CN113091063A - 一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统，包括垃圾焚烧锅炉、汽轮机、发电机、蒸汽空气预热器以及换热器，垃圾焚烧锅炉与汽轮机连通，汽轮机与发电机连通，垃圾焚烧锅炉与蒸汽空气预热器进汽口连通并形成锅炉蒸汽通路，汽轮机与蒸汽空气预热器进汽口连通并形成汽轮机蒸汽通路，蒸汽空气预热器出风口与垃圾焚烧锅炉入口连通，蒸汽空气预热器疏水口换热器入口连通，换热器用于向用户系统提供热交换。本发明可根据机组运行负荷的高低，抽取不同参数的蒸汽作为加热汽源，优化了空气预热器运行方式，使汽轮机输出功率增加，实现了能量梯级利用，且可对余热进行回收利用并供给用户系统，有效提高了系统能量的利用效率。

Description

一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统
技术领域
本发明属于垃圾焚烧技术领域，具体涉及一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统。
背景技术
随着我国城镇化的进行以及人民生活水平的不断提高，城镇垃圾的产生量也越来越多。当前垃圾焚烧发电越来越受到欢迎，垃圾焚烧后产生的热量由余热锅吸收，产生蒸汽推动汽轮机发电。垃圾电厂一次风蒸汽空气预热器采用两段式加热，其中高压段汽源单一由汽包抽汽或汽轮机主蒸汽提供，低压段汽源由汽轮机一段抽汽提供。
目前，垃圾电厂在进行发电时，不管高负荷还是低负荷运行，一次风蒸汽空气预热器两段加热蒸汽均投入，且加热后回收的蒸汽往往还处于湿蒸汽状态就直接进入除氧器或疏水扩容器中，一方面这样会导致机组无法合理地选择蒸汽空气余热加热汽源，造成高品位能量的浪费，影响机组运行的经济性，另一方面回收的蒸汽直接进入除氧器，使得除氧器不能完全回收循环系统中的疏水量，甚至可能造成除氧器产生沸腾现象，影响除氧效果，造成能量的浪费。因此针对这一现状，迫切需要开发一种垃圾发电系统，以满足实际使用的需要，提高能量利用率。
发明内容
本发明的目的是提供一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统，用于解决垃圾发电系统中能量浪费、经济性差的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统，包括垃圾焚烧锅炉、汽轮机、发电机、蒸汽空气预热器以及换热器，所述的垃圾焚烧锅炉与所述的汽轮机相连通，所述的汽轮机与所述的发电机相连通，所述的垃圾焚烧锅炉与所述的蒸汽空气预热器进汽口相连通并形成锅炉蒸汽通路，所述的汽轮机与所述的蒸汽空气预热器进汽口相连通并形成汽轮机蒸汽通路，所述的蒸汽空气预热器出风口与所述的垃圾焚烧锅炉入口相连通，所述的蒸汽空气预热器疏水口与所述的换热器入口相连通，所述的换热器用于向用户系统提供热交换。
优选地，所述的锅炉蒸汽通路包括第一锅炉蒸汽通路，所述的汽轮机蒸汽通路包括第一汽轮机蒸汽通路，所述的第一锅炉蒸汽通路、第一汽轮机蒸汽通路先连通后再与所述的蒸汽空气预热器相连通。
优选地，所述的系统包括第一蒸汽引射器，所述的第一锅炉蒸汽通路、第一汽轮机蒸汽通路与所述的第一蒸汽引射器相连通，所述第一蒸汽引射器与蒸汽空气预热器相连通。所述的第一蒸汽引射器可根据负荷的变化抽取满足机组经济性的最佳参数的蒸汽进入所述的蒸汽空气预热器。
优选地，所述的锅炉蒸汽通路包括第二锅炉蒸汽通路，所述的汽轮机蒸汽通路包括第二汽轮机蒸汽通路，所述的第二锅炉蒸汽通路、第二汽轮机蒸汽通路先连通后再与所述的蒸汽空气预热器相连通。
