)生為過熱蒸汽，從而提高了循環(huán)熱效率和發(fā)電功率。
權(quán)利要求
1.一種干法水泥生產(chǎn)線的余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括窯頭余熱鍋爐(1)、窯尾余熱鍋爐(2)、汽輪發(fā)電機(jī)組(3)、冷凝器(4)、凝結(jié)水泵(5)、除氧器(7)、給水泵(8)，窯頭余熱鍋爐(1)與窯尾余熱鍋爐(2)并聯(lián)，汽輪發(fā)電機(jī)組(3)的出口與冷凝器(4)進(jìn)口連接，冷凝器(4)的出口與凝結(jié)水泵(5)連接，除氧器(7)的出口通過給水泵(8)分別與窯頭余熱鍋爐(1)和窯尾余熱鍋爐(2)連接，其特征在于，在并聯(lián)的窯頭余熱鍋爐(1)、窯尾余熱鍋爐(2)與汽輪發(fā)電機(jī)組(3)之間設(shè)有三次風(fēng)余熱鍋爐(9)，窯頭余熱鍋爐(1)和窯尾余熱鍋爐(2)的出口并聯(lián)后與三次風(fēng)余熱鍋爐(9)的進(jìn)口相串聯(lián)，三次風(fēng)余熱鍋爐(9)的出口與汽輪發(fā)電機(jī)組(3)的進(jìn)口相連接，在凝結(jié)水泵(5)與除氧器(7)之間設(shè)有低壓省煤器(6)，低壓省煤器(6)的進(jìn)口與凝結(jié)水泵(5)連接，低壓省煤器(6)的出口與除氧器(7)的進(jìn)口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干法水泥生產(chǎn)線的余熱發(fā)電系統(tǒng)，所述的窯頭余熱鍋爐(1)為N形布置、無補(bǔ)燃、雙壓省煤器系統(tǒng)、自然循環(huán)鍋爐，包括鋼結(jié)構(gòu)(10)、除塵器(11)、鍋筒(12)、下降管(13)、進(jìn)口集箱(14)、蒸發(fā)器管束(15)、出口集箱(16)、汽水引出管(17)、膜式水冷壁(18)和出口煙道(20)，由鍋筒(12)、下降管(13)、進(jìn)口集箱(14)、膜式水冷壁(18)、出口集箱(16)和汽水引出管(17)組成一路獨(dú)立水循環(huán)系統(tǒng)，由鍋筒(12)、下降管(13)、進(jìn)口集箱(14)、蒸發(fā)器管束(15)、出口集箱(16)和汽水引出管(17)組成另一路獨(dú)立水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，在蒸發(fā)器管束(15)與出口煙道(20)之間設(shè)有高壓省煤器(19)和低壓省煤器(6)，高壓省煤器(19)、蒸發(fā)器管束(15)、膜式水冷壁(18)和鍋筒(12)組成高壓系統(tǒng)，低壓省煤器(6)為低壓系統(tǒng)，除氧器(7)的出口通過給水泵(8)與高壓省煤器(19)的進(jìn)口相連接；冷凝器(4)的出口通過凝結(jié)水泵(5)與低壓省煤器(6)的進(jìn)口相連接，低壓省煤器(6)的出口與除氧器(7)的進(jìn)口相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干法水泥生產(chǎn)線的余熱發(fā)電系統(tǒng)，所述的窯尾余熱鍋爐(2)為豎式布置、無補(bǔ)燃、雙壓省煤器系統(tǒng)、自然循環(huán)鍋爐，包括鋼結(jié)構(gòu)(10)、除塵器(11)、鍋筒(12)、下降管(13)、進(jìn)口集箱(14)、蒸發(fā)器管束(15)、出口集箱(16)、汽水引出管(17)、膜式水冷壁(18)和出口煙道(20)，由鍋筒(12)、下降管(13)、進(jìn)口集箱(14)、膜式水冷壁(18)、出口集箱(16)和汽水引出管(17)組成一路獨(dú)立水循環(huán)系統(tǒng)，由鍋筒(12)、下降管(13)、進(jìn)口集箱(14)、蒸發(fā)器管束(15)、出口集箱(16)和汽水引出管(17)組成另一路獨(dú)立水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，在蒸發(fā)器管束(15)與出口煙道(20)之間設(shè)有高壓省煤器(19)和低壓省煤器(6)，高壓省煤器(19)、蒸發(fā)器管束(15)、膜式水冷壁(18)和鍋筒(12)組成高壓系統(tǒng)，低