CN101949651A - 干法水泥生产线的余热双压回收发电系统 - Google Patents

干法水泥生产线的余热双压回收发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种干法水泥生产线的余热双压回收发电系统，具有能够提高余热发电效率的特点。该干法水泥生产线的余热双压回收发电系统中设置有高温窑头余热锅炉，并在窑头篦冷机处设置高温取气口与中温取气口。通过该设置，可结合窑头篦冷机内温度分布特点，使高温废气通入到高温窑头余热锅炉，中温烟气通入到中温窑头余热锅炉，并使中温窑头余热锅炉与窑尾余热锅炉出来的蒸汽再经高温窑头余热锅炉进行二次换热，二次过热后的蒸汽温度提高到350～410℃左右，送入汽轮发电机，提高蒸汽焓值，提高有效焓降，蒸汽品质提高，流量降低，降低了余热在汽轮机凝汽器的排汽损失，促进了余热发电效率的提高，适合在利用余热发电的系统中推广应用。

Description

干法水泥生产线的余热双压回收发电系统
技术领域
本发明涉及一种发电系统，具体公开了一种干法水泥生产线的余热双压回收发电系统。
背景技术
目前，干法水泥生产余热回收发电系统是这样的，在窑头篦冷机处开设取气口，由取气口出来带有余热的烟气进入AQC锅炉(中温窑头余热锅炉)回收余热，由生产线窑尾出来带有余热的烟气进入窑尾SP锅炉(窑尾余热锅炉)回收余热，分别一次过热的两股蒸汽汇合进入汽轮机发电，汽轮机出口与凝汽器连接，凝汽器产生的水经凝结水泵和除氧装置后经给水泵泵入AQC锅炉及窑尾SP锅炉，AQC锅炉换热后的废气进入收尘系统，窑尾SP锅炉换热后的废气进入生料系统。
现有余热回收发电系统存在如下弊端：AQC锅炉及窑尾SP锅炉分别一次过热，蒸汽温度330℃左右，偏低，蒸汽压力约为2.0～2.5MPa，偏高，发电效率较低，不利于余热回收发电效率的提高；进入AQC锅炉的部分余热只能通过170℃，0.2MPa的低压蒸汽补入汽轮机发电，低压补汽发电降低了余热蒸汽的有效焓降，增大了汽轮机排汽损失，不利于余热回收效率的提高，同时蒸汽压力提高余热系统投资增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高余热发电效率的干法水泥生产线的余热双压回收发电系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：干法水泥生产线的余热双压回收发电系统，包括窑头篦冷机、中温窑头余热锅炉、窑尾余热锅炉与汽轮机，在生产线的窑尾与窑头篦冷机上均开设有取气口，中温窑头余热锅炉内具有窑头高压换热系统与窑头低压换热系统，窑头高压换热系统具有窑头高压蒸汽入口与窑头高压蒸汽出口，窑头低压换热系统具有窑头低压蒸汽入口与窑头低压蒸汽出口，窑尾余热锅炉内具有窑尾高压换热系统与窑尾低压换热系统，窑尾高压换热系统具有窑尾高压蒸汽入口与窑尾高压蒸汽出口，窑尾低压换热系统具有窑尾低压蒸汽入口与窑尾低压蒸汽出口，窑尾的取气口通过管道连接窑尾余热锅炉的进气口，窑头篦冷机的取气口通过管道连接中温窑头余热锅炉的进气口，窑头篦冷机的取气口包括高温取气口与中温取气口，窑头篦冷机上与中温窑头余热锅炉的进气口连接的取气口为中温取气口，在系统中还设置有高温窑头余热锅炉，高温窑头余热锅炉的换热系统中具有高温窑头蒸汽入口与高温窑头蒸汽出口，高温取气口通过管道连接高温窑头余热锅炉的进气口，窑头高压蒸汽入口、窑头低压蒸汽入口、窑尾高压蒸汽入口与窑尾低压蒸汽入口通过管道连接有水源系统，窑头高压蒸汽出口与窑尾高压蒸汽出口通过管道连接高温窑头余热锅炉的高温窑头蒸汽入口，高温窑头余热锅炉的高温窑头蒸汽出口通过管道连接汽轮机。
