CN105387729B - 物料冷却余热发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种物料冷却余热发电系统,包括蒸汽再热纯凝式空冷汽轮机系统(A)、无刷励磁带永磁副励磁机发电系统(B)、热力除氧给水系统(C)、锅炉系统(D)和物料冷却装置(E)，所述锅炉系统(D)的锅炉本体(DB)内依次设置有锅炉高压蒸汽过热器(DB4)、低压再热蒸汽过热器(DB5)、高压蒸汽蒸发器(DB3)、省煤器(DB2)和副省煤器(DB1)，所述蒸汽再热纯凝式空冷汽轮机系统(A)包括汽轮机高压缸部分、汽轮机低压缸部分、凝汽器(A3)，所述汽轮机高压缸部分与汽轮机低压缸部分均连接至无刷励磁带永磁副励磁机发电系统(B)。本发明提供了一种能够利用高温高压蒸汽再热以提高系统发电效率的高温高压蒸汽再热纯凝式汽轮机发电系统。

Description

物料冷却余热发电系统
技术领域
本发明涉及余热发电技术领域，具体是一种物料冷却余热发电系统。
背景技术
工业物料冷却过程存在许多可利用的余热可以利用，物料温度范围一般在1200℃—600℃，物料需冷却到200℃以下。冷却设备主要有：水泥窑篦冷机、烧结冷却机、干熄焦装置等。
目前物料冷却领域有以下几种余热发电系统及常用做法：
1、水泥窑篦冷机余热利用：
其工作原理是：水泥纯低温余热发电技术是指在新型干法水泥熟料生产线生产过程中，通过余热回收装置——余热锅炉将水泥窑窑头、窑尾排出大量的低品位废气余热进行热交换回收，产生过热蒸汽推动汽轮机实现热能向机械能的转换，从而带动发电机发出电能，窑头锅炉所发电能供水泥生产过程中使用。而水泥窑冷机余热利用就是指窑头部分余热，次部分余热就是通过鼓风冷却篦冷机中的高温熟料带出的热量。
2、烧结冷却机余热利用：
其工作原理是：烧结矿在带冷机或环冷机上是通过鼓风进行冷却，由底部鼓入的冷风在穿过热烧结矿层时被加热，成为高温废气。将这些高温的废气通过引风机引入锅炉，加热锅炉内的水产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动带动发电机发电。
3、干熄焦余热利用：
其工作原理是：吸收红焦潜热后温度升高的惰性循环气体从干熄炉环形烟道排出后，进入干熄焦余热锅炉进行换热，锅炉产生的蒸汽进入汽轮机带动发电机发电。
但目前现有技术中的余热发电系统中，对高低品质不同的余热利用形式较为单一，利用效率低，针对高温余热(物料温度在1000℃以上，烟气温度在900～1100℃之间)往往只是和利用低温余热一样采用一般的简单循环，效率较低，浪费了高品位能源的利用潜力，造成了大马拉小车的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种物料冷却余热发电系统，解决了现有技术中的余热发电系统中，对高低品质不同的余热利用形式较为单一，利用效率低，针对高温余热(物料温度在1000℃以上，烟气温度在900～1100℃之间)往往只是和利用低温余热一样采用一般简单的热力循环系统，高品位能源的利用潜质被浪费。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种物料冷却余热发电系统，包括蒸汽再热纯凝式空冷汽轮机系统、无刷励磁带永磁副励磁机发电系统、热力除氧给水系统、锅炉系统和物料冷却装置，
所述锅炉系统的锅炉本体内依次设置有锅炉高压蒸汽过热器、低压蒸汽过热器、高压蒸汽蒸发器、省煤器和副省煤器；所述蒸汽再热纯凝式空冷汽轮机系统包括汽轮机高压缸部分、汽轮机低压缸部分、凝汽器系统，所述汽轮机高压缸部分和汽轮机低压缸部分均连接至无刷励磁带永磁副励磁机发电系统；其中所述物料冷却装置内的高温烟气通过管道进入锅炉本体内，并依次和锅炉高压蒸汽过热器、低压蒸汽过热器、高压蒸汽蒸发器、省煤器、副省煤器换热后通过烟气循环风机回到物料冷却装置内；所述热力除氧给水系统中的水通过水泵依次进入省煤器、高压蒸汽蒸发器、锅炉过热器获取热量并汽化过热后进入到汽轮机高压缸部分做功，在汽轮机高压缸部分做功后的水蒸汽经过低压蒸汽过热器再次获取热量并充分过热后进入到汽轮机低压缸部分做功，同时从汽轮机低压缸中一部分蒸汽提供给热力除氧给水系统进行给水除氧，汽轮机低压缸部分做功后的水蒸汽进入到凝汽器系统冷却液化，凝汽器系统中冷凝后的水通过凝结水泵从副省煤器回到热力除氧给水系统中，副省煤器作为用凝结水调节锅炉排烟温度用。