优选地，所述的系统包括第二蒸汽引射器，所述的第二锅炉蒸汽通路、第二汽轮机蒸汽通路与所述的第二蒸汽引射器相连通，所述的第二蒸汽引射器与蒸汽空气预热器相连通。所述的第二蒸汽引射器可根据负荷的变化抽取满足机组经济性的最佳参数的蒸汽进入所述的蒸汽空气预热器。
优选地，所述的系统还包括混合器，所述的锅炉蒸汽通路、汽轮机蒸汽通路与所述的混合器相连通，所述的混合器与蒸汽空气预热器相连通。
优选地，所述的锅炉蒸汽通路、汽轮机蒸汽通路上设置有控制阀。所述的控制阀可控制所述的锅炉蒸汽通路和/或所述的汽轮机蒸汽通路。
进一步优选地，所述的控制阀包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀以及第四控制阀，所述的第一控制阀设置在所述的第一锅炉蒸汽通路上，所述的第二控制阀设置在所述的第二锅炉蒸汽通路上，所述的第三控制阀设置在所述的第一汽轮机蒸汽通路上，所述的第四控制阀设置在所述的第二汽轮机蒸汽通路上。
进一步优选地，所述的控制阀采用电动调节阀和/或手动调节阀。
优选地，所述的系统还包括凝汽器、加热器、除氧器，所述的汽轮机与所述的凝汽器入口相连通，所述的凝汽器热井水口与所述的加热器入口相连通，所述的加热器出口与所述的除氧器入口相连通，所述的除氧器出口与所述的垃圾焚烧锅炉入口相连通。
优选地，所述的汽轮机与所述的加热器和/或所述的除氧器相连通。
优选地，所述的换热器与所述的除氧器相连通。
进一步优选地，所述的换热器采用表面式换热器。
优选地，所述的垃圾焚烧锅炉包括省煤器系统、汽包系统以及过热器系统。
在本发明中：所述的蒸汽空气预热器为所述的垃圾发电系统提供正常运行所需的热一次风，所述的换热器进一步利用所述的蒸汽空气预热器产生蒸汽疏水的热量，将循环冷水加热到指定温度，满足用户系统用热需求。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1. 本发明可根据机组运行负荷的高低，通过蒸汽引射器抽取不同参数的蒸汽作为蒸汽空气预热器加热汽源，优化了蒸汽空气预热器运行方式，减少了所需的蒸汽量，使汽轮机输出功率增加，实现了能量梯级利用；
2. 本发明可对余热进行回收利用，通过蒸汽空气预热器疏水在换热器释放热量，将热量供给用户系统，满足了用户系统的用热需求，有效提高了系统能量的利用效率。
附图说明
附图1为本发明的垃圾发电系统示意图。
以上附图中：1、蒸汽空气预热器；2、汽轮机；3、发电机；4、垃圾焚烧锅炉；41、省煤器系统；42、汽包系统；43、过热器系统；5、换热器；6、第一蒸汽引射器；7、第二蒸汽引射器；8、混合器；9、凝汽器；10、加热器；11、除氧器；12、锅炉蒸汽通路；121、第一锅炉蒸汽通路；122、第二锅炉蒸汽通路；13、汽轮机蒸汽通路；131、第一汽轮机蒸汽通路；132、第二汽轮机蒸汽通路；14、控制阀；141、第一控制阀；142、第二控制阀；143、第三控制阀；144、第四控制阀；15、用户系统；16、泵组件；161、给水泵；162、凝结水泵；163、循环泵。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统，包括蒸汽空气预热器1、汽轮机2、发电机3、垃圾焚烧锅炉4、换热器5、第一蒸汽引射器6、第二蒸汽引射器7、混合器8、凝汽器9、加热器10、除氧器11以及泵组件16，其中垃圾焚烧锅炉4包括省煤器系统41、汽包系统42以及过热器系统42。
