CN206094611U - 一种带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置 - Google Patents

一种带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置,属于热能工程设备的设计与制造技术领域。本实用新型主要是在现有水泥窑纯中低温余热发电系统中,建造与余热锅炉并联的太阳能集热场发电机构,所述太阳能集热场发电机构包括太阳能集热器阵列、高温储热装置、热交换器、低温储热装置、导热介质循环泵、连接管系。所述热交换器的给水进口与除氧器的一路出水口相连,过热蒸汽出口与汽轮机蒸汽进汽口相连。本实用新型解决了水泥窑纯中低温余热发电装置的发电量少及水泥窑生产线产能波动对发电量影响大的问题。

Description

一种带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种余热发电装置,更具体地涉及一种带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置。
背景技术
现有的水泥窑纯中低温余热发电装置,其结构通常为:回转窑窑尾烟室的烟气出口与由若干旋风筒构成的预热器烟气进口相连,所述预热器的烟气出口与窑尾双压余热锅炉的烟气进口相连,所述窑尾双压余热锅炉的烟气出口通过引风机与生料磨、收尘器及煤磨相连;所述预热器最上面的烟气出口还通过另一条管道与生料磨、收尘器及煤磨相连。下设鼓风机的窑头熟料冷却机,其一个烟气出口通过收尘器与窑头双压余热锅炉烟气进口相连,所述窑头双压余热锅炉烟气出口通过收尘器及引风机与烟囱相连;另一个烟气出口经另一条管道通过收尘器及引风机与烟囱相连。凝结水箱通过水泵与除氧器相连;所述除氧器一个出水口与所述窑尾双压余热锅炉的低参数余热锅炉省煤器进水口相连,所述低参数余热锅炉产生的低参数过热蒸汽送往汽轮机辅助蒸汽进口;所述除氧器出水口还与窑头双压余热锅炉下部的公用省煤器进水口相连,所述公用省煤器出水口分别与窑头低参数余热锅炉汽包、窑头高参数余热锅炉省煤器及窑尾高参数余热锅炉省煤器相连,窑头低参数余热锅炉产生的低参数过热蒸汽送往汽轮机辅助蒸汽进口,窑头高参数余热锅炉及窑尾高参数余热锅炉产生的高参数过热蒸汽送往汽轮机蒸汽进口;所述高参数过热蒸汽及低参数过热蒸汽在汽轮机内膨胀做功带动发电机产生电能送往电网;所述汽轮机排汽出口与冷凝器介质入口相连,汽轮机排汽进入冷凝器,经循环水冷却凝结为水,所述冷凝器介质出口通过水泵与凝结水箱相连。
水泥窑纯中低温余热发电装置运营过程中,发电量达不到设计预期一直困扰着本领域的工程技术人员,同时水泥窑生产线生产过程中的产能波动亦对发电装置的电力稳定输出产生很大的影响。因此,开发出并联于水泥窑纯中低温余热发电装置的发电机构,对于目前水泥窑纯中低温余热发电来说势在必行。
实用新型内容
本实用新型发明的目的是提供一种带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置,该带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置解决了水泥窑纯中低温余热发电装置的发电量少及水泥窑生产线产能波动对发电量影响大的问题。
为了实现上述发明目的,本实用新型的一种带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置,回转窑窑尾烟室的烟气出口与由若干旋风筒构成的预热器烟气进口相连,所述预热器的烟气出口与窑尾双压余热锅炉的烟气进口相连,所述窑尾双压余热锅炉的烟气出口通过引风机与生料磨、收尘器及煤磨相连;所述预热器最上面的烟气出口还通过另一条管道与生料磨、收尘器及煤磨相连;下设鼓风机的窑头熟料冷却机,具有两个烟气出口,其中一个烟气出口通过收尘器与窑头双压余热锅炉烟气进口相连,所述窑头双压余热锅炉烟气出口通过收尘器及引风机与烟囱相连;另一个烟气出口经另一条管道通过收尘器及引风机与烟囱相连;凝结水箱通过水泵与除氧器相连;所述除氧器一个出水口与所述窑尾双压余热锅炉的低参数余热锅炉省煤器进水口相连,所述低参数余热锅炉产生的低参数过热蒸汽送往汽轮机辅助蒸汽进口;所述除氧器出水口还与窑头双压余热锅炉下部的公用省煤器进水口相连,所述公用省煤器出水口分别与窑头低参数余热锅炉汽包、窑头高参数余热锅炉省煤器及窑尾高参数余热锅炉省煤器相连,窑头低参数余热锅炉产生的低参数过热蒸汽送往汽轮机辅助蒸汽进口,窑头高参数余热锅炉及窑尾高参数余热锅炉产生的高参数过热蒸汽送往汽轮机蒸汽进口;所述除氧器的另一个出水口与太阳能集热场的热交换器给水进口相连,所述热交换器产生的高参数过热蒸汽送往汽轮机蒸汽进口;所述高参数过热蒸汽及低参数过热蒸汽在汽轮机内膨胀做功带动发电机产生电能送往电网;所述汽轮机排汽出口与冷凝器介质入口相连,汽轮机排汽进入冷凝器,经循环水冷却凝结为水,所述冷凝器介质出口通过水泵与凝结水箱相连;所述余热锅炉及太阳能集热场与汽轮机进行并联连接。
所述太阳能集热场由太阳能集热器阵列、高温储热装置、热交换器、低温储热装置、导热介质循环泵及连接管系构成;太阳能集热场通过连接管系按照传热工质流动方向顺序设置太阳能集热器阵列、高温储热装置、热交换器、低温储热装置及导热介质循环泵。