进一步的，所述锅炉过热器到汽轮机高压缸部分的管道上设有高压蒸汽阀门系统和高压蒸汽调节门，所述低压蒸汽过热器到汽轮机低压缸部分的管道上设有低压再热蒸汽调节门，所述副省煤器的进水管和出水管之间设有副省煤气调节阀，所述省煤器的进水管处设有主给水调节阀。
进一步的，经过凝结水泵后的管道还通过液位调节阀回接至凝汽器系统(A3)的热井；经过给水泵后的管道还通过给水再循环阀门连接至热力除氧给水系统的除氧器；所述补水器还通过除氧水箱液位调节阀外接除盐水水源；所述汽轮机低压缸部分抽汽向热力除氧给水系统提供除氧蒸汽的管道上设有除氧流量调节阀。
进一步的，进入凝汽器系统的汽轮机排出蒸汽的乏汽通过管道进入空冷岛(A5)冷却后再回到凝汽器系统的热井，所述空冷岛配置有射水抽气器保证水蒸汽冷凝环境。
进一步的，所述物料冷却装置向锅炉系统提供高温烟气的管道以及炉系统向物料冷却装置回流烟气的管道分别通过锅炉入口混风阀和锅炉出口混风调节阀进行空气补充。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用蒸汽作为工作介质，同时利用蒸汽再热的形式提高发电效率，再采用无刷励磁同步发电机作为机械能与电能之间的转换装置，采用副省煤气调节锅炉排烟温度提高热效率，提供了能够利用高温高压蒸汽再热以提高系统发电效率的高温高压蒸汽再热纯凝式汽轮机发电系统，还具有排烟温度控制功能，解决了余热锅炉在变工况下热利用效率降低、排烟温度波动问题。
附图说明
图1为本发明物料冷却余热发电系统的连接示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明物料冷却余热发电系统的一个实施例：一种物料冷却余热发电系统，包括蒸汽再热纯凝式空冷汽轮机系统A、无刷励磁带永磁副励磁机发电系统B、热力除氧给水系统C、锅炉系统D和物料冷却装置E，
所述锅炉系统D的锅炉本体DB内依次设置有锅炉高压蒸汽过热器DB4、低压蒸汽过热器DB5、高压蒸汽蒸发器DB3、省煤器DB2和副省煤器DB1；所述蒸汽再热纯凝式空冷汽轮机系统A包括汽轮机高压缸部分、汽轮机低压缸部分、凝汽器系统A3，所述汽轮机高压缸部分和汽轮机低压缸部分均连接至无刷励磁带永磁副励磁机发电系统B；其中所述物料冷却装置E内的高温烟气通过管道进入锅炉本体DB内，并依次和锅炉高压蒸汽过热器DB4、低压蒸汽过热器DB5、高压蒸汽蒸发器DB3、省煤器DB2、副省煤器DB1换热后通过烟气循环风机D4回到物料冷却装置E内；所述热力除氧给水系统C中的水通过水泵C1依次进入省煤器DB2、高压蒸汽蒸发器DB3、锅炉过热器DB4获取热量并汽化过热后进入到汽轮机高压缸部分做功，在汽轮机高压缸部分做功后的水蒸汽经过低压蒸汽过热器DB5再次获取热量并充分过热后进入到汽轮机低压缸部分做功，同时从汽轮机低压缸中一部分蒸汽提供给热力除氧给水系统C进行给水除氧，汽轮机低压缸部分做功后的水蒸汽进入到凝汽器系统A3冷却液化，凝汽器系统A3中冷凝后的水通过凝结水泵A6从副省煤器DB1回到热力除氧给水系统C中，副省煤器DB1作为用凝结水调节锅炉排烟温度用。
根据本发明物料冷却余热发电系统的另一个实施例，所述锅炉过热器DB4到汽轮机高压缸部分的管道上设有高压蒸汽阀门系统D6和高压蒸汽调节门A1，所述低压蒸汽过热器DB5到汽轮机低压缸部分的管道上设有低压再热蒸汽调节门A2，所述副省煤器DB1的进水管和出水管之间设有副省煤气调节阀D2，所述省煤器DB2的进水管处设有主给水调节阀D1。
