CN208011719U - 一种焚烧发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种焚烧发电系统，包括：生活垃圾焚烧锅炉，配置为利用垃圾焚烧所释放的热量产生过热蒸汽；汽轮机高压缸，配置为在过热蒸汽的作用下驱动发电机发电；再热器，配置为加热汽轮机高压缸产生的排汽；汽轮机低压缸，配置为在经过再热器加热的排汽的作用下驱动发电机发电；凝汽器，配置为冷凝从汽轮机低压缸排出的蒸汽，以使其转化成凝结水；凝结水处理装置，配置为对凝结水进行加热处理，使其成为第一高温给水；空气预热器，配置为利用第一高温给水与一次风冷风换热，并排出低温给水；以及省煤器，配置为利用低温给水与锅炉尾部烟气换热，并排出第二高温给水。所述焚烧发电系统充分利用垃圾焚烧产生的余热，提高了发电效率。

Description

一种焚烧发电系统

技术领域

本实用新型涉及垃圾焚烧发电技术，具体而言涉及一种焚烧发电系统。

背景技术

目前我国多数处理城市生活垃圾的主要方式是填埋，而填埋法是将垃圾填入已预备好的坑中盖上压实，使其发生生物、物理、化学变化，分解有机物，达到减量化和无害化的目的。但是填埋的处理方式最容易造成地下水资源的二次污染，对环境造成了极大的威胁。中国是世界上的垃圾资源大国。如果我国能将垃圾充分有效地用于焚烧发电，每年将节省煤炭5-6千万吨，其资源效益极为可观。

垃圾焚烧发电的基本原理是把垃圾进行高温焚烧，产生的热能转化为高温蒸气，推动汽轮机转动，使发电机产生电能。目前国内的垃圾焚烧发电厂基本都采用4MPa/400℃中温中压锅炉，汽轮机采用3000rpm低转速汽轮机，给水温度采用130℃，采用的动力循环为：给水进入锅炉加热产生过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮机发电后进入冷凝器凝结为水，经低压加热器加热和除氧器除氧后进入锅炉吸热产生过热蒸汽。现有的焚烧发电系统循环热效率低，造成大量可利用的余热没有被充分利用，经济效益低。

因此，有必要提出一种新的焚烧发电系统，以解决上述问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，本实用新型公开了一种焚烧发电系统，所述焚烧发电系统包括：

生活垃圾焚烧锅炉，配置为利用垃圾焚烧所释放的热量产生过热蒸汽；

汽轮机高压缸，配置为在所述过热蒸汽的作用下驱动发电机发电；

再热器，配置为加热所述汽轮机高压缸产生的排汽；

汽轮机低压缸，配置为在经过所述再热器加热的排汽的作用下驱动发电机发电；

凝汽器，配置为冷凝从所述汽轮机低压缸排出的蒸汽，以使其转化成凝结水；

凝结水处理装置，配置为对所述凝结水进行加热处理，使其成为第一高温给水；

空气预热器，配置为利用所述第一高温给水与一次风冷风换热，并排出低温给水；以及

省煤器，配置为利用所述低温给水与锅炉尾部烟气换热，并排出第二高温给水。

示例性地，所述第一高温给水分为第一部分和第二部分，其中，第一部分的所述第一高温给水进入所述空气预热器，第二部分的所述第一高温给水与所述省煤器排出的第二高温给水混合后进入所述生活垃圾焚烧锅炉。

示例性地，所述凝结水处理装置包括依次设置的低压加热器、除氧器以及高压加热器，其中，所述低压加热器配置为加热所述凝结水，所述除氧器配置为对所述凝结水进行加热除氧，使其成为给水，所述高压加热器配置为对所述给水进一步加热，使其成为第一高温给水。