所述太阳能集热器阵列为槽式太阳能聚光集热器。
所述热交换器由单组或多组构成。
所述导热介质循环泵中的导热介质为导热油。
所述汽轮机为补汽凝汽式汽轮机。
本实用新型的热源不仅取自窑头的熟料冷却机、窑尾的预热器还有来自太阳能集热场的补充。所述太阳能集热场的槽式太阳能聚光集热器阵列吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热工质(导热油),设置于低温储热装置出口端的导热介质循环泵推动传热工质通过热交换器进行热交换;热交换器中的传热工质与水进行热交换,将水加热成与余热锅炉高参数主蒸汽参数一致的过热蒸汽,所述过热蒸汽并入水泥窑余热发电系统中用来推动汽轮机发电;完成热交换(降温)的传热工质通过导热介质循环泵提供的动力进行新一轮的换热循环;所述热交换器的进口端设有高温储热装置,出口端设有低温储热装置,通过热能的储备实现太阳能集热场所产过热蒸汽的稳定和可调节输出。
本实用新型的带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置,具有以下优点和效果:1、保证水泥窑余热发电装置系统稳定性的同时增加了系统的发电量,提高了水泥生产企业的发电经济效益;2、太阳能集热场通过设置储热系统,当水泥窑生产线产能波动时,所述储热系统开启蒸汽输出调节模式,使余热发电装置维持平稳的电力输出,有效避免了水泥窑生产线产能波动给电网带来的跳闸等影响。
附图说明
图1是本实用新型提供的一个较佳实施例的流程示意简图;
图中:1.回转窑,2.预热器,3.窑尾双压余热锅炉,4.引风机,5.鼓风机,6.窑头熟料冷却机,8.收尘器,9.烟囱,10.凝结水箱,11.水泵,12.除氧器,13.汽轮机,14.公用省煤器,15.太阳能集热场,16.热交换器,17.发电机,18.冷凝器,19.高温储热装置,20.导热介质循环泵,21.低温储热装置,22.太阳能集热器阵列,23.连接管系。
具体实施方式
附图非限制性地公开了本实用新型所涉及优选实施例的结构示意图;以下将结合附图详细地说明本实用新型的技术方案。
如图1所示,回转窑1窑尾烟室的烟气出口与由若干旋风筒构成的预热器2烟气进口相连,所述预热器2的烟气出口与窑尾双压余热锅炉3的烟气进口相连,所述窑尾双压余热锅炉3的烟气出口通过引风机4与生料磨、收尘器及煤磨相连;所述预热器2最上面的烟气出口还通过另一条管道与生料磨、收尘器及煤磨相连。下设鼓风机5的窑头熟料冷却机6,其一个烟气出口通过收尘器8与窑头双压余热锅炉烟气进口相连,所述窑头双压余热锅炉烟气出口通过收尘器8及引风机4与烟囱9相连;另一个烟气出口经另一条管道通过收尘器8及引风机4与烟囱9相连。凝结水箱10通过水泵11与除氧器12相连;所述除氧器12一个出水口与所述窑尾双压余热锅炉3的低参数余热锅炉省煤器进水口相连,所述低参数余热锅炉产生的低参数过热蒸汽送往汽轮机13辅助蒸汽进口;所述除氧器12出水口还与窑头双压余热锅炉下部的公用省煤器14进水口相连,所述公用省煤器14出水口分别与窑头低参数余热锅炉汽包、窑头高参数余热锅炉省煤器及窑尾高参数余热锅炉省煤器相连,窑头低参数余热锅炉产生的低参数过热蒸汽送往汽轮机13辅助蒸汽进口,窑头高参数余热锅炉及窑尾高参数余热锅炉产生的高参数过热蒸汽送往汽轮机13蒸汽进口;所述除氧器12的另一个出水口与太阳能集热场15的热交换器16给水进口相连,所述热交换器16产生的高参数过热蒸汽送往汽轮机13蒸汽进口;所述高参数过热蒸汽及低参数过热蒸汽在汽轮机13内膨胀做功带动发电机17产生电能送往电网;所述汽轮机13排汽出口与冷凝器18介质入口相连,汽轮机13排汽进入冷凝器18,经循环水冷却凝结为水,所述冷凝器18介质出口通过水泵11与凝结水箱10相连。所述余热锅炉(3和7)及太阳能集热场15与汽轮机13进行并联连接,所述太阳能集热场15可从发电系统中在线撤出。
太阳能集热场15通过连接管系23按照传热工质流动方向顺序设置太阳能集热器阵列22、高温储热装置19、热交换器16、低温储热装置21及导热介质循环泵20。所述太阳能集热场15的槽式太阳能聚光集热器阵列22吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热工质(导热油),设置于低温储热装置21出口端的导热介质循环泵20推动传热工质通过热交换器16进行热交换;热交换器16中的传热工质与水进行热交换,将水加热成与余热锅炉高参数主蒸汽参数一致的过热蒸汽,所述过热蒸汽并入水泥窑余热发电系统中用来推动汽轮机13发电;完成热交换(降温)的传热工质通过导热介质循环泵20提供的动力进行新一轮的换热循环;所述热交换器16的进口端设有高温储热装置19,出口端设有低温储热装置21,通过热能的储备实现太阳能集热场15所产过热蒸汽的稳定和可调节输出。
上面结合附图所描述的本实用新型优选具体实施例仅用于说明本实用新型的实施方式,而不是作为对前述实用新型目的和所附权利要求内容和范围的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属本实用新型技术和权利保护范畴。