进一步的是，所述水源系统包括顺序连接的凝汽器、凝结水泵、补水装置、除氧装置、给水泵，凝汽器的入口连接汽轮机的出口，给水泵出口与窑头高压蒸汽入口、窑头低压蒸汽入口、窑尾高压蒸汽入口、窑尾低压蒸汽入口相通。
进一步的是，中温窑头余热锅炉的窑头低压蒸汽出口与窑尾余热锅炉的窑尾低压蒸汽出口通过管道与汽轮机连接。
进一步的是，高温窑头余热锅炉的出气口连接中温窑头余热锅炉的进气口。
进一步的是，所述高温窑头蒸汽出口出来的蒸汽压力为1.0～1.4MPa，温度为350～410℃。
进一步的是，所述窑头低压蒸汽出口与窑尾低压蒸汽出口出来的蒸汽压力为0.2～0.4MPa，温度150～170℃。
本发明的有益效果是：结合窑头篦冷机内温度分布特点，窑头篦冷机采用高温取气口与中温取气口的布置形式，使高温废气通入到高温窑头余热锅炉，中温烟气通入到中温窑头余热锅炉，并使中温窑头余热锅炉与窑尾余热锅炉出来的蒸汽再经高温窑头余热锅炉进行二次换热，二次过热后的蒸汽温度提高到350～410℃左右，送入汽轮发电机，提高蒸汽焓值，提高有效焓降，蒸汽品质提高，流量降低，降低了余热在汽轮机凝汽器的排汽损失，促进了余热发电效率的提高，适合在利用余热发电的系统中推广应用。
附图说明
图1为本发明的系统工作原理图。
图中标记为：窑头篦冷机1、高温取气口11、中温取气口12、中温窑头余热锅炉2、高压换热系统21、窑头低压换热系统22、进气口23、窑头高压蒸汽入口24、窑头高压蒸汽出口25、窑头低压蒸汽入口26、窑头低压蒸汽出口27、窑尾余热锅炉3、高压换热系统31、窑尾低压换热系统32、进气口33、窑尾高压蒸汽入口34、窑尾高压蒸汽出口35、窑尾低压蒸汽入口36、窑尾低压蒸汽出口37、汽轮机4、高温窑头余热锅炉5、进气口51、高温窑头蒸汽入口52、高温窑头蒸汽出口53、出气口54、凝汽器6、凝结水泵7、补水装置8、除氧装置9、给水泵10。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明的干法水泥生产线的余热双压回收发电系统，包括窑头篦冷机1、中温窑头余热锅炉2、窑尾余热锅炉3与汽轮机4，在生产线的窑尾与窑头篦冷机1上均开设有取气口，中温窑头余热锅炉2内具有窑头高压换热系统21与窑头低压换热系统22，窑头高压换热系统21具有窑头高压蒸汽入口24与窑头高压蒸汽出口25，窑头低压换热系统22具有窑头低压蒸汽入口26与窑头低压蒸汽出口27，窑尾余热锅炉3内具有窑尾高压换热系统31与窑尾低压换热系统32，窑尾高压换热系统31具有窑尾高压蒸汽入口34与窑尾高压蒸汽出口35，窑尾低压换热系统32具有窑尾低压蒸汽入口36与窑尾低压蒸汽出口37，窑尾的取气口通过管道连接窑尾余热锅炉3的进气口33，窑头篦冷机1的取气口通过管道连接中温窑头余热锅炉2的进气口23，窑头篦冷机1的取气口包括高温取气口11与中温取气口12，窑头篦冷机1上与中温窑头余热锅炉2的进气口23连接的取气口为中温取气口12，在系统中还设置有高温窑头余热锅炉5，高温窑头余热锅炉5的换热系统中具有高温窑头蒸汽入口52与高温窑头蒸汽出口53，高温取气口11通过管道连接高温窑头余热锅炉5的进气口51，窑头高压蒸汽入口24、窑头低压蒸汽入口26、窑尾高压蒸汽入口34与窑尾低压蒸汽入口36通过管道连接有水源系统，窑头高压蒸汽出口25与窑尾高压蒸汽出口35通过管道连接高温窑头余热锅炉5的高温窑头蒸汽入口52，高温窑头余热锅炉5的高温窑头蒸汽出口53通过管道连接汽轮机4。