示例性地，所述过热蒸汽为中温超高压过热蒸汽，所述中温超高压过热蒸汽的温度大于或等于540℃，压力大于或等于13.7Mpa。

示例性地，所述第一高温给水和/或所述第二高温给水的温度大于或等于253℃。

示例性地，所述汽轮机高压缸和/或所述汽轮机低压缸的转速大于或等于4500rpm。

示例性地，所述焚烧发电系统还包括:给水泵，所述给水泵配置为将所述给水泵入所述高压加热器。

示例性地，所述生活垃圾焚烧锅炉中设置有蒸发器和过热器，其中，所述蒸发器配置为利用垃圾焚烧所释放的热量产生饱和蒸汽，所述过热器配置为对所述饱和蒸汽进行加热，以产生所述过热蒸汽。

示例性地，所述再热器设置在所述生活垃圾焚烧锅炉中。

本实用新型所提供的焚烧发电系统，充分利用垃圾焚烧产生的余热，提高了发电效率，从而提高了垃圾焚烧发电的经济效益。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1示出根据本实用新型一实施方式的焚烧发电系统的结构示意图。

附图标记说明：

1 生活垃圾焚烧锅炉

2 蒸发器

3 过热器

4 再热器

5 汽轮机高压缸

6 汽轮机低压缸

7 凝汽器

8 凝结水泵

9 低压加热器

10 除氧器

11 给水泵

12 高压加热器

13 空气预热器

14 省煤器

15 发电机

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本实用新型提出的焚烧锅炉的给料装置。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

目前国内的垃圾焚烧发电厂主要采用4MPa/400℃中温中压锅炉，汽轮机采用3000rpm低转速汽轮机，给水温度采用130℃。采用的动力循环为：给水进入锅炉加热产生过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮机发电后进入冷凝器凝结为水，经低压加热器加热和除氧器除氧后进入锅炉吸热产生过热蒸汽。现有的技术下，蒸汽参数普遍较低，且没有采用蒸汽中间再热、高给水温度和高转速汽轮机等措施，电厂循环热效率低，造成大量可利用的余热没有被充分利用，经济效益低。针对上述问题，本实用新型提供一种焚烧发电系统，本实施例提供的焚烧发电系统采用中温超高压蒸汽参数、中间再热、高给水温度和高转速汽轮机等措施，充分利用垃圾焚烧产生的余热，提高了发电效率，从而提高了垃圾焚烧发电的经济效益。

下面结合图1对本实用新型一实施方式的焚烧发电系统进行详细描述。

如图1所示，本实施例提供的焚烧发电系统包括生活垃圾焚烧锅炉1、蒸发器2、过热器3、再热器4、汽轮机高压缸5、汽轮机低压缸6、凝汽器7、凝结水泵8、低压加热器9、除氧器10、给水泵11、高压加热器12、空气预热器13、省煤器14以及发电机15。

其中，生活垃圾焚烧锅炉1用于对垃圾进行高温焚烧，产生携带热量的烟气，并利用该烟气的热量加热给水，以产生过热蒸汽。具体地，首先由设置于生活垃圾焚烧锅炉1中的蒸发器2利用垃圾焚烧释放的热量产生饱和蒸汽。生活垃圾焚烧锅炉1内还设置有过热器3，用于利用生活垃圾焚烧锅炉1内烟气的热量加热所述饱和蒸汽以产生过热蒸汽。蒸发器2及过热器3可以采用各种合适的结构，例如可以采用蛇形管式、屏式、墙式和包墙式，并通过对流、辐射或半辐射方式对凝结水进行加热以产生过热蒸汽。示例性地，在本实施例中，蒸发器2及过热器3采用蛇形管式结构。在本实施例中，生活垃圾焚烧锅炉1所产生的过热蒸汽为中温超高压过热蒸汽，所述中温超高压过热蒸汽的温度大于或等于540℃，压力大于或等于13.7Mpa。

过热器3中产生的中温超高压过热蒸汽首先进入汽轮机高压缸5内，并驱动汽轮机高压缸5工作。汽轮机高压缸5配置为在过热蒸汽的作用下转动，从而带动发电机15发电。即，在汽轮机高压缸5中，首先将过热蒸汽的热能转化为机械能，然后再通过将机械能转化为电能，从而发电。本实施例中，所述汽轮机高压缸为高转速汽轮机，其转速大于或等于4500rpm。所述焚烧发电系统利用中温超高压的过热蒸汽驱动高转速的汽轮机高压缸发电，从而提高了发电效率。

