本發(fā)明屬于余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效節(jié)能水泥-電廠聯(lián)合余熱回收發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中水泥廠余熱發(fā)電需要單獨建設(shè)低參數(shù)蒸汽輪機、發(fā)電機和熱力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等設(shè)備，還需要額外設(shè)置機力冷卻塔，運行人員數(shù)量多，設(shè)備成本高，且低參數(shù)蒸汽輪機發(fā)電效率低、冷源損失大?，F(xiàn)有燃煤電廠在余熱回收的熱力循環(huán)過程中需要建設(shè)單獨的低溫加熱系統(tǒng)、高溫加熱系統(tǒng)，將凝結(jié)水加熱后送至電廠鍋爐過熱后生成高溫高壓蒸汽進行做功發(fā)電，設(shè)備較多，投資成本較大。

下面結(jié)合說明書附圖對現(xiàn)有技術(shù)中水泥廠余熱回收技術(shù)和燃煤電廠余熱回收系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和存在問題作簡要分析：

附圖1是現(xiàn)有技術(shù)中電廠余熱回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，電廠鍋爐101產(chǎn)生的過熱蒸汽進入電廠高參數(shù)汽輪機103帶動電廠發(fā)電機104做功發(fā)電，高參數(shù)汽輪機103排出的做完功的蒸汽一部分進入電廠凝汽器105通過電廠冷卻塔106冷卻后成為40℃左右的低溫凝結(jié)水，凝結(jié)水通過電廠循環(huán)泵107進入電廠除氧器108，高參數(shù)汽輪機103排出的另一部分蒸汽通過電廠抽汽閥111進入電廠除氧器108，通過電廠除氧器108除氧后的水通過電廠給水泵109循環(huán)回電廠鍋爐101進入下一個循環(huán)。電廠高參數(shù)汽輪機103具有高溫、高壓，做功高效的優(yōu)點，但在熱力循環(huán)過程中需要建設(shè)單獨的低溫加熱系統(tǒng)、高溫加熱系統(tǒng)，設(shè)備成本高。

附圖2是現(xiàn)有技術(shù)中水泥廠余熱回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，水泥廠窯頭或窯尾煙氣送入水泥廠余熱蒸汽鍋爐201，從水泥廠余熱蒸汽鍋爐201出來的飽和低氣壓蒸汽送入水泥廠低參數(shù)汽輪機203帶動水泥廠發(fā)電機204做功發(fā)電，水泥廠低參數(shù)汽輪機203排出的做完功的蒸汽一部分進入水泥廠凝汽器205通過水泥廠冷卻塔206冷卻后成為低溫凝結(jié)水，凝結(jié)水通過水泥廠循環(huán)泵207進入水泥廠除氧器208，水泥廠低參數(shù)汽輪機203排出的另一部分蒸汽通過水泥廠抽汽閥211進入水泥廠除氧器208，通過水泥廠除氧器208除氧后的水通過水泥廠給水泵209循環(huán)回水泥廠余熱蒸汽鍋爐201進入下一個循環(huán)。水泥廠低參數(shù)汽輪機203低溫、低壓，具有發(fā)電效率低、冷源損失大、投資成本高、設(shè)備多、效率低等弊端，該系統(tǒng)設(shè)備成本高，回收效率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種發(fā)電效率高、冷源損失低且設(shè)備成本低的高效節(jié)能水泥-電廠聯(lián)合余熱回收發(fā)電系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種高效節(jié)能水泥-電廠聯(lián)合余熱回收發(fā)電系統(tǒng)，其特殊之處在于：包括電廠熱力循環(huán)系統(tǒng)和水泥廠余熱循環(huán)系統(tǒng)，所述電廠熱力循環(huán)系統(tǒng)包括電廠鍋爐、電廠汽輪機、發(fā)電機、凝汽器、除氧器和冷卻塔；所述水泥廠余熱循環(huán)系統(tǒng)包括余熱熱水鍋爐、緩沖水箱和熱水循環(huán)泵；所述凝汽器的凝結(jié)水通過入水管路與緩沖水箱連接，緩沖水箱通過熱水循環(huán)泵與余熱熱水鍋爐入水口連接，水泥廠窯尾余熱煙氣通入余熱熱水鍋爐，余熱熱水鍋爐出水口熱水通過出水管路進入電廠熱力循環(huán)系統(tǒng)。

本發(fā)明的高效節(jié)能水泥-電廠聯(lián)合余熱回收發(fā)電系統(tǒng)，所述余熱熱水鍋爐出水口熱水通過出水管路進入電廠熱力循環(huán)系統(tǒng)的除氧器，經(jīng)除氧器除氧后通過給水泵送入電廠鍋爐。

