CN116906146A - 一种垃圾焚烧余热利用发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于垃圾焚烧余热利用技术领域，尤其涉及一种垃圾焚烧余热利用发电系统，包括锅炉、减温减压器、均压箱、凝汽式汽轮机、发电机、凝汽器、凝结水泵、汽封冷却器、低压加热器、除氧器、给水泵，凝汽式汽轮机与发电机传动连接，凝汽式汽轮机通过管路与低压加热器连通，汽封冷却器通过管路与凝汽式汽轮机连通，锅炉还通过管路与凝汽式汽轮机连通，锅炉中的蒸汽直接输送入凝汽式汽轮机内做功；与现有技术相比，本发明有效的实现了水与蒸汽的回收及循环利用，在保证系统安全稳定运行的同时，提高经济效益，在水资源及热资源利用方面更加合理、有效，实现了垃圾焚烧发电厂的精细化管理和经济效益最大化。

Description

一种垃圾焚烧余热利用发电系统

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧余热利用技术，更具体地说，它涉及一种垃圾焚烧余热利用发电系统。

背景技术

垃圾焚烧是国内常用的生活垃圾处理方式，而为了实现能源的充分利用，故通常使用焚烧垃圾得到的高温烟气来加热给水产生蒸汽，再通过蒸汽于汽轮机内做功，进而驱动与汽轮机连接的发电机发电产生电能，从而实现垃圾焚烧的余热利用，对垃圾进行无害化、减量化以及资源化。

垃圾焚烧发电厂的热力系统中，需要的蒸汽热源一般来自锅炉中的饱和蒸汽和汽轮机抽出的过热蒸汽，而蒸汽经过换热之后形成温度较高的疏水，需要回到热力系统进行循环使用。

一般的，温度较高的疏水全部回到除氧器，与锅炉给水进行混合、换热；但是由于系统中各个部分需要的蒸汽量、初参数存在差异，导致回水温度、压力、流量也存在差异，在汇入除氧器时会对除氧器本热热力系统的平衡造成扰动，对于实时调整要求较高、给安全稳定运行带来风险。

常规垃圾焚烧发电技术一般采用中温中压热力系统，近几年中温次高压也逐渐增多，余热锅炉的防腐需求逐渐提高，发电效率也随着参数逐渐提高；如何在不大幅提高换热器表面温度、增大腐蚀风险的前提下，提高发电效率，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种解决上述技术问题的垃圾焚烧余热利用发电系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种垃圾焚烧余热利用发电系统，包括锅炉、减温减压器、均压箱、凝汽式汽轮机、发电机、凝汽器、凝结水泵、汽封冷却器、低压加热器、除氧器、给水泵，

锅炉、减温减压器、均压箱、凝汽式汽轮机、凝汽器、凝结水泵、汽封冷却器、低压加热器、除氧器、给水泵通过管道依次连通，

凝汽式汽轮机与发电机传动连接，凝汽式汽轮机通过管路与低压加热器连通，汽封冷却器通过管路与凝汽式汽轮机连通，锅炉还通过管路与凝汽式汽轮机连通，锅炉中的蒸汽直接输送入凝汽式汽轮机内做功。

进一步的，系统还包括冷却子系统，冷却子系统包括第一循环水供水管、第一循环水回水管、第二循环水供水管、第二循环水回水管、空气冷却器、双联冷油器，

第一循环水供水管和第二循环水供水管与凝汽器的进水口连通，第一循环水回水管和第二循环水回水管与凝汽器的出水口连通，空气冷却器串联第一循环水供水管和第一循环水回水管与空气冷却器串联，双联冷油器串联第二循环水供水管和第二循环水回水管，第一循环供水管和空气冷却器之间、第二循环回水管和双联冷油器之间均设有滤水器。

进一步的，系统还包括气汽抽离子系统，气汽抽离子系统包括射水箱、射水泵、射水抽气器，射水箱、射水泵及射水抽气器通过管路串联，射水抽气器与凝汽器连通，射水泵和射水抽气器之间的管路与第一循环供水管连通，汽封冷却器通过管路与射水抽气器连通。

