CN101793467A - 一种水泥窑纯中低温余热发电系统 - Google Patents

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王进中
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高晓莉
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Abstract

一种水泥窑纯中低温余热发电系统，具体是AQC锅炉设置在窑头产生低温低压蒸汽；SP锅炉设置在窑尾，承担产生低温低压蒸汽；两台余热锅炉所产生的低温低压蒸汽经过分汽缸混合后进入设置在窑头篦冷机前端内部的公共高温过热器，把AQC炉和SP炉低温低压蒸汽过热成高温高压蒸汽后，进入凝汽式汽轮机，蒸汽在汽轮机做功后的乏汽进入凝汽器，凝结水通过凝结水泵和管道进入真空除氧器进行除氧，除氧后的水通过锅炉给水泵进入AQC炉和SP炉。本发明合理利用水泥窑废气温度，根据温度高低对废气热量进行梯级利用，减少或避免熵增现象，使得汽轮机进口过热蒸汽的温度得到提高，从而发电能力得到增加的水泥窑纯中低温余热发电系统。

Description

一种水泥窑纯中低温余热发电系统
技术领域
本发明涉及一种水泥窑纯中低温余热发电系统。
背景技术
近年来，随着我国水泥工业工艺及装备技术得以迅速发展，百数十条数千吨级新型干法水泥熟料生产线(简称水泥窑)的陆续投产，为水泥窑纯低温余热发电技术及装备的推广应用创造了市场条件。目前国内余热发电普遍采用的形式是：在水泥窑窑头熟料冷却机中部设一个或者两个抽取冷却机废气的抽废气口，根据水泥窑规模的不同，抽取的废气温度在250～400℃范围内。利用抽取的废气设置窑头熟料冷却机余热锅炉(简称AQC炉)，AQC炉生产0.8～1.6Mpa-饱和温度～360℃的蒸汽或同时生产0.1～0.5Mpa-饱和温度至180℃的低压低温蒸汽、85～200℃的热水。利用水泥窑窑尾预热器排出的250～400℃废气余热设置窑尾预热器余热锅炉(简称SP炉或PH炉)，SP炉生产0.8～1.6Mpa-饱和温度至360℃的蒸汽。将AQC炉、SP炉生产的0.8～1.6MPa蒸汽及AQC炉生产的0.1～0.5Mpa蒸汽或AQC炉生产的85～200℃热水经闪蒸器生产出的0.1～0.5MPa蒸汽通入汽轮机再由汽轮机带动发电机发电。
目前余热发电系统存在的问题和不足是：
一.窑头熟料冷却机自冷却机进料端(热端)至出料端(冷端)，在不影响水泥窑熟料热耗及水泥窑生产的条件下，冷却机可排掉的废气温度是自热端起的600℃在线性关系逐渐下降至冷料端的55℃，若在熟料冷却机热端和冷端废气混合后由中部抽取废气，这样没有做到废气热量根据其温度高低进行梯级利用。这样AQC炉只能产生低压低温蒸汽，热力系统温度和压力参数较低，没有充分利用熟料冷却机内高温热空气。
二.一般AQC炉进口废气温度高于SP炉进口废气温度，这样两种锅炉产生的蒸汽温度参数有差别，两种蒸汽混合后才能进入汽轮机做功，这就产生了热力学中的熵增现象，即降低了过热蒸汽的做功能力和热循环效率，同时也是汽轮机发电机的发电功率减少。
综上所述，在不增加水泥熟料热耗的条件下，水泥窑废气余热发电能力没有充分发挥，水泥窑余热发电能力没有达到水平。
发明内容
本发明为解决上述背景技术的不足，提供了一种水泥窑纯中低温余热发电系统，本发明解决技术问题的技术方案是：AQC锅炉设置在窑头产生低温低压蒸汽；SP锅炉设置在窑尾，承担产生低温低压蒸汽；两台余热锅炉所产生的低温低压蒸汽经过分汽缸混合后进入设置在窑头篦冷机前端内部的公共高温过热器，把AQC炉和SP炉低温低压蒸汽过热成高温高压蒸汽后，进入凝汽式汽轮机，蒸汽在汽轮机做功后的乏汽进入凝汽器，凝结水通过凝结水泵和管道进入真空除氧器进行除氧，除氧后的水通过锅炉给水泵进入AQC炉和SP炉。
所述的窑头熟料冷却机内设有进料端、出料端，熟料冷却机中部设有中部抽风口，AQC炉上设有一个废气进口，熟料冷却机中部抽风口与AQC炉废气进口进口相接，熟料冷却机所产生的热空气经过管道进入AQC炉，换热后经管道进入收尘器，窑头排风机，烟囱排向大气。窑头熟料冷却机靠近出料端设有尾部抽风口，熟料冷却机下部中间设有一组风机，下部两边各设有一组风机，尾部抽风口通过除尘器相连，尾部抽风口通过除尘器，风机与烟囱相连。
所诉熟料冷却机的进料端设置公共高温过热器，AQC炉和SP炉所产生的低温低压蒸汽通过分汽缸混合后进入公共高温过热器，公共高温过热器通过熟料冷却进料端1000℃左右热空气进行热辐射产生高温高压过热蒸汽。
所述的窑尾预热器的C1出口废气经管道与SP炉的废气进口相连，废气经过SP炉换热后进入原料磨，再经过收尘器从烟囱排向大气。
所述的SP炉内设用低温过热器，蒸发器，省煤器。SP采用立式自然循环，膜式受热面，烟气在锅炉换热管道外自上而下依次通过低温过热器，蒸发器，省煤器，锅炉换热管道采用蛇形管，设置有机械振打除尘装置。
