CN2809555Y - 水泥窑窑头纯中低温余热发电系统 - Google Patents

水泥窑窑头纯中低温余热发电系统 Download PDF

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CN2809555Y CNU2005201017839U CN200520101783U CN2809555Y CN 2809555 Y CN2809555 Y CN 2809555Y CN U2005201017839 U CNU2005201017839 U CN U2005201017839U CN 200520101783 U CN200520101783 U CN 200520101783U CN 2809555 Y CN2809555 Y CN 2809555Y
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Abstract

本实用新型涉及一种与水泥窑窑头部位配套的纯中低温余热发电系统。所要解决的技术问题是提供一种水泥窑窑头纯中低温余热发电系统的改进，该系统从水泥窑窑头冷却机所取出的废气中的部分废气温度应有大幅提高，用于余热发电后，可生产更高压力和温度等级的蒸汽和热水以大幅度提高余热发电能力。技术方案是：水泥窑窑头纯中低温余热发电系统，包括汽轮机、发电机、窑头余热锅炉和熟料冷却机，该熟料冷却机顶板上分别设置有靠近进料端部位的抽废气口和靠近出料端部位的抽废气口，该抽废气口用管道与所述的窑头余热锅炉相通，熟料冷却机顶板内腔上设置有废气档板。所述的废气档板分别位于熟料冷却机顶板内腔靠近进料端、出料端以及二个抽废气口之间。