再热器4设置在生活垃圾焚烧锅炉1内，用于利用生活垃圾焚烧锅炉1内烟气的热量对从汽轮机高压缸5中排出的蒸汽进行再加热。与过热器3类似，再热器4可以采用各种合适的结构，例如可以采用蛇形管式、屏式、墙式和包墙式，并通过对流、辐射或半辐射方式对从汽轮机高压缸5排出的蒸汽进行加热以升高蒸汽温度。示例性地，在本实施例中，再热器4采用屏式结构，当蒸汽进入再热器4之后，再热器4利用生活垃圾焚烧锅炉1内的烟气热量对汽轮机高压缸5中排出的蒸汽进行再加热，以升高蒸汽温度，从而提高发电效率。

汽轮机低压缸6配置为在经过再热器4再加热的蒸汽作用下转动，从而带动发电机15发电。即，在汽轮机低压缸6中，首先将经过二次加热的混合蒸汽的热能转化为机械能，然后再通过将机械能转化为电能，从而发电。本实施例中，所述汽轮机低压缸6为高转速汽轮机，其转速大于或等于4500rpm。采用经中间再热的蒸汽驱动高转速的汽轮机低压缸6发电能够提高发电效率。

凝汽器7用于冷凝从汽轮机低压缸6排出的蒸汽，以使蒸汽冷凝转化成凝结水。凝汽器7可以各种合适的换热器，示例性地，在本实施例中，凝汽器7利用冷却水冷凝蒸汽，即从汽轮机低压缸6排出的蒸汽进入凝汽器7后，与冷却水进行换热，以降低温度，冷凝为凝结水。

凝结水经由凝结水处理装置加热处理后转化为第一高温给水。具体地，所述凝结水处理装置包括低压加热器9、除氧器10和高压加热器12。凝结水首先由凝结水泵8泵入低压加热器9进行加热，后经除氧器10进一步加热除氧成为给水，接着，由给水泵11将经加热及除氧的给水泵入高压加热器12以加热为第一高温给水。在本实施例中，所述第一高温给水的温度在253℃以上。

经高压加热器12加热后的第一高温给水分为第一部分与第二部分，其中第二部分的第一高温给水为主给水。第一部分的第一高温给水首先进入空气预热器13，所述空气预热器13配置为利用所述给水加热一次风冷风，以对进入生活垃圾焚烧锅炉1与燃料混合的空气进行预先加热，从而提高锅炉的效率，降低能量消耗。所述空气预热器13包括管式空气预热器或回转式空气预热器等，在此不做限制。经过空气预热器13换热后的给水的温度降低至约130℃，成为低温给水。接着，换热后的低温给水进入设置在生活垃圾焚烧锅炉1内的省煤器14中，所述省煤器14配置为利用该换热后的给水与锅炉尾部烟气进行换热，降低尾部烟气的温度，并使给水升温至253℃以上，使该第一部分的给水再次成为高温给水，该高温给水为第二高温给水。所述省煤器14充分利用锅炉尾部烟气的余热来加热给水，从而降低排烟温度，提高给水温度，提高锅炉效率。所述省煤器14可以采用多种不同的形式，例如光管省煤器和翅片式省煤器等，在此不做限制。经省煤器14加热后的第二高温给水与第二部分的第一高温给水混合后进入所述生活垃圾焚烧锅炉1，以在生活垃圾焚烧锅炉1中形成过热蒸汽，从而实现给水的循环利用。采用高温给水能够降低形成过热蒸汽所需的能源消耗，提高发电效率。