垃圾焚烧锅炉4与汽轮机2相连通，汽轮机2与发电机3相连通，垃圾焚烧锅炉4与蒸汽空气预热器1进汽口相连通并形成锅炉蒸汽通路12，汽轮机2与蒸汽空气预热器1进汽口相连通并形成汽轮机蒸汽通路13，锅炉蒸汽通路12、汽轮机蒸汽通路13与混合器8相连通，混合器8与蒸汽空气预热器1相连通，蒸汽空气预热器1出风口与垃圾焚烧锅炉4入口相连通，蒸汽空气预热器1疏水口与换热器5入口相连通，汽轮机2与凝汽器9入口相连通，凝汽器9热井水口与加热器10入口相连通，加热器10出口与除氧器11入口相连通，除氧器11出口与垃圾焚烧锅炉4入口相连通，加热器10和除氧器11分别还与汽轮机2与连通。
在本实施例中：锅炉蒸汽通路12包括第一锅炉蒸汽通路121和第二锅炉蒸汽通路122，汽轮机蒸汽通路13包括第一汽轮机蒸汽通路131和第二汽轮机蒸汽通路132，第一锅炉蒸汽通路121、第一汽轮机蒸汽通路131先连通后再与蒸汽空气预热器1相连通，第二锅炉蒸汽通路122、第二汽轮机蒸汽通路132先连通后再与蒸汽空气预热器1相连通。具体而言：
第一锅炉蒸汽通路121、第一汽轮机蒸汽通路131与第一蒸汽引射器6相连通，第一蒸汽引射器6与混合器8相连通，混合器8与蒸汽空气预热器1相连通，第一蒸汽引射器6可根据负荷的变化抽取满足机组经济性的最佳参数的蒸汽进入所述的蒸汽空气预热器1；第二锅炉蒸汽通路122、第二汽轮机蒸汽通路132与第二蒸汽引射器7相连通，第二蒸汽引射器7与混合器8相连通，混合器8与蒸汽空气预热器1相连通，第二蒸汽引射器7可根据负荷的变化抽取满足机组经济性的最佳参数的蒸汽进入所述的蒸汽空气预热器1。
锅炉蒸汽通路12、汽轮机蒸汽通路13上设置有控制阀14，控制阀14可控制锅炉蒸汽通路12和/或汽轮机蒸汽通路13的蒸汽流量。控制阀14包括第一控制阀141、第二控制阀142、第三控制阀143以及第四控制阀144，第一控制阀141设置在第一锅炉蒸汽通路121上，第二控制阀142设置在第二锅炉蒸汽通路122上，第三控制阀设置143在第一汽轮机蒸汽通路131上，第四控制阀144设置在第二汽轮机蒸汽通路132上，控制阀14采用电动调节阀和/或手动调节阀。
泵组件16包括给水泵161、凝结水泵162、循环泵163，给水泵161设置在除氧器11出口与垃圾焚烧锅炉4入口之间，将除氧器11中的水送至垃圾焚烧锅炉4中，凝结水泵162设置在凝汽器9与加热器10之间，循环泵163设置在用户系统15和换热器5之间，将用户系统15的循环冷却水送至加热器5中。
换热器5采用表面式换热器，在进行余热回收利用时，换热器5与除氧器11相连通，换热器5用于向用户系统15提供热交换，将用户系统15出来的循环冷却水进行加热。
本实施例在使用时：
当机组高负荷运行时，关闭第二控制阀142和第四控制阀144，开启第一控制阀141和第三控制阀143，第一蒸汽引射器6通过汽包抽汽引射一段抽汽，引射系数根据机组抽汽参数及混合后压力具体选取，混合后的蒸汽进入蒸汽空气预热器1加热一次风，将一次风加热指定温度后，送入垃圾焚烧锅炉4中，其中第一控制阀141控制调节汽包抽汽流量，第三控制阀143控制调节一段抽汽流量。
当机组低负荷运行时，关闭第一控制阀141和第三控制阀143，开启第二控制阀142和第四控制阀144，第二蒸汽引射器7通过汽轮机2主蒸汽引射一段抽汽，引射系数根据机组抽汽参数及混合后压力具体选取，混合后的蒸汽进入蒸汽空气预热器1加热一次风，将一次风加热指定温度后，送入垃圾焚烧锅炉4中，其中第二控制阀142控制调节汽轮机2主蒸汽流量，第四控制阀144控制调节一段抽汽流量。