进一步的，系统还包括多级水封装置，多级水封装置通过管路与汽封冷却器和凝汽器连通，多级水封装置可接收来自汽封冷却器的疏水，且多级水封装置可向凝汽器输入处理后的疏水。

进一步的，系统还包括疏水膨胀箱，疏水膨胀箱与凝汽式汽轮机连通，并接收来自凝汽式汽轮机的疏水。

进一步的，系统还包括疏水子系统，疏水子系统包括通过管路连通的低压疏水扩容器、疏水箱及疏水泵，低压疏水扩容器接收来自锅炉空预器疏水，疏水泵可将疏水箱内的疏水传输至除氧器，除氧器水箱内的水可传输至低压疏水扩容器。

进一步的，系统还包括排污子系统，排污子系统包括通过管路相互连通的连续排污扩容器和定位排污扩容器，连续排污扩容器通过管路与除氧器连通，且连续排污扩容器接收来自锅炉的连续排污，定期排污扩容器与锅炉定期排污母管连通。

进一步的，凝汽式汽轮机还通过管路与化水站连通，抽汽用于化水站加热用汽；凝汽式汽轮机还通过管路与空预器连通，空预器通过管路与减温减压器和除氧器连通。

进一步的，凝结水泵可将凝结水送入均压箱。

进一步的，凝结水泵可将凝结水送入减温减压器。

通过采用上述技术方案，本发明的有益效果为：

1、通过锅炉、减温减压器、均压箱、凝汽式汽轮机、发电机、凝汽器、凝结水泵、汽封冷却器、低压加热器、除氧器及给水泵构成的主系统，既可以通过锅炉产生的蒸汽对汽轮机做功并驱动发电机机进行发电，而且做功后的过热蒸汽一部分被转换为凝结水，一部分过热蒸汽对凝结水进行加热，被加热后的凝结水再进行除氧后，最后处理后的水可泵送入锅炉内再次循环利用，于此过程中，实现了热能和水的重复循环利用，而且通过对凝结水的再热以及除氧，进而大大降低了凝结水对过滤的腐蚀问题；

2、通过冷却子系统中空气冷却器的加入，使得冷却水对凝汽器的冷却工序形成一个循环，大大提升了冷却水的使用效果，降低了冷却水的浪费；冷却水通过凝汽器的换热，增加冷却水的温度，继而再通过换热后的冷却水在双联冷油器中实现再次换热，这样既可以实现冷却水对于凝汽器和双联冷油器的温度递进式双重换热工序，大大提高的热量利用度；

3、多级水封装置将疏水中含有的气汽混合物隔离开来，也可将疏水进行排出，确保其不易进入其他系统内，防止对系统造成腐蚀；疏水经多级水封装置处理后可继续排入凝汽器内，实现循环利用。

4、本系统有效的实现了水与蒸汽的回收及循环利用，在保证系统安全稳定运行的同时，提高经济效益，在水资源及热资源利用方面更加合理、有效，实现了垃圾焚烧发电厂的精细化管理和经济效益最大化。

附图说明

图1为主系统的管路结构示意图。

图2为冷却子系统的管路结构示意图。

图3为多级水封装置的管路结构示意图。

图4为疏水膨胀箱的管路结构示意图。

图5为疏水子系统的管路结构示意图。

图6为排污子系统的管路结构示意图。

图7为空预器的加热管路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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。

垃圾焚烧余热利用发电系统包括用于凝汽式汽轮机4做功的主系统、用于蒸汽冷凝的冷却子系统、用于汽轮机4中气汽抽离的气汽抽离子系统、用于疏水处理的疏水子系统及用于锅炉1排污的排污子系统。