继续参考图1，本实施例提供的焚烧发电系统的示例性的动力循环过程为：生活垃圾焚烧锅炉1中的蒸发器2吸收垃圾焚烧释放的热量，产生饱和蒸汽，然后进入过热器3，产生中温超高压的过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮机高压缸5做功，汽轮机高压缸5的排汽进入布置在生活垃圾焚烧锅炉1内的再热器4中。蒸汽在再热器4中加热后进入汽轮机低压缸6，做完功后进入凝汽器7凝结成水，凝结水由凝结水泵8泵入低压加热器9加热，后经除氧器10进一步加热除氧变成给水，给水由给水泵11泵入高压加热器12最终加热为253℃以上的第一高温给水，并分为第一部分和第二部分，第一部分的第一高温给水进入空气预热器13加热一次风冷风，此部分给水温度降为130℃，成为低温给水，换热后的低温给水进入布置在生活垃圾焚烧锅炉1内的省煤器14与锅炉尾部烟气换热升温至253℃，再次成为第二高温给水，此部分给水与第二部分的第一高温给水混合后进入生活垃圾焚烧锅炉1内，从而实现循环利用。

本实用新型所提供的焚烧发电系统，充分利用垃圾焚烧产生的余热，提高了发电效率，从而提高了垃圾焚烧发电的经济效益。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施例中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施例，除非该特征在该另一个实施例中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (9)

1.一种焚烧发电系统，其特征在于，所述焚烧发电系统包括：

生活垃圾焚烧锅炉，配置为利用垃圾焚烧所释放的热量产生过热蒸汽；

汽轮机高压缸，配置为在所述过热蒸汽的作用下驱动发电机发电；

再热器，配置为加热所述汽轮机高压缸产生的排汽；

汽轮机低压缸，配置为在经过所述再热器加热的排汽的作用下驱动发电机发电；

凝汽器，配置为冷凝从所述汽轮机低压缸排出的蒸汽，以使其转化成凝结水；

凝结水处理装置，配置为对所述凝结水进行加热处理，使其成为第一高温给水；

空气预热器，配置为利用所述第一高温给水与一次风冷风换热，并排出低温给水；以及

省煤器，配置为利用所述低温给水与锅炉尾部烟气换热，并排出第二高温给水。

2.根据权利要求1所述的焚烧发电系统，其特征在于，所述第一高温给水分为第一部分和第二部分，其中，第一部分的所述第一高温给水进入所述空气预热器，第二部分的所述第一高温给水与所述省煤器排出的第二高温给水混合后进入所述生活垃圾焚烧锅炉。

3.根据权利要求1所述的焚烧发电系统，其特征在于，所述凝结水处理装置包括依次设置的低压加热器、除氧器以及高压加热器，其中，所述低压加热器配置为加热所述凝结水，所述除氧器配置为对所述凝结水进行加热除氧，使其成为给水，所述高压加热器配置为对所述给水进一步加热，使其成为第一高温给水。

4.根据权利要求1所述的焚烧发电系统，其特征在于，所述过热蒸汽为中温超高压过热蒸汽，所述中温超高压过热蒸汽的温度大于或等于540℃，压力大于或等于13.7Mpa。

5.根据权利要求1所述的焚烧发电系统，其特征在于，所述第一高温给水和/或所述第二高温给水的温度大于或等于253℃。

6.根据权利要求1所述的焚烧发电系统，其特征在于，所述汽轮机高压缸和/或所述汽轮机低压缸的转速大于或等于4500rpm。

7.根据权利要求3所述的焚烧发电系统，其特征在于，还包括:给水泵，所述给水泵配置为将所述给水泵入所述高压加热器。

8.根据权利要求1所述的焚烧发电系统，其特征在于，所述生活垃圾焚烧锅炉中设置有蒸发器和过热器，其中，所述蒸发器配置为利用垃圾焚烧所释放的热量产生饱和蒸汽，所述过热器配置为对所述饱和蒸汽进行加热，以产生所述过热蒸汽。

9.根据权利要求1所述的焚烧发电系统，其特征在于，所述再热器设置在所述生活垃圾焚烧锅炉中。