所述的AQC炉内设有低温过热器，蒸发器，公共省煤器。AQC炉采用自然循环，膜式受热面，烟气在锅炉换热管道外自上而下依次通过低温过热器，蒸发器，省煤器，锅炉换热管道采用螺旋翅片管。
所述的锅炉给水泵与AQC炉的省煤器进口相连，AQC炉省煤器的出口通过管道分别接AQC炉汽包和SP炉汽包，AQC炉汽包与AQC炉过热器进口相连，AQC炉蒸发器与AQC炉汽包相连，SP炉汽包与SP炉过热器进口相连，SP炉蒸发器与SP炉汽包相连。
本发明的工艺流程是：
从熟料冷却机中抽取的380℃左右的热空气通过管道进入AQC炉，从窑尾预热器C1口抽取烟气进入SP炉，AQC炉和SP炉产生的低温低压过热蒸汽通过分汽缸进入设置在熟料冷却机进料端的公共高温过热器，公共高温过热器通过1000℃左右废气的辐射热把两台锅炉产生的蒸汽加热成高温高压蒸汽，高温高压蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机进行做功，汽轮机带动发电机进行发电；做功后的乏汽进入凝汽器，凝结水通过凝结水泵进入真空除氧器，锅炉给水泵把除氧器里的水送入窑头锅炉AQC炉公共省煤器。给水在AQC炉公共省煤器被加热成为饱和热水后，分成两路进过管道分别进入AQC炉汽包，SP炉省煤器，进入AQC炉汽包的饱和水经过蒸发器，过热器被加热成低温低压过热蒸汽，进入SP炉的饱和水经过SP炉的省煤器，汽包，蒸发器，和过热器与烟气进行逆向对流换热后被产生低温低压过热蒸汽。
本发明的有益效果：在熟料冷却机靠近进料端1000℃左右部位设置设有AQC炉和SP炉公共高温过热器，公共高温过热器在1000℃左右废气中获得辐射热，可使公共高温过热器产生更高温度的过热蒸汽，熟料冷却机中部抽风口的中温废气经过管道进入AQC炉上部进风口，熟料冷却机尾部抽风口的低温废气则与AQC炉出口废气混合后进入除尘器内，这样就做到了根据废气温度的高低对废气热量进行梯级利用。从SP炉低温过热器产生的蒸汽和从AQC炉低温过热器产生的蒸汽在分汽缸进行混合，混合后的过热蒸汽再送到布置在熟料冷却机进料端的公共高温过热器进一步高温过热，将过热后的蒸汽送到汽轮机进口，汽轮机进口过热蒸汽的温度得到提高，焓值增加，从而极大的提高了发电能力。合理利用水泥窑废气温度，根据温度高低对废气热量进行梯级利用，减少或避免熵增现象，使得汽轮机进口过热蒸汽的温度得到提高，从而发电能力得到增加的水泥窑纯中低温余热发电系统。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的结构示意图。
图1中：熟料冷却机1，进料端2，出料端3，风机I4，中部抽风口5，尾部抽风口6，窑尾预热器7，除尘器8，风机II9，烟囱10，分汽缸11，SP炉12，AQC炉13，SP炉低温过热器14，SP炉蒸发器15，SP炉汽包16，SP炉省煤器17，AQC炉低温过热器18，AQC炉蒸发器19，AQC炉公共省煤器20，AQC炉汽包21，汽轮机22，锅炉给水泵23，凝汽器24，凝结水泵25，真空除氧器26，AQC炉废气进口27，公共高温过热器28。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明：
实施例1
如图1所示，本发明包括熟料冷却机1、窑尾预热器7、AQC炉13、SP炉12、AQC炉汽包21、SP炉汽包16、汽轮机22、锅炉给水泵23、除尘器8、风机II9、烟囱10，熟料冷却机1内设有进料端2、出料端3，熟料冷却机内1靠近进料端2设有公共高温过热器28，中部设有中部抽风口5，靠近出料端3设有尾部抽风口6，风机I4，熟料冷却机1下部两边各设有一组风机，中部抽风口5与AQC炉13的废气进口相连，尾部抽风口6通过除尘器8、风机II9与烟囱10相连，窑尾预热器7的出口与SP炉12的废气进口相连，SP炉12内设有SP炉低温过热器14、SP炉蒸发器15，AQC炉13内设有AQC炉低温过热器18、AQC炉蒸发器19、AQC炉公共省煤器20、SP炉省煤器17。锅炉给水泵23与给水AQC炉公共省煤器20的进口相连，AQC炉公共省煤器20的出口通过管道分别接、AQC炉汽包21与SP炉省煤器17，AQC炉汽包21的出口与AQC炉低温过热器18的进口相连，AQC炉蒸发器19接在AQC炉汽包21上，SP炉汽包16的出口与SP炉低温过热器14的进口相连，SP炉蒸发器15接在SP炉汽包16上，其中所述熟料冷却机内1靠近进料端2设有公共高温过热器28，所述AQC炉13上设有一个废气进口27，所述中部抽风口5通过管道与AQC炉13上部的废气进口27相接，所述SP炉12的低温过热器14与AQC炉13的低温过热器18的出口通过管道接于分汽缸11，所述混汽集箱11的出口通过管道与公共高温过热器28的进口相接，所述公共高温过热器28的出口通过管道与汽轮机22相接。做功后的乏汽进入凝汽器24凝结成水，凝结水通过凝结水泵25打到真空除氧器26，真空除氧器26的水通过给水泵23打到AQC炉公共省煤器20。