主系统包括锅炉1、减温减压器2、均压箱3、凝汽式汽轮机4、发电机5、凝汽器6、凝结水泵7、汽封冷却器8、低压加热器9、除氧器10、给水泵11，凝汽式汽轮机4与发电机5传动连接，汽封冷却器8通过疏水管路与凝汽式汽轮机4连通，凝汽式汽轮机4通过蒸汽管路与低压加热器9连通；凝结水泵7可将凝结水送入均压箱3，凝结水泵7可将凝结水送入减温减压器2。

锅炉1产生的蒸汽于适当温度及压强下可直接经蒸汽管路送入汽轮机4内进行做功，或者蒸汽先经减温减压器2减压降温后再送入均压箱3内均衡气压，之后再送入汽轮机4内进行做功；这样设置，可实现汽轮机4的稳定做功，同时大大减缓汽轮机4受到高温腐蚀强度；

做功后的过热蒸汽分别送入凝气器和低压加热器9内，凝汽器6对蒸汽冷凝成为凝结水，凝结水经凝结水泵7并通过凝结水管输送向汽封冷却器8、低压加热器9及除氧器10；汽封冷却器8接收来自汽轮机4的气汽混合物，凝结水可对汽封冷却器8内的气汽混合物进行换热冷却，从而将气汽混合物冷却形成疏水并排至多级水封装置进行处理；低压加热器9接收来自汽轮机4的过热蒸汽，且过热蒸汽对经低压加热器9的凝结水进行加热，从而提高了凝结水的温度，之后被加热的凝结水被排至凝结水母管，然后经凝结水母管后被排入除氧器10进行除氧处理；凝结水经除氧器10本体进行处理后排入除氧器10的水箱内，之后水箱内的水被排入低压给水母管内，然后在给水泵11的作用下再将凝结水排入高压给水母管，最后通过给水操作台将水输送入锅炉1内；

本发明的主系统中，既可以通过锅炉1产生的蒸汽对汽轮机4做功并驱动发电机5机进行发电，而且做功后的过热蒸汽一部分被转换为凝结水，一部分过热蒸汽对凝结水进行加热，被加热后的凝结水再进行除氧后，最后处理后的水可泵送入锅炉1内再次循环利用，于此过程中，实现了热能和水的重复循环利用，而且通过对凝结水的再热以及除氧，进而大大降低了凝结水对过滤的腐蚀问题。

冷却子系统包括第一循环水供水管21、第一循环水回水管22、第二循环水供水管23、第二循环水回水管24、空气冷却器25、双联冷油器26，第一循环水供水管21和第二循环水供水管23与凝汽器6的进水口连通，第一循环水回水管22和第二循环水回水管24与凝汽器6的出水口连通，空气冷却器25串联第一循环水供水管21和第一循环水回水管22与空气冷却器25串联，双联冷油器26串联第二循环水供水管23和第二循环水回水管24，第一循环供水管21和空气冷却器25之间、第二循环回水管和双联冷油器26之间均设有滤水器27；

将冷却水由第一循环水供水管21输入，之后冷却水被排入凝汽器6进行换热工序，之后冷却水被输入第一循环水回水管22被排入；被排入第一循环回水管的冷却水可通过管路进入空气冷却器25被冷却，而再次被冷却的冷却水由空气冷却器25冷却后被输入第一循环水供水管21，可再次排入凝汽器6进行换热工作；第一循环供水管21和空气冷却器25之间设有滤水器27可对由凝汽器6排出的冷却水进行过滤，去除冷却水中的杂质；

冷却水可依次流经第二循环水供水管23、凝汽器6及第二循环水回水管24，实现对于凝汽器6的换热做功；被排入第二循环回水管的冷却水可通过管路进入双联冷油器26进行换热，该冷却水经凝汽器6对过热蒸汽进行降温换热后，该冷却水具有一定的温度，而该冷却水的水温在双联轴冷油器中进行换热工序时，可以更为平缓的使得轮机组轴承入口油温达到规定值，确保机组正常运行；再对双联冷油器26进行换热之后的冷却水被输入第二循环水供水管23，可再次排入凝汽器6进行换热工作；第二循环回水管和双联冷油器26之间设有的滤水器27，将由经过双联冷油器26的冷却水进行过滤处理；