Claims (6)

1.一种带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置,其特征在于:回转窑窑尾烟室的烟气出口与由若干旋风筒构成的预热器烟气进口相连,所述预热器的烟气出口与窑尾双压余热锅炉的烟气进口相连,所述窑尾双压余热锅炉的烟气出口通过引风机与生料磨、收尘器及煤磨相连;所述预热器最上面的烟气出口还通过另一条管道与生料磨、收尘器及煤磨相连;下设鼓风机的窑头熟料冷却机,具有两个烟气出口,其中一个烟气出口通过收尘器与窑头双压余热锅炉烟气进口相连,所述窑头双压余热锅炉烟气出口通过收尘器及引风机与烟囱相连;另一个烟气出口经另一条管道通过收尘器及引风机与烟囱相连;凝结水箱通过水泵与除氧器相连;所述除氧器一个出水口与所述窑尾双压余热锅炉的低参数余热锅炉省煤器进水口相连,所述低参数余热锅炉产生的低参数过热蒸汽送往汽轮机辅助蒸汽进口;所述除氧器出水口还与窑头双压余热锅炉下部的公用省煤器进水口相连,所述公用省煤器出水口分别与窑头低参数余热锅炉汽包、窑头高参数余热锅炉省煤器及窑尾高参数余热锅炉省煤器相连,窑头低参数余热锅炉产生的低参数过热蒸汽送往汽轮机辅助蒸汽进口,窑头高参数余热锅炉及窑尾高参数余热锅炉产生的高参数过热蒸汽送往汽轮机蒸汽进口;所述除氧器的另一个出水口与太阳能集热场的热交换器给水进口相连,所述热交换器产生的高参数过热蒸汽送往汽轮机蒸汽进口;所述高参数过热蒸汽及低参数过热蒸汽在汽轮机内膨胀做功带动发电机产生电能送往电网;所述汽轮机排汽出口与冷凝器介质入口相连,汽轮机排汽进入冷凝器,经循环水冷却凝结为水,所述冷凝器介质出口通过水泵与凝结水箱相连;所述余热锅炉及太阳能集热场与汽轮机进行并联连接。
2.根据权利要求1所述一种带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置,其特征在于:所述太阳能集热场由太阳能集热器阵列、高温储热装置、热交换器、低温储热装置、导热介质循环泵及连接管系构成;太阳能集热场通过连接管系按照传热工质流动方向顺序设置太阳能集热器阵列、高温储热装置、热交换器、低温储热装置及导热介质循环泵。
3.根据权利要求2所述一种带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置,其特征在于:所述太阳能集热器阵列为槽式太阳能聚光集热器。
4.根据权利要求2所述一种带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置,其特征在于:所述热交换器由单组或多组构成。
5.根据权利要求2所述一种带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置,其特征在于:所述导热介质循环泵中的导热介质为导热油。
6.根据权利要求1或2所述一种带太阳能集热场的水泥窑余热发电装置,其特征在于:所述汽轮机为补汽凝汽式汽轮机。
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