Claims (2)

1.一种水泥窑纯中低温余热发电系统，包括熟料冷却机(1)，进料端(2)，出料端(3)，风机I(4)，中部抽风口(5)，尾部抽风口(6)，窑尾预热器(7)，除尘器(8)，风机II(9)，烟囱(10)，分汽缸(11)，SP炉(12)，AQC炉(13)，SP炉低温过热器(14)，SP炉蒸发器(15)，SP炉汽包(16)，SP炉省煤器(17)，AQC炉低温过热器(18)，AQC炉蒸发器(19)，AQC炉公共省煤器(20)，AQC炉汽包(21)，汽轮机(22)，锅炉给水泵(23)，凝汽器(24)，凝结水泵(25)，真空除氧器(26)，AQC炉废气进口(27)，公共高温过热器(28)；其特征在于：熟料冷却机内(1)靠近进料端(2)设有公共高温过热器(28)，AQC炉(13)上设有一个AQC炉废气进口(27)，中部抽风口(5)通过管道与AQC炉(13)上部的AQC炉废气进口(27)相接，SP炉低温过热器(14)与AQC炉低温过热器(18)的出口通过管道接于分汽缸(11)，分汽缸(11)的出口通过管道与公共高温过热器(28)的进口相接，公共高温过热器(28)的出口通过管道与汽轮机(22)相接，做功后的乏汽进入凝汽器(24)凝结成水，凝结水通过凝结水泵(25)打到真空除氧器(26)，真空除氧器(26)的水通过锅炉给水泵(23)打到AQC炉公共省煤器(20)。
2.根据权利要求1中所述的一种水泥窑纯中低温余热发电系统，其特征在于：熟料冷却机(1)内设有进料端(2)、出料端(3)，熟料冷却机内(1)靠近进料端(2)设有公共高温过热器(28)，中部设有中部抽风口(5)，靠近出料端(3)设有尾部抽风口(6)，风机I(4)，熟料冷却机内(1)下部两边各设有一组风机，中部抽风口(5)与AQC炉(13)的废气进口相连，尾部抽风口(6)通过除尘器(8)、风机II(9)与烟囱(10)相连，窑尾预热器(7)的出口与SP炉(12)的废气进口相连，SP炉(12)内设有SP炉低温过热器(14)、SP炉蒸发器(15)，AQC炉(13)内设有AQC炉低温过热器(18)、AQC炉蒸发器(19)、AQC炉公共省煤器(20)、SP炉省煤器(17)；锅炉给水泵(23)与给水AQC炉公共省煤器(20)的进口相连，AQC炉公共省煤器(20)的出口通过管道分别接AQC炉汽包(21)与SP炉省煤器(17)，AQC炉汽包(21)的出口与AQC炉低温过热器(18)的进口相连，AQC炉蒸发器(19)接在AQC炉汽包(21)上，SP炉汽包(16)的出口与SP炉低温过热器(14)的进口相连，SP炉蒸发器(15)接在SP炉汽包(16)上。
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