该子系统中，通过空气冷却器25的加入，使得冷却水对凝汽器6的冷却工序形成一个循环，大大提升了冷却水的使用效果，降低了冷却水的浪费；冷却水通过凝汽器6的换热，增加冷却水的温度，继而再通过换热后的冷却水在双联冷油器26中实现再次换热，这样既可以实现冷却水对于凝汽器6和双联冷油器26的温度递进式双重换热工序，大大提高的热量利用度。

气汽抽离子系统包括射水箱31、射水泵32、射水抽气器33，射水箱31、射水泵32及射水抽气器33通过管路串联，射水抽气器33与凝汽器6连通，射水泵32和射水抽气器33之间的管路与第一循环供水管21连通，汽封冷却器8通过管路与射水抽气器33连通；

将工业水打入射水箱31内，射水泵32将射水箱31内的水打入射水抽气器33，从而形成负压将凝汽器6中的气汽混合物抽出并通过管路送入汽封冷却器8；通过射水泵32可将射水箱31内的水送入第一循环供水管21中，实现对于凝汽器6的换热工序。

多级水封装置12通过管路与汽封冷却器8和凝汽器6连通，多级水封装置12可接收来自汽封冷却器8的疏水，且多级水封装置12可向凝汽器6输入处理后的疏水；

汽封冷却器8将来自射水抽气器33和汽轮机4的气汽混合物进行换热处理后形成疏水，之后疏水排入多级水封装置12；通过凝结水泵7可将凝结水打入多级水封装置12内，并对进入多级水封装置12的疏水进行换热冷却；同时，多级水封装置12将疏水中含有的气汽混合物隔离开来，也可将疏水进行排出，确保其不易进入其他系统内，防止对系统造成腐蚀；疏水经多级水封装置12处理后可继续排入凝汽器6内，实现循环利用。

系统还包括疏水膨胀箱13，疏水膨胀箱13与凝汽式汽轮机4连通，并接收来自凝汽式汽轮机4的疏水；蒸汽进入汽轮机4做功后的过热蒸汽通过管路传输至低压加热器9，该些管路与疏水膨胀箱13连通，故该些管路中携带的疏水可排入疏水膨胀箱13内；汽轮机4中调节级前疏水和调节后疏水均排入疏水膨胀箱13内；疏水膨胀箱13将过热蒸汽中的疏水进行收集，确保过热蒸汽可以对低压加热器9中换热的凝结水加热效果更为理想。

疏水子系统包括通过管路连通的低压疏水扩容器41、疏水箱42及疏水泵43，低压疏水扩容器41接收来自锅炉1空预器疏水及来自化水站的除盐水，通过低压疏水扩容器41将疏水和蒸汽分离开来，低压疏水扩容器41内的疏水传输至疏水箱42，疏水泵43可将疏水箱42内的疏水传输至除氧器10，除氧器10对接收来的疏水进行除氧，除氧器10水箱内的水可传输至低压疏水扩容器41以及低压给水母管，这样设置，使得系统内的水进行联动，实现水及蒸汽的循环利用。

排污子系统包括通过管路相互连通的连续排污扩容器51和定位排污扩容器，连续排污扩容器51通过管路与除氧器10连通，且连续排污扩容器51接收来自锅炉1的连续排污，定期排污扩容器52与锅炉1定期排污母管连通；

连续排污扩容器51实时对来自锅炉1的污水绝热膨胀分离为二次蒸汽和废热水，二次蒸汽排入大气，废热水则排入定位排污扩容器内；定位排污扩容器则定时对污水进行处理，将产生的二次蒸汽排入大气，废热水则排入降温池。