工作时，从中温取气口12取得的窑头篦冷机1内的中温废气进入到中温窑头余热锅炉2内，生产线窑尾出来的废气进入到窑尾余热锅炉3，同时，通过水源系统向中温窑头余热锅炉2、窑尾余热锅炉3的换热器内泵入冷水，该泵入的冷水在换热器内进行一次换热后从窑头高压蒸汽出口25与窑尾高压蒸汽出口35出来的为水蒸汽(一般只能达到330℃左右)。在该过程中，高温取气口11取得的窑头篦冷机1内的高温废气进入到高温窑头余热锅炉5内，从窑头高压蒸汽出口25与窑尾高压蒸汽出口35出来的经过一次换热的水蒸汽从高温窑头蒸汽入口52进入到高温窑头余热锅炉5的换热器内，在高温废气的作用下进行二次换热，并从高温窑头蒸汽出口53送入到汽轮机4发电，在二次换热以后，温度可大大提高，从而提高蒸汽焓值，提高有效焓降，同时改善了进入汽轮机4的蒸汽品质，使等量的余热量蒸汽品质提高，流量降低，降低了余热在汽轮机4出口处的排汽损失，进入汽轮机4的蒸汽温度可达到350～410℃，有利于余热回收发电效率的提高。在本实施方式中，可以在窑头篦冷机1同时设置多个高温取气口11与多个中温取气口12，从而能利于窑头篦冷机1的配风，可靠、有效地提高二次换热的蒸汽温度。
在上述实施方式中，所述水源系统可采用任意供水系统，作为优选方式，所述水源系统包括顺序连接的凝汽器6、凝结水泵7、补水装置8、除氧装置9、给水泵10，凝汽器6的入口连接汽轮机4的出口，给水泵10出口与窑头高压蒸汽入口24、窑头低压蒸汽入口26、窑尾高压蒸汽入口34、窑尾低压蒸汽入口36相通。高温蒸汽通过汽轮机4发电后，从汽轮机4出口进入凝汽器6进行换热得形成液体，经凝结水泵7泵送到除氧装置9，同时，补水装置8对发电后造成的水蒸汽损失进行补水操作，然后再经给水泵10泵送到窑头高压蒸汽入口24、窑头低压蒸汽入口26、窑尾高压蒸汽入口34、窑尾低压蒸汽入口36中。
以以上实施方式中，窑头高压蒸汽出口25与窑尾高压蒸汽出口35出来的经过一次换热的水蒸汽从高温窑头蒸汽入口52进入到高温窑头余热锅炉5的换热器内进行二次换热，而窑头低压蒸汽出口27与窑尾低压蒸汽出口37出来的蒸汽可用于其它利用蒸汽的场合，作为优选方式，中温窑头余热锅炉2的窑头低压蒸汽出口27与窑尾余热锅炉3的窑尾低压蒸汽出口37通过管道与汽轮机4连接。在实现主蒸汽最大发电能力的前提下，从窑头低压蒸汽出口27与窑尾低压蒸汽出口37出来的压力为0.2～0.4MPa，温度150～170℃的低压蒸汽送至汽轮机4，将不能被吸收的余热再次利用，提高余热发电效率。
为了提高窑头篦冷机1的余热回收利用效率，高温窑头余热锅炉5的出气口54连接中温窑头余热锅炉2的进气口23。用于在中温窑头余热锅炉2内产生一次过热蒸汽，对余热烟气能量进行梯级回收。
在以上实施方式的基础上，最好将高温窑头蒸汽出口53出来的蒸汽控制在压力为1.0～1.4MPa，温度为350～410℃。将窑头低压蒸汽出口27与窑尾低压蒸汽出口37出来的蒸汽控制在压力为0.2～0.4MPa，温度150～170℃。能有效保证发电效率的提高。