本發(fā)明的高效節(jié)能水泥-電廠聯(lián)合余熱回收發(fā)電系統(tǒng)，凝汽器出來的40℃左右的低溫凝結(jié)水送入緩沖水箱，然后經(jīng)過熱水循環(huán)泵進入余熱熱水鍋爐換熱，吸熱后變?yōu)?0-150℃左右的高溫凝結(jié)水并通過出口管道進入高壓除氧器進行除氧，通過給水泵進入電廠鍋爐變?yōu)檫^熱蒸汽進入電廠高參數(shù)汽輪機帶動發(fā)電機進行做功發(fā)電，從汽輪機排出的做完功的蒸汽進入凝汽器通過冷卻塔冷卻后成為40℃左右的低溫凝結(jié)水繼續(xù)進入下一個循環(huán)。

進一步的，本發(fā)明的高效節(jié)能水泥-電廠聯(lián)合余熱回收發(fā)電系統(tǒng)，所述熱水循環(huán)泵與余熱熱水鍋爐連接的管路上安裝有調(diào)節(jié)閥組。

進一步的，本發(fā)明的高效節(jié)能水泥-電廠聯(lián)合余熱回收發(fā)電系統(tǒng)，所述熱水循環(huán)水泵上安裝有防止水錘逆止閥，在開關(guān)熱水循環(huán)水泵時防止水錘。

進一步的，本發(fā)明的高效節(jié)能水泥-電廠聯(lián)合余熱回收發(fā)電系統(tǒng)，所述緩沖水箱一旁設(shè)有旁路ⅰ，緩沖水箱和旁路ⅰ可保證入水管路緩慢穩(wěn)定進水，同時緩沖水箱還可作為余熱熱水鍋爐緊急上水放水時使用。

進一步的，本發(fā)明的高效節(jié)能水泥-電廠聯(lián)合余熱回收發(fā)電系統(tǒng)，所述入水管路的入水口和出水管路的出水口之間設(shè)有旁路ⅱ，可在系統(tǒng)啟動前或停止后對管路進行清洗。

本發(fā)明的高效節(jié)能水泥-電廠聯(lián)合余熱回收發(fā)電系統(tǒng)，所述入水管路和出水管路上分別安裝有熱計量器ⅰ和熱計量器ⅱ。

本發(fā)明的高效節(jié)能水泥-電廠聯(lián)合余熱回收發(fā)電系統(tǒng)，所述凝汽器的凝結(jié)水出口管路上安裝有凝結(jié)水泵，凝汽器與緩沖水箱連接的入水管路上設(shè)有切換閥門ⅰ，凝汽器與除氧器連接的凝結(jié)水管路上設(shè)有切換閥門ⅱ。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明減少了單獨建設(shè)低參數(shù)蒸汽輪機、發(fā)電機、熱力系統(tǒng)控制系統(tǒng)等設(shè)備，運行人員數(shù)量、成本及強度均降低。

（2）本發(fā)明解決了水泥廠原余熱發(fā)電低參數(shù)蒸汽輪機發(fā)電效率低、冷源損失大、投資成本高、設(shè)備多、效率低等弊端，充分利用高參數(shù)發(fā)電機組高效、冷源損失低等特點，利用余熱鍋爐產(chǎn)生高溫熱水送至燃煤電廠的高壓除氧器除氧后，到燃煤鍋爐過熱后生成高溫高壓蒸汽進行做功發(fā)電。

（3）本發(fā)明利用余熱熱水鍋爐代替原燃煤電廠的低溫加熱系統(tǒng)高溫加熱系統(tǒng)，既增加了水泥廠的余熱回收量，又減少了電廠的水加熱系統(tǒng)，設(shè)備的投入，優(yōu)化簡潔了系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及熱回收效率。

附圖說明

附圖1是現(xiàn)有技術(shù)中電廠余熱回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2現(xiàn)有技術(shù)中水泥廠余熱回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1切換閥門ⅰ，2緩沖水箱，3熱水循環(huán)泵，4調(diào)節(jié)閥組，5余熱熱水鍋爐，6旁路ⅱ，7旁路ⅰ，8防止水錘逆止閥，9入水管路，10出水管路，11熱計量器ⅰ，12熱計量器ⅱ，13電廠鍋爐，14電廠汽輪機，15發(fā)電機，16凝汽器，17冷卻塔，18凝結(jié)水泵，19切換閥門ⅱ，20除氧器，101電廠鍋爐，102電廠蒸汽閥，103電廠高參數(shù)汽輪機，104電廠發(fā)電機，105電廠凝汽器，106電廠冷卻塔，107電廠循環(huán)泵，108電廠除氧器，109電廠給水泵，110電廠擴容器，111電廠抽汽閥，201水泥廠鍋爐，202水泥廠蒸汽閥，203水泥廠低參數(shù)汽輪機，204水泥廠發(fā)電機，205水泥廠凝汽器，206水泥廠冷卻塔，207水泥廠循環(huán)泵，208水泥廠除氧器，209水泥廠給水泵，210水泥廠擴容器，211水泥廠抽汽閥。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準確和深入的理解，本發(fā)明的保護范圍包括但不限于以下實施例，在不偏離本申請的精神和范圍的前提下任何對本發(fā)明的技術(shù)方案的細節(jié)和形式所做出的修改均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

