CN201059879Y - 水泥窑纯中低温余热发电系统 - Google Patents

水泥窑纯中低温余热发电系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种发电系统，是水泥窑纯中低温余热发电系统，包括熟料冷却机、窑尾预热器、窑头锅炉、窑尾锅炉、窑头汽包、窑尾汽包、汽轮机、锅炉给水泵、除尘器、风机、烟囱，窑头锅炉内的废气进口端设有公共高温过热器，窑尾锅炉的过热器与窑头锅炉的过热器的出口通过管道接于一汇集点，汇集点的出口通过管道与公共高温过热器的进口相接，公共高温过热器的出口通过管道与汽轮机相接。从窑尾锅炉过热器出来的蒸汽和从窑头锅炉过热器出来的蒸汽是先混合再进一步加热，混合前蒸汽温度接近或相同，因此减少或避免了熵增现象，汽轮机进口过热蒸汽的温度和流量也得到了提高，从而增加发电能力。

Description

水泥窑纯中低温余热发电系统
技术领域
本实用新型涉及一种发电系统，具体的说是水泥窑纯中低温余热发电系统。
背景技术
现有的水泥窑纯中低温余热发电系统如图1所示，包括熟料冷却机1、窑尾锅炉12、窑头锅炉13、窑尾预热器7、锅炉给水泵23、除氧器24、汽轮机22、冷凝器25、窑尾汽包16、窑头汽包21，熟料冷却机1内设有进料端2和出料端3，在熟料冷却机1中部设有中部抽风口5，尾部设有尾部抽风口6。窑尾锅炉12内设有过热器14和蒸发器15。窑头锅炉13内设有过热器18、蒸发器19、给水加热器20。
窑头锅炉13进口的废气来自熟料冷却机1的中部抽风口5，中部抽风口5抽出的废气一般在350℃～390℃，该废气经过沉降室11进入窑头锅炉13，然后通过布置在窑头锅炉13内的过热器18、蒸发器19、给水加热器20，逐步降温至100℃左右，由窑头锅炉13的出口经除尘器8、风机9，由烟囱10排出。
窑尾锅炉12进口的废气来自窑尾预热器7的出口，该废气的温度一般在310℃～340℃，它通过布置在窑尾锅炉12内的过热器14、蒸发器15，逐步降温至200℃左右，由窑尾锅炉12的出口排出，去生料磨机和煤磨机等设备进一步利用。
来自除氧器24的锅炉给水由锅炉给水泵23打到窑头锅炉13的给水加热器20加热后分两路，一路进入窑头锅炉13的窑头汽包21，另一路进入窑尾锅炉12的窑尾汽包16，窑头锅炉13的窑头汽包21和窑尾锅炉12的窑尾汽包16内的水通过自然循环方式各自经蒸发器19、15吸热沸腾后到达各自的汽包21、16。从窑头汽包21和窑尾汽包16分离出来的饱和蒸汽经各自的过热器18、14过热后，变成过热蒸汽在汇集点17汇集后送到汽轮机22膨胀作功，经冷凝器25冷却变成凝结水，由凝结水泵26把它打到除氧器24。
熟料冷却机1中部下面的风机4取自自然环境中的冷风。从熟料冷却机1靠近出料端3的尾部抽风口6出来的废气和窑尾锅炉12出口的废气汇集后经除尘器8、风机9，由烟囱10排出，风机9出口的废气温度也有100℃左右。
现有的这种水泥窑纯中低温余热发电系统存在以下问题：①窑头锅炉13进口的废气温度较窑尾锅炉12进口的废气温度要高，这样窑头锅炉13出来的过热蒸汽也会比窑尾锅炉12出来的过热蒸汽温度要高，在汇集点17混合后的过热蒸汽温度比窑头锅炉13出来的过热蒸汽低，这就产生了热力学中的熵增现象，即降低了过热蒸汽的作功的本领和热循环效率，使汽轮发电机的发电功率减少。②风机9出口的废气温度还有100℃左右，此热量没有充分利用而直接由烟囱10排走。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种可减少或避免熵增现象，使得汽轮机进口过热蒸汽的温度和流量得到提高，可增加发电能力的水泥窑纯中低温余热发电系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
水泥窑纯中低温余热发电系统，包括熟料冷却机、窑尾预热器、窑头锅炉、窑尾锅炉、窑头汽包、窑尾汽包、汽轮机、锅炉给水泵、除尘器、风机、烟囱，熟料冷却机上部设有中部抽风口、尾部抽风口，下部中间设有一组风机，下部两边各设有一组风机，中部抽风口与窑头锅炉的废气进口相连，尾部抽风口通过除尘器、风机与烟囱相连，窑尾预热器的出口与窑尾锅炉的废气进口相连，窑尾锅炉内设有过热器、蒸发器，窑头锅炉内设有过热器、蒸发器、给水加热器，锅炉给水泵与给水加热器的进口相连，给水加热器的出口通过管道分别接窑头汽包与窑尾汽包，窑头汽包的出口与窑头锅炉过热器的进口相连，窑头锅炉蒸发器接在窑头汽包上，窑尾汽包的出口与窑尾锅炉过热器的进口相连，窑尾锅炉蒸发器接在窑尾汽包上，窑头锅炉内的废气进口端还设有公共高温过热器，窑尾锅炉的过热器与窑头锅炉的过热器的出口通过管道接于一汇集点，汇集点的出口通过管道与公共高温过热器的进口相接，公共高温过热器的出口通过管道与汽轮机相接。