蒸汽空气预热器1加热蒸汽疏水进入换热器5后，使用户系统15出来的循环冷却水得到加热，释放热量后冷凝疏水进入除氧器11入口的凝结水管道，混合后进入除氧器11，循环冷却水吸收热量后，循环热水进入用户系统15，满足用户系统15用热需求，用户系统15包括垃圾电站厂内澡堂用水和食堂等生活用水。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统，其特征在于：包括垃圾焚烧锅炉、汽轮机、发电机、蒸汽空气预热器以及换热器，所述的垃圾焚烧锅炉与所述的汽轮机相连通，所述的汽轮机与所述的发电机相连通，所述的垃圾焚烧锅炉与所述的蒸汽空气预热器进汽口相连通并形成锅炉蒸汽通路，所述的汽轮机与所述的蒸汽空气预热器进汽口相连通并形成汽轮机蒸汽通路，所述的蒸汽空气预热器出风口与所述的垃圾焚烧锅炉入口相连通，所述的蒸汽空气预热器疏水口与所述的换热器入口相连通，所述的换热器用于向用户系统提供热交换。
2.根据权利要求1所述的一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统，其特征在于：所述的锅炉蒸汽通路包括第一锅炉蒸汽通路，所述的汽轮机蒸汽通路包括第一汽轮机蒸汽通路，所述的第一锅炉蒸汽通路、第一汽轮机蒸汽通路先连通后再与所述的蒸汽空气预热器相连通。
3.根据权利要求1所述的一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统，其特征在于：所述的系统包括第一蒸汽引射器，所述的第一锅炉蒸汽通路、第一汽轮机蒸汽通路与所述的第一蒸汽引射器相连通，所述第一蒸汽引射器与蒸汽空气预热器相连通。
4.根据权利要求1所述的一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统，其特征在于：所述的锅炉蒸汽通路包括第二锅炉蒸汽通路，所述的汽轮机蒸汽通路包括第二汽轮机蒸汽通路，所述的第二锅炉蒸汽通路、第二汽轮机蒸汽通路先连通后再与所述的蒸汽空气预热器相连通。
5.根据权利要求1所述的一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统，其特征在于：所述的系统包括第二蒸汽引射器，所述的第二锅炉蒸汽通路、第二汽轮机蒸汽通路与所述的第二蒸汽引射器相连通，所述的第二蒸汽引射器与蒸汽空气预热器相连通。
6.根据权利要求1所述的一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统，其特征在于：所述的系统还包括混合器，所述的锅炉蒸汽通路、汽轮机蒸汽通路与所述的混合器相连通，所述的混合器与蒸汽空气预热器相连通。
7.根据权利要求1所述的一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统，其特征在于：所述的锅炉蒸汽通路、汽轮机蒸汽通路上设置有控制阀。
8.根据权利要求1所述的一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统，其特征在于： 所述的系统还包括凝汽器、加热器、除氧器，所述的汽轮机与所述的凝汽器入口相连通，所述的凝汽器热井水口与所述的加热器入口相连通，所述的加热器出口与所述的除氧器入口相连通，所述的除氧器出口与所述的垃圾焚烧锅炉入口相连通。
9.根据权利要求8所述的一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统，其特征在于：所述的汽轮机与所述的加热器和/或所述的除氧器相连通。
10.根据权利要求1所述的一种多模式运行空预器及其余热回收利用的垃圾发电系统，其特征在于：所述的换热器与所述的除氧器相连通。
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