附圖3是本發(fā)明的一種具體實施方式。該實施例包括電廠熱力循環(huán)系統(tǒng)和水泥廠余熱循環(huán)系統(tǒng)，所述電廠熱力循環(huán)系統(tǒng)包括電廠鍋爐13、電廠汽輪機14、發(fā)電機15、凝汽器16、除氧器20和冷卻塔17；所述水泥廠余熱循環(huán)系統(tǒng)包括余熱熱水鍋爐5、緩沖水箱2和熱水循環(huán)泵3。

凝汽器16的凝結(jié)水通過入水管路9與緩沖水箱2連接，緩沖水箱2通過熱水循環(huán)泵3與余熱熱水鍋爐5入水口連接，水泥廠窯尾余熱煙氣通入余熱熱水鍋爐5，余熱熱水鍋爐5出水口熱水通過出水管路10進入電廠熱力循環(huán)系統(tǒng)。

本實施例的高效節(jié)能水泥-電廠聯(lián)合余熱回收發(fā)電系統(tǒng)，熱水循環(huán)泵3與余熱熱水鍋爐5連接的管路上安裝有調(diào)節(jié)閥組4，根據(jù)余熱熱水鍋爐5換熱能力調(diào)節(jié)進水量。

熱水循環(huán)水泵3上安裝有防止水錘逆止閥8，在開關(guān)熱水循環(huán)水泵3時防止水錘效應(yīng)發(fā)生。

本實施例的高效節(jié)能水泥-電廠聯(lián)合余熱回收發(fā)電系統(tǒng)，緩沖水箱2一旁設(shè)有旁路ⅰ7，緩沖水箱2和旁路ⅰ7可保證入水管路緩慢穩(wěn)定進水，同時緩沖水箱2還可作為余熱熱水鍋爐5緊急上水放水時使用；所述入水管路9的入水口和出水管路10的出水口之間設(shè)有旁路ⅱ6，可在系統(tǒng)啟動前或停止后對管路進行清洗；所述入水管路9和出水管路10上分別安裝有熱計量器ⅰ11和熱計量器ⅱ12；所述凝汽器16的凝結(jié)水出口管路上安裝有凝結(jié)水泵18，凝汽器16與緩沖水箱2連接的入水管路9上設(shè)有切換閥門ⅰ1，凝汽器16與除氧器10連接的凝結(jié)水管路上設(shè)有切換閥門ⅱ19。

本實施例在具體實施時，從凝汽器16出來的40℃左右的低溫凝結(jié)水通過入水管路9送入緩沖水箱2，然后經(jīng)過熱水循環(huán)泵3進入余熱熱水鍋爐5換熱，吸熱后變?yōu)?20℃左右的高溫凝結(jié)水并通過出水管路10進入高壓除氧器20進行除氧，通過給水泵進入電廠鍋爐13變?yōu)檫^熱蒸汽進入高參數(shù)的電廠汽輪機14帶動發(fā)電機15進行做功發(fā)電，從電廠汽輪機14排出的做完功的蒸汽進入凝汽器16通過冷卻塔17冷卻后成為40℃左右的低溫凝結(jié)水繼續(xù)進入下一個循環(huán)，余熱熱水鍋爐5的熱量來自于水泥廠窯尾余熱煙氣。

在整個水汽循環(huán)過程中損失的水量通過補充水泵向凝汽器16補充提供。

本發(fā)明采用的余熱熱水鍋爐有別于現(xiàn)有技術(shù)中的蒸汽余熱鍋爐，由原來產(chǎn)出1.3mpa飽和低壓蒸汽進入低溫低壓參數(shù)汽輪機發(fā)電，創(chuàng)新為利用熱水余熱鍋爐吸收廢氣中的熱量，產(chǎn)出高溫熱水90-150℃，然后進入高溫高壓汽輪機參數(shù)熱力系統(tǒng)，利用高參數(shù)汽輪機的高效率，大大提高了全廠熱效率，并降低了余熱鍋爐投資和制造、運行難度，減少了低參數(shù)汽輪機、發(fā)電機、熱力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的投資，具有投資低，耗鋼量少，對管材要求低等特點。

本實施例的余熱熱水鍋爐設(shè)計參數(shù)如下：

鍋爐進口煙氣量：vr=130000nm3/h（30萬工況立方米，350℃）

鍋爐進口廢氣負壓：p=-6480pa

鍋爐進口設(shè)計煙氣溫度：t=350℃

粉塵含量：μg=120g/nm3

鍋爐出口設(shè)計煙氣溫度：t≤220℃

鍋爐總漏風：≤3%

余熱熱水鍋爐吸收功率4100kw

本發(fā)明適合于所有水泥廠窯尾鍋爐以及配套電廠，前景廣闊，具有連接水泥和發(fā)電廠產(chǎn)業(yè)鏈，并優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈的促進作用，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，初步投資經(jīng)濟效益：減少投資約1800萬元（低參數(shù)蒸汽輪機、發(fā)電機、熱力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)）；運行經(jīng)濟效益：減少運行人員12人，較常規(guī)低參數(shù)汽輪機發(fā)電提高效率20%。