本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述的水泥窑纯中低温余热发电系统，其中所述窑尾锅炉内设有给水加热器，此给水加热器的进口通过管道与窑头锅炉内的给水加热器的出口相连，此给水加热器的出口通过管道与窑尾汽包相连。
前述的水泥窑纯中低温余热发电系统，其中所述熟料冷却机内，中部抽风口之前设有挡板，中部抽风口与尾部抽风口之间也设有挡板。
前述的风机的出口处接一个叉口，叉口通过管道与熟料冷却机下部中间的风机的进口相连。
本实用新型的优点为：从窑尾锅炉过热器出来的蒸汽和从窑头锅炉过热器出来的蒸汽先在汇集点进行混合汇集，通过设置过热器的受热面大小，可以使从窑尾锅炉过热器出来的蒸汽和从窑头锅炉过热器出来的蒸汽温度接近或相同，然后把混合后的过热蒸汽再送到布置在窑头锅炉废气进口端的公共高温过热器进一步加热，将加热后的蒸汽送到汽轮机进口进行发电。由于从窑尾锅炉过热器出来的蒸汽和从窑头锅炉过热器出来的蒸汽是先混合再进一步加热，混合前蒸汽温度接近或相同，因此减少或避免了熵增现象，汽轮机进口过热蒸汽的温度和流量也得到了提高，从而增加发电能力。另外，由风机到烟囱的管道中接一个路管道引到熟料冷却机中部下面的风机进口处，提高了熟料冷却机中部下面风机的进口风温，从而提高了熟料冷却机的中部抽风口的废气温度，即提高了窑头锅炉进口废气的温度，提高了汽轮机进口过热蒸汽的温度和流量，增加了发电能力，实现了窑头余风的再循环利用。
附图说明
图1为现有的水泥窑纯中低温余热发电系统流程图。
图2为本实用新型实施例一的流程图。
图3为本实用新型实施例二的流程图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的结构如图1所示，一种水泥窑纯中低温余热发电系统，包括熟料冷却机1、窑尾预热器7、窑头锅炉13、窑尾锅炉12、窑头汽包21、窑尾汽包16、汽轮机22、锅炉给水泵23、除尘器8、风机9、烟囱10。熟料冷却机1上部设有中部抽风口5、尾部抽风口6，中部抽风口5之前设有挡板30，中部抽风口5和尾部抽风口6之间设有挡板31，挡板30、31的作用是防止熟料冷却机1内不同温度范围废气的互相窜动，稳定中部抽风口5抽出废气的温度。熟料冷却机1的下部中间设有一组风机4，下部两边各设有一组风机，两边的风机吸入自然环境的冷风。尾部抽风口6通过除尘器8、风机9与烟囱10相连，在风机9与烟囱10之间的连接管上接有一个管道32，管道32的出口接于风机4的进口。由于从风机9出口的废气温度还有100℃左右，这样提高了风机4的进口风温，从而提高了熟料冷却机1的中部抽风口5的废气温度，实现了窑头余风的再循环利用。
中部抽风口5通过沉降室11与窑头锅炉13的废气进口相连，窑头锅炉13进口的废气来自熟料冷却机1的中部抽风口5，中部抽风口5抽出的废气一般在350℃～390℃，该废气经过沉降室11进入窑头锅炉13，窑头锅炉13内设有过热器18、蒸发器19、给水加热器20，在窑头锅炉13内的进气端还设有一个公共高温过热器28。窑尾预热器7的出口与窑尾锅炉12的废气进口相连，窑尾锅炉12进口的废气来自窑尾预热器7的出口，该废气的温度一般在310℃～340℃，窑尾锅炉12内设有过热器14、蒸发器15。窑尾锅炉12的过热器14与窑头锅炉13的过热器18的出口通过管道接于一汇集点29，汇集点29的出口通过管道与公共高温过热器28的进口相接，公共高温过热器28的出口通过管道与汽轮机22相接。来自除氧器24的锅炉给水由锅炉给水泵23打到窑头锅炉13的给水加热器20加热后分两路，一路进入窑头锅炉13的窑头汽包21，另一路进入窑尾锅炉12的窑尾汽包16，窑头锅炉13的窑头汽包21和窑尾锅炉12的窑尾汽包16内的水通过自然循环方式各自经蒸发器19、15吸热沸腾后到达各自的汽包21、16。从窑头汽包21和窑尾汽包16分离出来的饱和蒸汽经各自的过热器18、14过热后，变成过热蒸汽，通过设置过热器18、14的受热面大小，可以使从窑尾锅炉12的过热器14出来的蒸汽和从窑头锅炉13的过热器18出来的蒸汽温度接近或相同，两股温度接近或相同的过热蒸汽在汇集点29汇集后进入公共高温过热器28再进行过热，过热后送到汽轮机22膨胀作功，经冷凝器25冷却变成凝结水，由凝结水泵26把它打到除氧器24。
