CN214468734U - 一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及余热利用技术领域，具体涉及一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统，该包括垃圾填埋气发电机组、空气预热系统、高温烟气余热回收系统和机组冷却余热回收系统，所述垃圾填埋气发电机组连接空气预热系统；所述空气预热系统还连接高温烟气余热回收系统；垃圾填埋气发电机组还分别与高温烟气余热回收系统和机组冷却余热回收系统连接。本实用新型将不同性质和品位的余热，利用高温储热装置和低温储热装置，进而可将热量输送给不同区域和不同类型的需热用户使用，从而提高垃圾填埋气发电系统的整体效率，获得更大的经济和社会效益。

Description

一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统

技术领域

本实用新型涉及余热利用技术领域，具体涉及一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统。

背景技术

我国的耗能主要集中在工业领域，工业领域能源消耗量约占全国能源消耗总量的70%，主要工业产品单位能耗平均比国际先进水平高出30%左右。除了生产工艺相对落后、产业结构不合理的因素外，工业余热利用率低，能源没有得到充分综合利用是造成能耗高的重要原因，我国能源利用率仅为33%左右，比发达国家低约10%，至少约有50%的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。随着我国垃圾发电技术的日益成熟和单台垃圾炉处理量的迅速扩大，提高垃圾发电厂全厂热效率的课题已经越来越迫切地摆在我们面前，我国从1988年到现在已经有了20年的垃圾发电运行经验，着眼我国未来的产业技术发展趋势，次高温高压技术在我国大容量垃圾焚烧上的应用有广阔的前景。一般来说，燃气发电机组中大约有三分之一的热量用来做功发电，大约三分之一的热量通过烟气散失，三分之一左右的热量以冷却水或机油散热等形式散失。因此，在燃气发电机组运行的整个过程中，烟气余热占有极大比例，对烟气余热的合理利用将极大提高燃气机组的发电效率。

在垃圾填埋气燃气发电机组中，烟气一般通过余热锅炉来回收。燃气发电机组排出的220～230℃高温烟气经烟道输送至余热锅炉，经过锅炉内部换热装置，释放一定热量后的烟气经烟囱排入大气，烟气出口温度一般在150℃。烟气温度从高温降到排烟温度这一过程中所释放出的热量用来加热冷水或产生水蒸汽。此外，发电机组本身需要冷却，循环冷却水的温度可高达80℃，这一部分热量也可回收利用。发明CN109654464A公开了一种垃圾填埋气发电余热利用系统及方法，通过对填埋气发电机排放的高温烟气余热利用制备蒸汽。该方法实现了填埋气发电机排放的高温烟气余热回收，为后续垃圾填埋场渗滤液脱氨系统提供蒸汽热源。

发明内容

本实用新型针对现有垃圾填埋气发电机组余热利用过程中存在的余热利用效率低、难以寻找有效利用途径等问题，根据不同性质和品位的余热，利用可移动式高温和低温储热装置，提出余热综合利用的解决方案，可将热量输送给不同区域和不同类型的需热用户使用，从而提高垃圾填埋气发电系统的整体效率，获得更大的经济和社会效益。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统，包括垃圾填埋气发电机组、空气预热系统、高温烟气余热回收系统和机组冷却余热回收系统，

所述垃圾填埋气发电机组连接空气预热系统；

所述空气预热系统还连接高温烟气余热回收系统；

垃圾填埋气发电机组还分别与高温烟气余热回收系统和机组冷却余热回收系统连接。

在进一步的方案中，所述空气预热系统包括空气预热器，所述空气预热器上设置有空气进气口、且与高温烟气余热回收系统通过管道连接。

在进一步的方案中，所述空气预热器和垃圾填埋气发电机组间还设置有高温烟气管道。

在进一步的方案中，空气预热器为管翅式或板翅式换热器，空气预热器底部具有排水结构。

在进一步的方案中，所述高温烟气余热回收系统包括余热锅炉和高温储热装置，所述余热锅炉分别与垃圾填埋气发电机组和空气预热系统连接以接收高温烟气和输出降温后的烟气，余热锅炉还通过软水管道和水蒸气管道与高温储热装置连接。

在进一步的方案中，所述余热锅炉为热水锅炉或蒸汽锅炉。

在进一步的方案中，所述高温储热装置为压力容器，高温储热装置下方安装有行走机构。

在进一步的方案中，所述机组冷却余热回收系统包括低温储热装置和/或循环冷却装置，垃圾填埋气发电机组的发电机组夹套与低温储热装置和/或循环冷却装置连接形成冷却剂循环通道。