根据本发明物料冷却余热发电系统的另一个实施例，经过凝结水泵A6后的管道还通过液位调节阀A4回接至凝汽器系统A3的热井；经过给水泵C1后的管道还通过给水再循环阀门连接至热力除氧给水系统C的除氧器；所述补水器还通过除氧水箱液位调节阀C3外接除盐水水源；所述汽轮机低压缸部分抽汽向热力除氧给水系统C提供除氧蒸汽的管道上设有除氧流量调节阀C2。
根据本发明物料冷却余热发电系统的另一个实施例，进入凝汽器系统A3的汽轮机排出蒸汽的乏汽通过管道进入空冷岛A5冷却后再回到凝汽器系统A3的热井，所述空冷岛A5配置有射水抽气器A7保证水蒸汽冷凝环境。
根据本发明物料冷却余热发电系统的另一个优选实施例，所述物料冷却装置E向锅炉系统D提供高温烟气的管道以及炉系统D向物料冷却装置E回流烟气的管道分别通过锅炉入口混风阀D5和锅炉出口混风调节阀D3进行空气补充。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (1)

1.一种物料冷却余热发电系统，包括蒸汽再热纯凝式空冷汽轮机系统(A)、无刷励磁带永磁副励磁机发电系统(B)、热力除氧给水系统(C)、锅炉系统(D)和物料冷却装置(E)，其特征在于：
所述锅炉系统(D)的锅炉本体(DB)内依次设置有锅炉高压蒸汽过热器(DB4)、低压蒸汽过热器(DB5)、高压蒸汽蒸发器(DB3)、省煤器(DB2)和副省煤器(DB1)；
所述蒸汽再热纯凝式空冷汽轮机系统(A)包括汽轮机高压缸部分、汽轮机低压缸部分、凝汽器系统(A3)，所述汽轮机高压缸部分和汽轮机低压缸部分均连接至无刷励磁带永磁副励磁机发电系统(B)；
其中所述物料冷却装置(E)内的高温烟气通过管道进入锅炉本体(DB)内，并依次和锅炉高压蒸汽过热器(DB4)、低压蒸汽过热器(DB5)、高压蒸汽蒸发器(DB3)、省煤器(DB2)、副省煤器(DB1)换热后通过烟气循环风机(D4)回到物料冷却装置(E)内；所述热力除氧给水系统(C)中的水通过水泵(C1)依次进入省煤器(DB2)、高压蒸汽蒸发器(DB3)、锅炉高压蒸汽过热器(DB4)获取热量并汽化过热后进入到汽轮机高压缸部分做功，在汽轮机高压缸部分做功后的水蒸汽经过低压蒸汽过热器(DB5)再次获取热量并充分过热后进入到汽轮机低压缸部分做功，同时从汽轮机低压缸中一部分蒸汽提供给热力除氧给水系统(C)进行给水除氧，汽轮机低压缸部分做功后的水蒸汽进入到凝汽器系统(A3)冷却液化，凝汽器系统(A3)中冷凝后的水通过凝结水泵(A6)从副省煤器(DB1)回到热力除氧给水系统(C)中；所述锅炉高压蒸汽过热器(DB4)到汽轮机高压缸部分的管道上设有高压蒸汽阀门系统(D6)和高压蒸汽调节门(A1)，所述低压蒸汽过热器(DB5)到汽轮机低压缸部分的管道上设有低压再热蒸汽调节门(A2)，所述副省煤器(DB1)的进水管和出水管之间设有副省煤气调节阀(D2)，所述省煤器(DB2)的进水管处设有主给水调节阀(D1)；经过凝结水泵(A6)后的管道还通过液位调节阀(A4)回接至凝汽器系统(A3)的热井；经过水泵(C1)后的管道还通过给水再循环阀门连接至热力除氧给水系统(C)的除氧器；补水器还通过除氧水箱液位调节阀(C3)外接除盐水水源；所述汽轮机低压缸部分抽汽向热力除氧给水系统(C)提供除氧蒸汽的管道上设有除氧流量调节阀(C2)；进入凝汽器系统(A3)的汽轮机排出蒸汽的乏汽通过管道进入空冷岛(A5)冷却后再回到凝汽器系统(A3)的热井，所述空冷岛(A5)配置有射水抽气器(A7)保证水蒸汽冷凝环境；所述物料冷却装置(E)向锅炉系统(D)提供高温烟气的管道以及炉系统(D)向物料冷却装置(E)回流烟气的管道分别通过锅炉入口混风阀(D5)和锅炉出口混风调节阀(D3)进行空气补充。
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