由于从窑尾锅炉12的过热器14出来的蒸汽和从窑头锅炉13的过热器18出来的蒸汽是先混合再进一步加热，混合前蒸汽温度接近或相同，因此减少或避免了熵增现象，汽轮机22进口过热蒸汽的温度和流量也得到了提高，从而增加发电能力。另外，由风机9到烟囱10的管道中接一个路管道32引到熟料冷却机1中部下面的风机4进口处，提高了熟料冷却机1中部下面风机4的进口风温，从而提高了熟料冷却机1的中部抽风口5的废气温度，即提高了窑头锅炉13进口废气的温度。提高了汽轮机进口过热蒸汽的温度和流量，从而增加发电能力。
实施例二
本实施例的结构如图3所示，本实施例在窑尾锅炉12内设有给水加热器27，给水加热器27的进口通过管道与窑头锅炉13内的给水加热器20的出口相连，给水加热器27的出口通过管道与窑尾汽包16相连，其它与实施例一相同。来自除氧器24的锅炉给水由锅炉给水泵23打到窑头锅炉13的给水加热器20加热后分两路，一路进入窑头锅炉13的窑头汽包21，另一路进入窑尾锅炉12的给水加热器27，经给水加热器27加热后进入窑尾锅炉12的窑尾汽包16。窑头锅炉13的窑头汽包21和窑尾锅炉12的窑尾汽包16内的水通过自然循环方式各自经蒸发器19、15吸热沸腾后到达各自的汽包21、16。从窑头汽包21和窑尾汽包16分离出来的饱和蒸汽经各自的过热器18、14过热后，变成过热蒸汽，通过设置过热器18、14的受热面大小，可以得从窑尾锅炉12的过热器14出来的蒸汽和从窑头锅炉13的过热器18出来的蒸汽温度接近或相同，两股温度接近或相同的过热蒸汽在汇集点29汇集后进入公共高温过热器28再进行过热，过热后送到汽轮机22膨胀作功，经冷凝器25冷却变成凝结水，由凝结水泵26把它打到除氧器24。
本实施例在窑尾锅炉12内的蒸发器15的下部增设给水加热器27，用于需要进一步降低窑尾锅炉12出口废气温度的场合。
本实用新型还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.水泥窑纯中低温余热发电系统，包括熟料冷却机(1)、窑尾预热器(7)、窑头锅炉(13)、窑尾锅炉(12)、窑头汽包(21)、窑尾汽包(16)、汽轮机(22)、锅炉给水泵(23)、除尘器(8)、风机(9)、烟囱(10)，熟料冷却机(1)上部设有中部抽风口(5)、尾部抽风口(6)，下部中间设有一组风机(4)，下部两边各设有一组风机，中部抽风口(5)与窑头锅炉(13)的废气进口相连，尾部抽风口(6)通过除尘器(8)、风机(9)与烟囱(10)相连，窑尾预热器(7)的出口与窑尾锅炉(12)的废气进口相连，窑尾锅炉(12)内设有过热器(14)、蒸发器(15)，窑头锅炉(13)内设有过热器(18)、蒸发器(19)、给水加热器(20)，锅炉给水泵(23)与给水加热器(20)的进口相连，给水加热器(20)的出口通过管道分别接窑头汽包(21)与窑尾汽包(16)，窑头汽包(21)的出口与过热器(18)的进口相连，蒸发器(19)接在窑头汽包(21)上，窑尾汽包(16)的出口与过热器(14)的进口相连，蒸发器(15)接在窑尾汽包(16)上，其特征在于：所述窑头锅炉(13)内的废气进口端还设有公共高温过热器(28)，所述窑尾锅炉(12)的过热器(14)与窑头锅炉(13)的过热器(18)的出口通过管道接于一汇集点(29)，所述汇集点(29)的出口通过管道与公共高温过热器(28)的进口相接，所述公共高温过热器(28)的出口通过管道与汽轮机(22)相接。
2.如权利要求1所述的水泥窑纯中低温余热发电系统，其特征在于：所述窑尾锅炉(12)内设有给水加热器(27)，所述给水加热器(27)的进口通过管道与窑头锅炉(13)内的给水加热器(20)的出口相连，所述给水加热器(27)的出口通过管道与窑尾汽包(16)相连。
3.如权利要求1或2所述的水泥窑纯中低温余热发电系统，其特征在于：所述熟料冷却机(1)内，中部抽风口(5)之前设有挡板(30)，中部抽风口(5)与尾部抽风口(6)之间设有挡板(31)。
4.如权利要求1或2所述的水泥窑纯中低温余热发电系统，其特征在于：所述风机(9)的出口处接一个叉口，所述叉口通过管道(32)与熟料冷却机(1)下部中间的风机(4)的进口相连。
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