壓省煤器(6)為低壓系統(tǒng)，除氧器(7)的出口通過給水泵(8)與高壓省煤器(19)的進(jìn)口相連接；冷凝器(4)的出口通過凝結(jié)水泵(5)與低壓省煤器(6)的進(jìn)口相連接，低壓省煤器(6)的出口與除氧器(7)的進(jìn)口相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干法水泥生產(chǎn)線的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的三次風(fēng)余熱鍋爐(9)由鋼結(jié)構(gòu)(10)、除塵器(11)、主汽集箱(21)、疏水集箱(22)、連接管(23)、低過進(jìn)口集箱(24)、低溫過熱器(25)、噴水減溫器(26)和高溫過熱器(27)、灰斗(28)和鎖氣器(29)組成，疏水集箱(22)通過連接管(23)與低過進(jìn)口集箱(24)的進(jìn)口連接，低過進(jìn)口集箱(24)的出口通過低溫過熱器(25)與噴水減溫器(26)的進(jìn)口連接，噴水減溫器(26)的出口通過高溫過熱器(27)與主汽集箱(21)的進(jìn)口連接，主汽集箱(21)的出口與汽輪發(fā)電機(jī)組(3)的進(jìn)口連接，在除塵器(11)、低溫過熱器(25)和高溫過熱器(27)下端設(shè)有灰斗(28)，在每個(gè)灰斗(28)下端設(shè)有鎖氣器(29)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種干法水泥生產(chǎn)線的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的除塵器(11)由分離板(30)、殼體(31)、橫梁(32)、加強(qiáng)筋(33)和折煙板(34)組成，在殼體(31)內(nèi)通過橫梁(32)垂直設(shè)有至少一塊與殼體(31)兩側(cè)平行的分離板(30)，在分離板(30)兩側(cè)設(shè)有加強(qiáng)筋(33)，在殼體(31)四角分別設(shè)有與底面垂直的折煙板(34)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種三次風(fēng)余熱鍋爐，其特征在于，所述的分離板(30)有兩排，每排至少由3塊U形凹槽板(35)首尾對應(yīng)排列，每兩塊U形凹槽板(35)之間設(shè)有空隙。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種干法水泥生產(chǎn)線的余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括窯頭余熱鍋爐、窯尾余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組、冷凝器、凝結(jié)水泵、除氧器、給水泵，窯頭余熱鍋爐與窯尾余熱鍋爐并聯(lián)，汽輪發(fā)電機(jī)組的出口與冷凝器進(jìn)口連接，冷凝器的出口與凝結(jié)水泵連接，除氧器的出口通過給水泵分別與窯頭余熱鍋爐與窯尾余熱鍋爐連接，其特征在于在并聯(lián)的窯頭余熱鍋爐、窯尾余熱鍋爐與汽輪發(fā)電機(jī)組之間設(shè)有三次風(fēng)余熱鍋爐，窯頭余熱鍋爐和窯尾余熱鍋爐的出口并聯(lián)后與三次風(fēng)余熱鍋爐的進(jìn)口相串聯(lián)，三次風(fēng)余熱鍋爐的出口與汽輪發(fā)電機(jī)組的進(jìn)口相連接，在凝結(jié)水泵與除氧器之間設(shè)有低壓省煤器，低壓省煤器的進(jìn)口與凝結(jié)水泵連接，低壓省煤器出口與除氧器進(jìn)口相連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單，可利用標(biāo)準(zhǔn)系列的汽輪機(jī)配套，循環(huán)熱效率高，系統(tǒng)輸出電功率可獲大幅度提高。
文檔編號F27D17/00GK101021308SQ20071003844
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者張高佐, 朱國楨 申請人:上海喆能電力工程技術(shù)有限公司