CN104832225A - 生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统 - Google Patents

生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统 Download PDF

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卢海威
黄磊
黄瑾
聂玺轩
沈勇
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湖南现代环境科技有限公司
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Abstract

本发明公开了一种生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统,包括焚烧装置、余热锅炉发电装置和尾气处理装置,所述余热锅炉发电装置包括蒸汽回收组件螺杆膨胀机、发电机和用于生成蒸汽的热交换装置,所述热交换装置的蒸汽出口与螺杆膨胀机的蒸汽入口连接,所述螺杆膨胀机的动力输出端与发电机连接并驱动发电机发电,所述螺杆膨胀机的气液排出口经蒸汽回收组件与热交换装置的回收口连接,所述焚烧装置的烟气输出口与热交换装置的烟气入口连接,烟气在热交换装置中通过热交换生成蒸汽后经烟气出口排出,所述烟气出口与尾气处理装置连接。该生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统具有配置成本和运行成本低、节能减排、运行稳定、经济效益显著的优点。

Description

生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统
技术领域
[0001] 本发明涉及生活垃圾发电技术,尤其涉及生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统。
背景技术
[0002] 在“垃圾围城”、低碳减排压力等现实背景下,生活垃圾焚烧发电技术进入《国家重点推广的低碳技术名单》,被列入“燃料及原材料替代类技术”。
[0003]目前我国垃圾焚烧发电厂规模普遍在300t/d以上,一般采用的中温中压或次高温次高压技术参数,余热回收方式主要是余热锅炉+汽轮发电机组,具有减量化、无害化和资源化效率高、初期投资大、运行费用较高等特点。我国生活垃圾焚烧发电项目的下一步的建设趋势将是中、小城镇,这些城市的人口规模不大,垃圾产生量较少,相应的建设规模一般也比较小,很多集中在300t/d及以下规模,传统的卫生填埋处理方式已无法满足垃圾无害化处理要求。
[0004] 我国传统大型垃圾焚烧发电系统一般用余热锅炉回收高温烟气的热量,产生中温中压蒸汽,通过凝气式汽轮机转化为机械能,再由发电机转化为电能的纯发电形式。以500t/d垃圾焚烧发电系统为例,配备一套1MW汽轮发电机组,采用中温中压(4MPa,400°C )的纯凝式汽轮机,转速为3000转/分钟。整套系统总投资约2.5亿元,其中余热发电系统投资约3500万元。自用电占总发电量的15~20%。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种配置成本和运行成本低、节能减排、运行稳定、经济效益显著的生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统,包括焚烧装置、余热锅炉发电装置和尾气处理装置,所述余热锅炉发电装置包括蒸汽回收组件螺杆膨胀机、发电机和用于生成蒸汽的热交换装置,所述热交换装置的蒸汽出口与螺杆膨胀机的蒸汽入口连接,所述螺杆膨胀机的动力输出端与发电机连接并驱动发电机发电,所述螺杆膨胀机的气液排出口经蒸汽回收组件与热交换装置的回收口连接,所述焚烧装置的烟气输出口与热交换装置的烟气入口连接,烟气在热交换装置中通过热交换生成蒸汽后经烟气出口排出,所述烟气出口与尾气处理装置连接。
[0007] 作为上述技术方案的进一步改进:
所述蒸汽回收组件包括冷凝器、除氧器和给水泵,所述气液排出口与冷凝器入口连接,所述冷凝器经除氧器与给水泵连接,所述给水泵的输出端与热交换装置的回收口连接。
[0008] 所述尾气处理装置包括依次串接的除酸塔、除尘器和排放烟囱。
[0009] 所述尾气处理装置还包括设于除酸塔前端的空气预热装置,所述空气预热装置设有冷空气入口和热空气出口,所述烟气进入空气预热装置与冷空气热交换生成热空气后进入除酸塔,所述热空气出口与焚烧装置的助燃风入口连接。
[0010] 所述尾气处理装置还包括设于除酸塔与除尘器之间的活性炭喷射装置。
[0011 ] 所述除酸塔为半干法除酸塔。
[0012] 所述除尘器为布袋除尘器。
[0013] 与现有技术相比,本发明的优点在于:
本发明的生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统,生活垃圾进入焚烧装置焚烧,产生的烟气温度在850°C左右,烟气进入热交换装置产生0.8MPa、170°C的低温低压饱和蒸汽,蒸汽驱动螺杆膨胀机,螺杆膨胀机驱动发电机发电,螺杆膨胀机排汽经蒸汽回收组件返回热交换装置回用,实现将垃圾焚烧热能转化为电能;烟气继续进入尾气处理装置净化处理后达标排放。本发明的生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统解决了传统生活垃圾焚烧汽轮发电系统处理规模大(彡300吨/天)、经济投入大、运行成本高等问题,填补了中小规模(< 300吨/天)生活垃圾焚烧余热发电领域的空白;充分利用了中小型生活垃圾焚烧高温烟气的余热,螺杆膨胀动力机组的热功转化效率可达到10~15%,产生的电能可满足焚烧厂自用电,具有节能减排、设备先进稳定、经济效益好等优点。
附图说明
[0014]图1是本发明生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统的结构示意图。
[0015] 图中各标号表示:1、焚烧装置;2、余热锅炉发电装置;21、热交换装置;22、螺杆膨胀机;23、发电机;24、蒸汽回收组件;241、冷凝器;242、除氧器;243、给水泵;3、尾气处理装置;31、除酸塔;32、除尘器;33、排放烟囱;34、空气预热装置;35、活性炭喷射装置。
具体实施方式
