本實(shí)用新型涉及一種新型直流鍋爐，具體涉及水泥生產(chǎn)線低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)窯頭有機(jī)熱載體鍋爐。

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背景技術(shù)：
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隨著中國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源問題日益突出。在煤炭和電力價(jià)格不斷上漲的背景下，水泥行業(yè)作為工業(yè)中的高能耗產(chǎn)業(yè)，為實(shí)現(xiàn)降本增效，提高企業(yè)自身在市場中的競爭力，公司擬進(jìn)一步抓住發(fā)展良機(jī)，建設(shè)利用有機(jī)熱載體鍋爐對水泥生產(chǎn)線窯頭熟料冷卻機(jī)產(chǎn)生的中低溫廢氣進(jìn)行回收并發(fā)電的工程。建設(shè)有機(jī)熱載體鍋爐回收窯頭中低溫廢氣的工程，從經(jīng)濟(jì)角度來說，可以綜合利用水泥生產(chǎn)線排放的廢熱資源，降低水泥生產(chǎn)成本和提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；從技術(shù)角度來說，對低溫余熱的利用已成為必然趨勢，傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)線余熱發(fā)電工程利用AQC鍋爐對窯頭廢氣進(jìn)行利用，要使工質(zhì)達(dá)到相同溫度參數(shù)，水的壓力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于有機(jī)工質(zhì)。因此對AQC鍋爐進(jìn)行改造，在不增加設(shè)備和布置場地的前提下，有機(jī)熱載體鍋爐低壓運(yùn)行的特點(diǎn)提高了系統(tǒng)安全性，同時(shí)有機(jī)工質(zhì)加熱過程中不產(chǎn)生相變，無需汽包并簡化了工質(zhì)的循環(huán)流程，減少了管道鋪設(shè)長度。相比于AQC鍋爐，有機(jī)熱載體鍋爐即使在窯頭工況波動(dòng)較大、廢氣溫度較低時(shí)，也能夠順利運(yùn)行。

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技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的目的在于提出一種可以減少使用設(shè)備，簡化煙氣流程，降低鍋爐煙氣流動(dòng)阻力，節(jié)約布置場地，可用有機(jī)熱載體代替水作為工質(zhì)，回收水泥生產(chǎn)線窯頭低溫廢氣余熱進(jìn)行ORC系統(tǒng)發(fā)電的鍋爐。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種水泥生產(chǎn)線低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)窯頭有機(jī)熱載體鍋爐，包括爐體，所述的爐體為由進(jìn)煙通道、爐膛和底部的曲管段構(gòu)成的U形結(jié)構(gòu)，進(jìn)煙通道頂部具有廢氣進(jìn)口，爐膛頂部具有廢氣出口，底部的曲管段內(nèi)設(shè)置有重力沉降室，重力沉降室上設(shè)置有除灰口，爐膛內(nèi)設(shè)置有多級受熱面。

該有機(jī)熱載體鍋爐還具有如下優(yōu)化結(jié)構(gòu)：

爐膛內(nèi)設(shè)置有四級受熱面。

所述的受熱面采用蛇形管。

所述的多級受熱面的蛇形管首尾相連。

廢氣進(jìn)口低于廢氣出口。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)為:本實(shí)用新型改變傳統(tǒng)AQC鍋爐受熱面中的工質(zhì)，使用有機(jī)熱載體(導(dǎo)熱油)取代水作為工質(zhì)，并將AQC鍋爐省煤器、蒸發(fā)器和過熱器三級布置形式改為四級加熱受熱面的形式。使用有機(jī)熱載體作為工質(zhì)運(yùn)行的鍋爐，具有低壓高溫運(yùn)行的特點(diǎn)，提高了系統(tǒng)安全性，同時(shí)有機(jī)工質(zhì)加熱過程中不產(chǎn)生相變，無需汽包并簡化了工質(zhì)的循環(huán)流程，減少了管道鋪設(shè)長度。相比于AQC鍋爐，有機(jī)熱載體鍋爐即使在窯頭工況波動(dòng)很大、廢氣品位很低時(shí)，也能夠順利運(yùn)行。本實(shí)用新型取消傳統(tǒng)有機(jī)熱載體鍋爐的進(jìn)口旋風(fēng)除塵系統(tǒng)，自帶的重力沉降室，減少了設(shè)備和布置場地，同樣達(dá)到除塵效果并減少鍋爐受熱面管束的磨損，從而降低鍋爐運(yùn)行爆管的可能，提高鍋爐運(yùn)行的可靠性。

[附圖說明]

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意簡圖；

圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意詳圖主視圖；

圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意詳圖左視圖；

圖4是本實(shí)用新型的工藝流程圖。

[具體實(shí)施方式]

以下，結(jié)合實(shí)施例和附圖對于本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，實(shí)施例和附圖僅用于解釋說明而不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本實(shí)施例的水泥生產(chǎn)線低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)窯頭有機(jī)熱載體鍋爐6包括爐體，所述的爐體為由進(jìn)煙通道、爐膛和底部的曲管段構(gòu)成的U形結(jié)構(gòu)，進(jìn)煙通道頂部具有廢氣進(jìn)口4，爐膛頂部具有廢氣出口12，廢氣進(jìn)口低于廢氣出口，底部的曲管段內(nèi)設(shè)置有重力沉降室6，重力沉降室上設(shè)置有除灰口7，爐膛內(nèi)設(shè)置有四級受熱面8～11。四級受熱面可采用首尾相連蛇形管。

圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意詳圖主視圖，廢氣有鍋爐下部進(jìn)入鍋爐后，廢氣再沉降室中突然變向，將廢氣中大顆粒熟料通過重力自然沉降。有機(jī)熱載體從鍋爐上部進(jìn)入，從下部流出，與煙氣因此逆流換熱，極大限度的提高鍋爐換熱效率。

圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意詳圖左視圖，根據(jù)有機(jī)熱載體性質(zhì)，鍋爐分為四個(gè)加熱段，控制每段的進(jìn)出口溫度，從而保證每組受熱面的進(jìn)出口油溫端差可控。

圖4為使用本實(shí)施例的一種水泥生產(chǎn)線低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)流程圖，從回轉(zhuǎn)窯口熟料冷卻機(jī)1中，空氣通過冷卻風(fēng)機(jī)2進(jìn)入篦冷機(jī)冷卻熟料，冷卻熟料之后的廢氣通過3與有機(jī)熱載體鍋爐5的廢氣進(jìn)口4相連，篦冷機(jī)尾部廢氣溫度一般在300℃～350℃，廢氣進(jìn)入有機(jī)熱載體鍋爐5的進(jìn)煙通道后，向下流動(dòng)，經(jīng)過重力沉降室6，廢氣流經(jīng)重力沉降室6后，廢氣流通截面突然增大，速度減小，灰塵在重力的作用下得以沉降，然后通過除灰口7排出系統(tǒng)。經(jīng)過重力沉降室7的廢氣進(jìn)入爐膛，在爐膛內(nèi)自下而上依次流經(jīng)受熱面8、9、10和11，溫度降至120℃左右，由爐膛頂部廢氣出口12排出有機(jī)熱載體鍋爐5。

在有機(jī)熱載體鍋爐5的有機(jī)工質(zhì)側(cè)，有機(jī)工質(zhì)通過注入管道28由外部儲罐接入系統(tǒng)，在注油泵29作用下提升壓力后通過注油管20進(jìn)入膨脹罐18，進(jìn)入膨脹罐18內(nèi)的有機(jī)工質(zhì)經(jīng)膨脹罐19進(jìn)入油氣分離器21，分離后的液體有機(jī)工質(zhì)在循環(huán)泵A26或循環(huán)泵B27(一用一備)作用下達(dá)到所需進(jìn)入鍋爐的工質(zhì)壓力參數(shù)，進(jìn)入有機(jī)熱載體鍋爐5的受熱面。

有機(jī)工質(zhì)在有機(jī)熱載體鍋爐5中依次流經(jīng)受熱面11、10、9和8，逐漸加熱升溫，加熱后的有機(jī)工質(zhì)送入ORC發(fā)電系統(tǒng)1,6，作為中間傳熱介質(zhì)加熱ORC循環(huán)系統(tǒng)16中的膨脹做功工質(zhì)。在ORC循環(huán)系統(tǒng)16中冷卻的有機(jī)工質(zhì)經(jīng)過回油管14，送入油氣分離器21，分離后得到的液態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入循環(huán)泵A26或循環(huán)泵B27(一用一備)，進(jìn)行下一次循環(huán)。而分離后得到的氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)通過膨脹管19，進(jìn)入膨脹罐18進(jìn)行冷卻。儲油罐22和膨脹罐18分別設(shè)置溢流和排氣管道，膨脹罐內(nèi)過剩的有機(jī)工質(zhì)通過溢流管33流入儲油罐24。膨脹罐20和儲油罐22內(nèi)的氣體可通過各自的放空管道32和23排出系統(tǒng)。排油管道31用于系統(tǒng)更換有機(jī)工質(zhì)時(shí)，通過注油泵29將設(shè)備或系統(tǒng)中的有機(jī)工質(zhì)排出。當(dāng)需要緊急停爐時(shí)，通過儲油罐22內(nèi)的低溫有機(jī)工質(zhì)通過冷油置換管24置換出有機(jī)熱載體鍋爐5中的高溫有機(jī)工質(zhì)，防止受熱面8、9、10和11中的有機(jī)工質(zhì)過熱。旁通管道15用于ORC循環(huán)系統(tǒng)16減少或停止使用熱負(fù)荷的工況，以維持循環(huán)流通截面面積基本不變。

由于窯頭有機(jī)熱載體鍋爐5的進(jìn)煙通道和爐膛連接處下方設(shè)有重力沉降室而取消了常規(guī)有機(jī)熱載體鍋爐中獨(dú)立的旋風(fēng)除塵器，從而簡化了水泥生產(chǎn)線低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，減少使用設(shè)備，節(jié)約布置場地。此外，有機(jī)熱載體鍋爐5使用有機(jī)工質(zhì)代替水作為循環(huán)工質(zhì)，利用有機(jī)工質(zhì)在循環(huán)過程中低壓高溫且不發(fā)生相變的運(yùn)行特點(diǎn)，從而無需汽包，達(dá)到簡化工質(zhì)循環(huán)流程，減少管道鋪設(shè)長度的目的。