Description

水泥窑窑头纯中低温余热发电系统
技术领域
本实用新型涉及一种余热发电系统，尤其是与水泥窑窑头部位配套的纯中低温余热发电系统。
背景技术
不带纯中低温余热发电的水泥窑熟料冷却机的废气余热分布情况由图4可知：出窑进入熟料冷却机5的进料端4的熟料温度约为1350～1400℃。在冷却机内，经冷却机底部鼓风机6鼓入的空气冷却，熟料温度降至约90℃时自出料端7排出冷却机。在冷却机内，熟料温度从进料端4到出料端7基本为线性下降。熟料温度自1350～1400℃冷却至约600℃时产生的约每公斤熟料0.75～0.80Nm3-1000℃左右的热空气(以下简称“废气)分别通入窑头及窑尾分解炉做为二次风B、三次风D为窑头及分解炉的煤粉提供燃烧所需空气；冷却机内熟料温度自600℃冷却至90℃时产生的约每公斤熟料1.32～1.36Nm3-280℃左右的废气，经喷水(S部位处)降温至220℃左右后排出冷却机，并通过废气排放口9和管道进入收尘器10，经收尘器收尘后的废气由风机11及烟囱12排入大气。
目前的水泥窑纯中低温余热发电系统所采用的熟料冷却机的结构及废气取热方式由图3可知：出窑进入熟料冷却机(冷却机进料端)的熟料温度仍约为1350～1400℃，在冷却机内，经冷却机底部鼓风机鼓入的空气冷却后熟料温度降至约90℃时仍自冷却机出料端排出冷却机。在冷却机内熟料温度自1350～1400℃冷却至约600℃时产生的每公斤熟料0.75～0.8Nm3-1000℃左右的废气仍通入窑头及窑尾分解炉作为煤粉燃烧用二次风、三次风；冷却机内熟料温度自600℃继续冷却至约190℃时产生的每公斤熟料0.8～0.85Nm3-390℃废气由冷却机中部的抽废气口抽出后，通过管道H输往窑头余热锅炉用于发电，抽废气口规格根据水泥窑规模及冷却机设备规格确定；冷却机内熟料温度自190℃继续冷却至90℃时产生的每公斤熟料0.5～0.52Nm3-110℃左右的废气仍由自冷却机出料端废气排放口9排出后进入收尘器，经收尘器收尘后再由风机及烟囱排入大气。
以上所述熟料冷却机的结构存在的问题是：根据冷却机内熟料温度的分布及熟料冷却过程，熟料冷却机内熟料温度自600℃冷却至190℃时产生的废气温度不同。随着熟料温度的降低，废气温度也随之降低：熟料温度为600℃时废气温度可达550℃；当熟料温度降低至190℃时，废气温度降至约150℃；自550℃至150℃的废气总量为每公斤熟料0.8～0.85Nm3。目前水泥窑纯中低温余热发电系统所采用的熟料冷却机结构是将550℃至150℃废气混合后自冷却机中部所设置的一个抽废气口抽出，其抽出的混合废气温度仅为390℃，这种方式是将390～550℃的废气与150～390℃的废气混合使390～550℃的废气温度全部降至390℃、150～390℃的废气温度全部升至390℃。这样对于390～550℃相对高温的废气来讲，未能有效利用其温度即作功能力。由于废气混合后其温度的限制(仅为390℃左右)，使废气余热仅能生产低压低温蒸汽和热水，从而不能充分发挥余热的发电能力。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足，提供一种水泥窑窑头纯中低温余热发电系统的改进，该系统从水泥窑窑头冷却机所取出的废气中的部分废气温度应有大幅提高，用于余热发电后，可生产更高压力和温度等级的蒸汽和热水以大幅度提高余热发电能力。
本实用新型提供的技术方案是：水泥窑窑头纯中低温余热发电系统，包括汽轮机、发电机、窑头余热锅炉和熟料冷却机，该熟料冷却机顶板上设置有抽取废气用于发电的抽废气口，该抽废气口用管道与所述的窑头余热锅炉相通，所述的抽废气口是靠近进料端部位的用于抽取400～600℃温度废气的抽废气口和靠近出料端部位的用于抽取250～400℃温度废气的抽废气口。
所述的抽废气口的位于熟料冷却机顶板内腔端口的附近设置有废气挡板。
所述的废气挡板分别位于熟料冷却机顶板内腔靠近进料端、出料端以及二个抽废气口之间。
由于本实用新型在熟料冷却机顶板上分别设有二个用于发电的抽废气口，使得不同温度梯度的废气各自抽出后再去进行余热发电，从而避免了相对高温的废气与低温废气的混合，也即避免了相对高温废气的温度损失，为实现热量根据其温度进行梯级利用的原理创造了条件，相应地使冷却机废气余热由原来的仅能生产低压低温蒸汽和热水调整为可同时生产次中压中温或中压中温蒸汽、低压低温蒸汽及热水，大幅度提高了余热发电能力(可提高15～30％)。此外，本实用新型所设置的废气挡板，可明显改善冷却机内腔的气流状况，在有效保证所抽出的废气温度相对稳定、提高余热发电能力的同时，不影响水泥窑的生产运行。
附图说明
图1是本实用新型与水泥窑装置的相互位置关系示意图。
图2是图1中的熟料冷却机结构的放大示意图。
图3是现有的配备余热发电系统的水泥窑装置的示意图。
图4是现有不带余热发电设备的水泥窑装置示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，为不影响水泥熟料热耗及水泥窑的生产，出回转窑2进入(箭头A方向)熟料冷却机的1350～1400℃熟料，在冷却机内被冷却至600℃时产生的每公斤0.75～0.8Nm3-1000℃左右的废气仍入窑及分解炉作为煤粉燃烧用二次风B、三次风D。熟料冷却机内熟料温度自600℃冷却至190℃时产生的废气根据熟料及废气温度分布情况分两部分抽出：第一部分，熟料自600℃冷却至390℃时产生的每公斤熟料0.35～0.38Nm3-400～600℃废气由靠近冷却机热端(进料端)即熟料温度为600℃至390℃区间设置的抽废气口18抽出，通过管道E输往余热锅炉(连通汽轮机和发电机)用于发电。该抽出废气口位于冷却机的顶板上，具体位置及开口尺寸根据水泥窑规模、熟料冷却机鼓风机配置、冷却机设备情况等具体情况而定。第二部分，熟料自390℃冷却至190℃时产生的每公斤熟料0.45～0.47Nm3-250～400℃废气由靠近冷却机冷端(出料端)即熟料温度为390℃至190℃区间设置的抽废气口17抽出，通过管道G输往余热锅炉(连通汽轮机和发电机)以及用于发电。该抽出废气口位于冷却机的顶板8上，具体位置及开口尺寸也同样根据水泥窑规格、熟料冷却机鼓风机配置、冷却机设备等具体情况而定。抽出的两部分废气总量仍保持不变，一般仍为每公斤熟料0.8～0.85Nm3。
为保持所抽废气温度的相对稳定，提高抽气效果，这些抽废气口的位于熟料冷却机顶板内腔端口的附近设置有若干废气挡板。由图2可知，废气挡板分别设置在该冷却机顶板内腔的不同部位，靠近进料端设置有废气挡板20-3、靠近出料端设置有废气挡板20-1，二个抽废气口之间设置有废气挡板20-2，废气挡板的下垂长度一般根据不同规格冷却机的具体情况而定。
图中还有：生料喂料口P、喷煤管19和1、喂料室15、分解炉14、预热器13、三次风管3以及各级旋风筒C1、C2、C3、C4和C5，F为通往高温风机或增湿塔或窑尾余热锅炉方向。

Claims (3)

1、水泥窑窑头纯中低温余热发电系统，包括汽轮机、发电机、窑头余热锅炉和熟料冷却机，该熟料冷却机顶板上设置有抽取废气用于发电的抽废气口，该抽废气口用管道与所述的窑头余热锅炉相通，其特征在于所述的抽废气口是靠近进料端部位的用于抽取400～600℃温度废气的抽废气口(18)和靠近出料端部位的用于抽取250～400℃温度废气的抽废气口(17)。
2、根据权利要求1所述的水泥窑窑头纯中低温余热发电系统，其特征在于所述的抽废气口的位于熟料冷却机顶板内腔端口的附近设置有废气挡板。
3、根据权利要求2所述的水泥窑窑头纯中低温余热发电系统，其特征在于所述的废气挡板分别是位于冷却机顶板内腔靠近进料端的废气挡板(20-3)、靠近出料端的废气挡板(20-1)以及二个抽废气口之间的废气挡板(20-2)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101776399A (zh) * 2010-02-10 2010-07-14 中冶长天国际工程有限责任公司 烧结环冷机用余热锅炉及其热电联供系统
CN104748560A (zh) * 2014-12-31 2015-07-01 盐城市锅炉制造有限公司 水泥厂窑头孰料冷却机低温烟气余热回收方法及其系统

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