在进一步的方案中，所述低温储热装置为不承压容器，低温储热装置下方安装有行走机构。

在进一步的方案中，所述循环冷却装置为与发电机组集成或独立的管翅式或板翅式换热器。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

1. 本实用新型所提供的垃圾填埋气发电余热综合利用系统，解决了垃圾填埋气发电机组余热利用过程中存在的余热利用效率低、难以寻找有效利用途径等问题；

2. 本实用新型可根据不同性质和品位的垃圾填埋气发电余热，利用可移动式高温和低温储热装置，实现垃圾填埋气发电余热不限时间、不限空间的梯级综合利用；

3. 本实用新型所提供的垃圾填埋气发电余热利用系统可提高垃圾填埋气发电系统的整体效率，获得更大的经济和社会效益。

附图说明

图1一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统结构示意图。

附图中：1 填埋气进口阀，2 空气进气阀，3 空气预热器，4 垃圾填埋气发电机组，5 发电机组夹套，6 循环泵，7冷却剂进口三通阀，8低温储热装置，9冷却剂出口三通阀，10补充冷却剂进口阀，11 循环冷却装置，12 冷却剂旁路阀，13 软水进口三通阀，14 余热锅炉，15 高温高压水或水蒸汽出口阀，16高温储热装置，17 高温烟气出口三通阀，18 烟囱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实施例的一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统，包括垃圾填埋气发电机组4、空气预热系统、高温烟气余热回收系统和机组冷却余热回收系统，所述垃圾填埋气发电机组4与空气预热系统连接，接收加热后的空气，空气预热系统还连接有高温烟气余热回收系统，将空气和来自高温烟气余热回收系统的烟气进行换热，垃圾填埋气发电机组4还分别与高温烟气余热回收系统和机组冷却余热回收系统连接，高温烟气余热回收系统将来自垃圾填埋气发电机组4的高温烟气与软水进行换热，机组冷却余热回收系统对来自垃圾填埋气发电机组4的高温循环冷却剂进行换热。

具体的，所述空气预热系统包括空气预热器3，所述空气预热器3上设置有空气进气管、且与余热锅炉14通过管道连接，空气进气管上设置有空气进气阀2，空气预热器3将来自余热锅炉14的烟气与空气进行换热，加热后的空气与经过处理后的垃圾填埋气混合进入垃圾填埋气发电机组4内燃机燃烧。在进一步的方案中，空气预热器3和垃圾填埋气发电机组4间还设置有高温烟气管道，垃圾填埋气发电机组4内的高温烟气可直接通过高温烟气管道进入空气预热器，并与空气进行换热。

所述高温烟气余热回收系统包括余热锅炉14和可移动式高温储热装置16，所述余热锅炉14通过软水管道和水蒸气管道与可移动式高温储热装置16连接，软水管道上设置有软水进口三通阀13，水蒸汽管道上设置有水蒸气出口阀15，可移动式高温储热装置16与水蒸汽出口阀15和软水进口三通阀13的连接为软管快速接头连接方式。余热锅炉14将软水与来自垃圾填埋气发电机组4的高温烟气进行换热，软水温度升高或产生蒸汽后经水蒸汽管道进入可移动式高温储热装置16储存，降温后的烟气进入空气预热器3，其中余热锅炉14和垃圾填埋气发电机组4之间的烟气管道上设置有高温烟气出口三通阀17，该高温烟气出口三通阀17与空气预热器3间设置有高温烟气管道。

所述机组冷却余热回收系统包括可移动式低温储热装置8和/或循环冷却装置11，垃圾填埋气发电机组4的发电机组夹套5与低温储热装置8和/或循环冷却装置11连接，来自发电机组夹套5的高温循环冷却剂通过循环泵6进入低温储热装置8或循环冷却装置11换热冷却后返回发电机组夹套5；或者发电机组夹套5与低温储热装置8和循环冷却装置11依次连接，此时，经循环泵6的高温循环冷却剂进入低温储热装置8、循环冷却装置11依次冷却后返回发电机组夹套5。其中发电机组夹套5的冷却剂出口与低温储热装置8上的冷却剂进口之间的管道上除了循环泵6外，还设有冷却剂进口三通阀7，低温储热装置8的冷却剂出口与循环冷却装置11的冷却剂进口之间的管道上设置有冷却剂出口三通阀9，循环冷却装置11的冷却剂出口与发电机组夹套5之间设置有冷却剂返回管道，冷却剂出口三通阀9与该冷却剂返回管道之间设置有冷却剂旁路管道，该冷却剂旁路管道上设置有冷却剂旁路阀12，冷却剂旁路阀12与冷却剂进口三通阀7之间也通过管道连接。低温储热装置8与冷却剂进口三通阀7和冷却剂出口三通阀9连接为软管快速接头连接。