凝汽式汽轮机4还通过管路与化水站连通，抽汽用于化水站加热用汽；凝汽式汽轮机4还通过管路与空预器连通，汽轮机4中的过热蒸汽抽汽至空预器内对其内的空气进行加热处理，实现热能的再次利用；空预器通过管路与减温减压器2和除氧器10连通，即减温减压器2对来自主蒸汽管道内的蒸汽进行减压减温处理后排入空预器内，空预器中的进行换热后的过热蒸汽经管路输入除氧器10进行除氧工序，同时经空预器的蒸汽可与供热管路连通，实现供热功能；这样设置，进一步实现对蒸汽热能的利用，大大提高热能的利用率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧余热利用发电系统，其特征在于，包括锅炉、减温减压器、均压箱、凝汽式汽轮机、发电机、凝汽器、凝结水泵、汽封冷却器、低压加热器、除氧器、给水泵，

所述锅炉、减温减压器、均压箱、凝汽式汽轮机、凝汽器、凝结水泵、汽封冷却器、低压加热器、除氧器、给水泵通过管道依次连通，

所述凝汽式汽轮机与发电机传动连接，

所述凝汽式汽轮机通过管路与低压加热器连通，

所述汽封冷却器通过管路与凝汽式汽轮机连通，

所述锅炉还通过管路与凝汽式汽轮机连通，锅炉中的蒸汽直接输送入凝汽式汽轮机内做功。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧余热利用发电系统，其特征在于，所述系统还包括冷却子系统，冷却子系统包括第一循环水供水管、第一循环水回水管、第二循环水供水管、第二循环水回水管、空气冷却器、双联冷油器，

第一循环水供水管和第二循环水供水管与凝汽器的进水口连通，第一循环水回水管和第二循环水回水管与凝汽器的出水口连通，空气冷却器串联第一循环水供水管和第一循环水回水管与空气冷却器串联，双联冷油器串联第二循环水供水管和第二循环水回水管，第一循环供水管和空气冷却器之间、第二循环回水管和双联冷油器之间均设有滤水器。

3.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧余热利用发电系统，其特征在于，所述系统还包括气汽抽离子系统，气汽抽离子系统包括射水箱、射水泵、射水抽气器，射水箱、射水泵及射水抽气器通过管路串联，射水抽气器与凝汽器连通，射水泵和射水抽气器之间的管路与第一循环供水管连通，汽封冷却器通过管路与射水抽气器连通。

4.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧余热利用发电系统，其特征在于，所述系统还包括多级水封装置，多级水封装置通过管路与汽封冷却器和凝汽器连通，多级水封装置可接收来自汽封冷却器的疏水和水，且多级水封装置可向凝汽器输入处理后的疏水。

5.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧余热利用发电系统，其特征在于，所述系统还包括疏水膨胀箱，疏水膨胀箱与凝汽式汽轮机连通，并接收来自凝汽式汽轮机的疏水。

6.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧余热利用发电系统，其特征在于，所述系统还包括疏水子系统，疏水子系统包括通过管路连通的低压疏水扩容器、疏水箱及疏水泵，低压疏水扩容器接收来自锅炉空预器疏水，疏水泵可将疏水箱内的疏水传输至除氧器，除氧器水箱内的水可传输至低压疏水扩容器。

7.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧余热利用发电系统，其特征在于，所述系统还包括排污子系统，排污子系统包括通过管路相互连通的连续排污扩容器和定位排污扩容器，连续排污扩容器通过管路与除氧器连通，且连续排污扩容器接收来自锅炉的连续排污，定期排污扩容器与锅炉定期排污母管连通。

8.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧余热利用发电系统，其特征在于，所述凝汽式汽轮机还通过管路与化水站连通，抽汽用于化水站加热用汽，

所述凝汽式汽轮机还通过管路与空预器连通，空预器通过管路与减温减压器和除氧器连通。

9.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧余热利用发电系统，其特征在于，所述凝结水泵可将凝结水送入均压箱。

10.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧余热利用发电系统，其特征在于，所述凝结水泵可将凝结水送入减温减压器。