Claims (6)

1.干法水泥生产线的余热双压回收发电系统，包括窑头篦冷机(1)、中温窑头余热锅炉(2)、窑尾余热锅炉(3)与汽轮机(4)，在生产线的窑尾与窑头篦冷机(1)上均开设有取气口，中温窑头余热锅炉(2)内具有窑头高压换热系统(21)与窑头低压换热系统(22)，窑头高压换热系统(21)具有窑头高压蒸汽入口(24)与窑头高压蒸汽出口(25)，窑头低压换热系统(22)具有窑头低压蒸汽入口(26)与窑头低压蒸汽出口(27)，窑尾余热锅炉(3)内具有窑尾高压换热系统(31)与窑尾低压换热系统(32)，窑尾高压换热系统(31)具有窑尾高压蒸汽入口(34)与窑尾高压蒸汽出口(35)，窑尾低压换热系统(32)具有窑尾低压蒸汽入口(36)与窑尾低压蒸汽出口(37)，窑尾的取气口通过管道连接窑尾余热锅炉(3)的进气口(33)，窑头篦冷机(1)的取气口通过管道连接中温窑头余热锅炉(2)的进气口(23)，其特征是：窑头篦冷机(1)的取气口包括高温取气口(11)与中温取气口(12)，窑头篦冷机(1)上与中温窑头余热锅炉(2)的进气口(23)连接的取气口为中温取气口(12)，在系统中还设置有高温窑头余热锅炉(5)，高温窑头余热锅炉(5)的换热系统中具有高温窑头蒸汽入口(52)与高温窑头蒸汽出口(53)，高温取气口(11)通过管道连接高温窑头余热锅炉(5)的进气口(51)，窑头高压蒸汽入口(24)、窑头低压蒸汽入口(26)、窑尾高压蒸汽入口(34)与窑尾低压蒸汽入口(36)通过管道连接有水源系统，窑头高压蒸汽出口(25)与窑尾高压蒸汽出口(35)通过管道连接高温窑头余热锅炉(5)的高温窑头蒸汽入口(52)，高温窑头余热锅炉(5)的高温窑头蒸汽出口(53)通过管道连接汽轮机(4)。
2.如权利要求1所述的干法水泥生产线的余热双压回收发电系统，其特征是：所述水源系统包括顺序连接的凝汽器(6)、凝结水泵(7)、补水装置(8)、除氧装置(9)、给水泵(10)，凝汽器(6)的入口连接汽轮机(4)的出口，给水泵(10)出口与窑头高压蒸汽入口(24)、窑头低压蒸汽入口(26)、窑尾高压蒸汽入口(34)、窑尾低压蒸汽入口(36)相通。
3.如权利要求1或2所述的干法水泥生产线的余热双压回收发电系统，其特征是：中温窑头余热锅炉(2)的窑头低压蒸汽出口(27)与窑尾余热锅炉(3)的窑尾低压蒸汽出口(37)通过管道与汽轮机(4)连接。
4.如权利要求3所述的干法水泥生产线的余热双压回收发电系统，其特征是：高温窑头余热锅炉(5)的出气口(54)连接中温窑头余热锅炉(2)的进气口(23)。
5.如权利要求4所述的干法水泥生产线的余热双压回收发电系统，其特征是：所述高温窑头蒸汽出口(53)出来的蒸汽压力为1.0～1.4MPa，温度为350～410℃。
6.如权利要求5所述的干法水泥生产线的余热双压回收发电系统，其特征是：所述窑头低压蒸汽出口(27)与窑尾低压蒸汽出口(37)出来的蒸汽压力为0.2～0.4MPa，温度150～170℃。
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Address after: The people of Wuhou District road Chengdu city Sichuan province 610041 four Branch Road No. 3 National 863 software incubator base in Sichuan on the third floor

Applicant after: Chengdu Hot New Energy Technology Co., Ltd.

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CP03 Change of name, title or address

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Patentee before: Chengdu Hot New Energy Technology Co., Ltd.

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Denomination of invention: Afterheat double-voltage recovery and generation system of dry cement production line

Effective date of registration: 20140208

Granted publication date: 20121212

Pledgee: The Agricultural Bank of Chengdu branch of Limited by Share Ltd Chinese Sichuan

Pledgor: Chengdu Hot New Energy Technology Co., Ltd.

Registration number: 2014510000003

PLDC Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model
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Granted publication date: 20121212

Termination date: 20171020

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