具体的，空气预热器3为管翅式换热器，管翅式换热器烟气侧换热表面应采用耐腐蚀涂层或材料，换热器底部具有排水结构。余热锅炉14选择蒸汽锅炉。高温储热装置16为压力容器，其下安装有行走机构，可适于道路运输。低温储热装置8为不承压容器，其下安装有行走机构，可适于道路运输。所述循环冷却装置11为与发电机组集成的管翅式换热器。

上述垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统的应用过程，具体如下：

打开空气进气管上的空气进气阀2，来自鼓风机的空气进入空气预热器3，与来自余热锅炉14的烟气换热，经过处理后的垃圾填埋气经填埋气进口阀1与加热后的空气混合进入垃圾填埋气发电机组4内燃机燃烧，换热后的烟气经烟囱18排出；

软水经软水进口三通阀13进入余热锅炉14，与来自垃圾填埋气发电机组4的高温烟气进行换热，软水温度升高或产生蒸汽后经水蒸汽出口阀15进入可移动式高温储热装置16储存，降温后的烟气进入空气预热器3，垃圾填埋气发电机组4的高温烟气也可经高温烟气出口三通阀17旁路直接进入空气预热器3；

来自发电机组夹套5的高温循环冷却剂经循环泵6和冷却剂进口三通阀7进入可移动式低温储热装置8，与可移动式低温储热装置8内的相变材料换热，降温后经冷却剂出口三通阀9和冷却剂旁路三通阀12进入冷却剂返回管道返回发电机组夹套5，经冷却剂出口三通阀9的冷却剂也可进入循环冷却装置11进一步冷却后返回发电机组夹套5。经循环泵6的高温循环冷却剂也可通过冷却剂进口三通阀7、冷却剂旁路三通阀12和冷却剂出口三通阀9直接进入循环冷却装置11冷却后返回发电机组夹套5。另外，可通补充冷却剂进口阀10向循环冷却装置11补充冷却剂。

其中，所述空气与烟气换热后空气温度为150℃，烟气出口温度为60℃。所述软水硬度≤0.03mmol/L。所述高温高压水或水蒸汽的温度为250℃，压力为3.0MPa。所述高温烟气的温度为600℃。所述冷却剂为水与乙二醇混合溶液。所述相变材料为无机盐，相变温度为80℃，相变潜热为240kJ/kg。

以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统，其特征在于，包括垃圾填埋气发电机组（4）、空气预热系统、高温烟气余热回收系统和机组冷却余热回收系统，

所述垃圾填埋气发电机组（4）连接空气预热系统，所述空气预热系统还连接高温烟气余热回收系统；

垃圾填埋气发电机组（4）还分别与高温烟气余热回收系统和机组冷却余热回收系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统，其特征在于，所述空气预热系统包括空气预热器（3），所述空气预热器（3）上设置有空气进气口、且与高温烟气余热回收系统通过管道连接。

3.根据权利要求2所述的一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统，其特征在于，所述空气预热器（3）和垃圾填埋气发电机组（4）间还设置有高温烟气管道。

4.根据权利要求3所述的一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统，其特征在于，空气预热器（3）为管翅式或板翅式换热器，空气预热器（3）底部具有排水结构。

5.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统，其特征在于，所述高温烟气余热回收系统包括余热锅炉（14）和高温储热装置（16），所述余热锅炉（14）分别与垃圾填埋气发电机组（4）和空气预热系统连接，余热锅炉（14）还通过软水管道和水蒸气管道与高温储热装置（16）连接。

6.根据权利要求5所述的一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统，其特征在于，所述余热锅炉（14）为热水锅炉或蒸汽锅炉。

7.根据权利要求5所述的一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统，其特征在于，所述高温储热装置（16）为压力容器，高温储热装置（16）下方安装有行走机构。

8.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统，其特征在于，所述机组冷却余热回收系统包括低温储热装置（8）和/或循环冷却装置（11），垃圾填埋气发电机组（4）的发电机组夹套（5）与低温储热装置（8）和/或循环冷却装置（11）连接形成冷却剂循环通道。

9.根据权利要求8所述的一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统，其特征在于，所述低温储热装置（8）为不承压容器，低温储热装置（8）下方安装有行走机构。

10.根据权利要求8所述的一种垃圾填埋气发电机组余热综合利用系统，其特征在于，所述循环冷却装置（11）为管翅式或板翅式换热器。

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