[0016]图1示出了本发明的一种生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统实施例,该发电系统包括焚烧装置1、余热锅炉发电装置2和尾气处理装置3,余热锅炉发电装置2包括蒸汽回收组件24螺杆膨胀机22、发电机23和用于生成蒸汽的热交换装置21,热交换装置21的蒸汽出口与螺杆膨胀机22的蒸汽入口连接,螺杆膨胀机22的动力输出端与发电机23连接并驱动发电机23发电,螺杆膨胀机22的气液排出口经蒸汽回收组件24与热交换装置21的回收口连接,焚烧装置I的烟气输出口与热交换装置21的烟气入口连接,烟气在热交换装置21中通过热交换生成蒸汽后经烟气出口排出,烟气出口与尾气处理装置3连接。本发明的生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统,生活垃圾进入焚烧装置I焚烧,产生的烟气温度在850°C左右,烟气进入热交换装置21产生0.8MPa、170°C的低温低压饱和蒸汽,蒸汽驱动螺杆膨胀机22,螺杆膨胀机22驱动发电机23发电,螺杆膨胀机22排汽经蒸汽回收组件24返回热交换装置21回用,实现将垃圾焚烧热能转化为电能;烟气继续进入尾气处理装置3净化处理后达标排放。本发明的生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统解决了传统生活垃圾焚烧汽轮发电系统处理规模大(彡300吨/天)、经济投入大、运行成本高等问题,填补了中小规模(< 300吨/天)生活垃圾焚烧余热发电领域的空白;充分利用了中小型生活垃圾焚烧高温烟气的余热,螺杆膨胀动力机组的热功转化效率可达到10~15%,产生的电能可满足焚烧厂自用电,具有节能减排、设备先进稳定、经济效益好等优点。
[0017] 本实施例中,蒸汽回收组件24包括冷凝器241、除氧器242和给水泵243,气液排出口与冷凝器241入口连接,冷凝器241经除氧器242与给水泵243连接,给水泵243的输出端与热交换装置21的回收口连接,乏汽经冷凝器241冷凝后作为给水再进入余热锅炉循环利用,同时通过除氧器242除氧,以提高热交换装置21使用寿命。
[0018] 本实施例中,尾气处理装置3包括依次串接的除酸塔31、除尘器32、排放烟囱33、设于除酸塔31前端的空气预热装置34以及设于除酸塔31与除尘器32之间的活性炭喷射装置35。空气预热装置34设有冷空气入口和热空气出口,烟气进入空气预热装置34与冷空气热交换生成热空气后进入除酸塔31,热空气出口与焚烧装置I的助燃风入口连接,以提高烟气余热利用率和焚烧装置I的燃烧效率。活性炭喷射装置35可喷射活性炭粉末,用于去除尾气中的二噁英等有害物质。
[0019] 本实施例中,除酸塔31为半干法除酸塔,通过向塔内喷入碱液及烟道中喷射消石灰,除去烟气中的酸性气体;除尘器32为布袋除尘器,布袋除尘器将烟气里的灰尘收集下来,由飞灰输送系统送至飞灰稳定化设备,飞灰稳定化后进入无害化填埋场处置。
[0020] 本发明的生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统,系统先进稳定,充分实现了垃圾无害化和减量化;系统结构简单,可同时将烟气的余热传递给蒸汽和空气,充分利用高温烟气的余热;系统成熟稳定,配置成本和运行成本低,发电效率可达15%左右,占地面积小,投运简单安全,维护简便,充分实现垃圾的资源化;污染控制完善,烟气、炉渣、飞灰、渗滤液等均按要求处理处置,蒸汽冷凝后进入余热锅炉循环利用。
[0021] 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围的情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统,包括焚烧装置(1)、余热锅炉发电装置(2)和尾气处理装置(3 ),其特征在于:所述余热锅炉发电装置(2 )包括蒸汽回收组件(24 )螺杆膨胀机(22)、发电机(23)和用于生成蒸汽的热交换装置(21),所述热交换装置(21)的蒸汽出口与螺杆膨胀机(22)的蒸汽入口连接,所述螺杆膨胀机(22)的动力输出端与发电机(23)连接并驱动发电机(23)发电,所述螺杆膨胀机(22)的气液排出口经蒸汽回收组件(24)与热交换装置(21)的回收口连接,所述焚烧装置(I)的烟气输出口与热交换装置(21)的烟气入口连接,烟气在热交换装置(21)中通过热交换生成蒸汽后经烟气出口排出,所述烟气出口与尾气处理装置(3)连接。
2.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统,其特征在于:所述蒸汽回收组件(24)包括冷凝器(241)、除氧器(242)和给水泵(243),所述气液排出口与冷凝器(241)入口连接,所述冷凝器(241)经除氧器(242 )与给水泵(243 )连接,所述给水泵(243 )的输出端与热交换装置(21)的回收口连接。
3.根据权利要求1或2所述的生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统,其特征在于:所述尾气处理装置(3 )包括依次串接的除酸塔(31)、除尘器(32 )和排放烟囱(33 )。
4.根据权利要求3所述的生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统,其特征在于:所述尾气处理装置(3)还包括设于除酸塔(31)前端的空气预热装置(34),所述空气预热装置(34)设有冷空气入口和热空气出口,所述烟气进入空气预热装置(34)与冷空气热交换生成热空气后进入除酸塔(31 ),所述热空气出口与焚烧装置(I)的助燃风入口连接。
5.根据权利要求3所述的生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统,其特征在于:所述尾气处理装置(3)还包括设于除酸塔(31)与除尘器(32)之间的活性炭喷射装置(35)。
6.根据权利要求3所述的生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统,其特征在于:所述除酸塔(31)为半干法除酸塔。
7.根据权利要求3所述的生活垃圾焚烧低压蒸汽发电系统,其特征在于:所述除尘器(32)为布袋除尘器。
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