專利名稱：改進(jìn)型水泥工業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明及一種發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及一種改進(jìn)型水泥工業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水泥生產(chǎn)行業(yè)中，利用生產(chǎn)水泥產(chǎn)生的余熱發(fā)電已經(jīng)非常普遍。如中國專利第200720038566. 9號公告的一種水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)，該水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)中，窯頭鍋爐13的進(jìn)氣是自上而下的入氣方式，該種進(jìn)氣方式不利于煙氣中固體顆粒的降低，從而難以減輕煙氣中固體顆粒對窯頭鍋爐的磨損。熟料冷卻機(jī)I的中部僅開設(shè)一抽風(fēng)口 5，煙氣排除的阻力大，不利于高熱煙氣的排除與利用，造成系統(tǒng)換熱效率與穩(wěn)定性不高。另，該水泥窯余 熱發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性不高。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述，本發(fā)明提供一種可減輕窯頭鍋爐的磨損、且能提高煙氣余熱利用率、且系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)的改進(jìn)型水泥工業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)。—種改進(jìn)型水泥工業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括熟料冷卻機(jī)、窯尾鍋爐、窯頭鍋爐、以及汽輪機(jī)，窯尾鍋爐包括第一蒸發(fā)器、第一過熱器、以及第一汽包，窯頭鍋爐包括省煤器、第二蒸發(fā)器、第二過熱器、以及第二汽包，熟料冷卻機(jī)具有前抽風(fēng)口及尾抽風(fēng)口，前抽風(fēng)口連接窯尾鍋爐，尾抽風(fēng)口以直接排出尾部煙氣，熟料冷卻機(jī)中部開設(shè)有一高溫抽風(fēng)口及一中溫抽風(fēng)口，熟窯頭鍋爐與窯尾鍋爐共用一省煤器及一高溫過熱器，通過省煤器分別向窯頭鍋爐與窯尾鍋爐輸送預(yù)熱水，所述熟料冷卻機(jī)產(chǎn)生的煙氣分別從高溫抽風(fēng)口及中溫抽風(fēng)口散出后從窯頭鍋爐的底部分別進(jìn)入窯頭鍋爐，高溫抽風(fēng)口的煙氣經(jīng)高溫過熱器處理后與中溫抽風(fēng)口的煙氣混合，該混合的煙氣經(jīng)第二蒸發(fā)器、第二過熱器、以及第二汽包作用后形成蒸汽進(jìn)入一匯集點(diǎn)，熟料冷卻機(jī)產(chǎn)生的煙氣同時通過前抽風(fēng)口送至窯尾鍋爐，在窯尾鍋爐內(nèi)的煙氣經(jīng)第一蒸發(fā)器、第一過熱器、以及第一汽包作用后形成蒸汽進(jìn)入所述匯集點(diǎn)，所述匯集點(diǎn)的蒸汽經(jīng)過所述高溫過熱器作用后進(jìn)入汽輪機(jī)，以供汽輪機(jī)作功
本改進(jìn)型水泥工業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)通過在熟料冷卻機(jī)中部開設(shè)一高溫抽風(fēng)口及一中溫抽風(fēng)口，通過調(diào)節(jié)各抽風(fēng)口的風(fēng)門來調(diào)節(jié)煙氣流量，提高熱煙氣的利用率，增加系統(tǒng)換熱效率與穩(wěn)定性。通過將煙氣在從窯頭鍋爐的底部送入，在進(jìn)入窯頭鍋爐前可取消設(shè)置沉降室，利用窯頭鍋爐的底部進(jìn)風(fēng)，煙氣自下而上的方式，可將煙氣中的固體顆粒含量降低70%左右，可減輕對窯頭鍋爐的磨損。窯頭鍋爐與窯尾鍋爐共用一個省煤器及一個過熱器，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。


圖I是本發(fā)明較佳實(shí)施例的改進(jìn)型水泥エ業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)流程圖。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。參閱圖1，本發(fā)明較佳實(shí)施例公開ー種高改進(jìn)型水泥エ業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括熟料冷卻機(jī)I、窯尾鍋爐3、窯頭鍋爐5、給水系統(tǒng)6，以及汽輪機(jī)7。該熟料冷卻機(jī)I向窯尾鍋爐3、窯頭鍋爐5輸送煙氣，窯尾鍋爐3、窯頭鍋爐5配合給水系統(tǒng)6，產(chǎn)生蒸汽供汽輪機(jī)7做功。所述熟料冷卻機(jī)I對水泥熟料進(jìn)行冷卻、產(chǎn)生大量的帶熱煙氣。該熟料冷卻機(jī)I·具有進(jìn)料端11與出料端12，靠近進(jìn)料端11設(shè)置有前抽風(fēng)ロ 13，靠近出料端12設(shè)置有尾抽風(fēng)ロ 14。熟料冷卻機(jī)I的中部開設(shè)有高溫抽風(fēng)ロ 15及中溫抽風(fēng)ロ 16，各個抽風(fēng)ロ之間設(shè)置有擋板(未標(biāo)示)，擋板用于防止不同溫度范圍的煙氣互相串動混合。所述前抽風(fēng)ロ 13連接一回轉(zhuǎn)窯4?；剞D(zhuǎn)窯4用于把粉磨配制好的生料，在回轉(zhuǎn)窯4的高溫作用下燒成為熟料?；剞D(zhuǎn)窯4燒制的熟料通過前抽風(fēng)ロ 13送往熟料冷卻機(jī)I內(nèi)冷卻，熟料冷卻機(jī)I冷卻熟料在進(jìn)料端12處產(chǎn)生的帶熱煙氣經(jīng)前抽風(fēng)ロ 13又進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯4內(nèi)，為回轉(zhuǎn)窯4提供熱空氣?；剞D(zhuǎn)窯4相對前抽風(fēng)ロ 13的一端連接窯尾預(yù)熱器8。窯尾預(yù)熱器8用于把生料加熱，在生料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯4加熱前，生料與回轉(zhuǎn)窯4排出的煙氣混合，生料懸浮在熱煙氣中進(jìn)行熱交換，極大地提高了生料的傳熱面積和傳熱效率。在窯尾預(yù)熱器8內(nèi)的傳熱速度快，約20秒內(nèi)即可使生料從室溫迅速升溫至75(T800攝氏度，而在一般回轉(zhuǎn)窯里，則需約I小吋。在懸浮狀態(tài)下，生料粒徑愈小，所需時間愈短。窯尾預(yù)熱器8包括多個漏斗式的下料器81，且在豎直方向呈梯級布置，如此，生料自上而下，高溫氣體自下而上，從而可對生料充分加熱?；剞D(zhuǎn)窯4所需的生料通過ー送料系統(tǒng)40輸送，送料系統(tǒng)40包括粉碎機(jī)41、磨料機(jī)42、篩料機(jī)43、及提升機(jī)44。粉碎機(jī)41將原料粉碎并送至磨料機(jī)42，磨料機(jī)42將原料進(jìn)ー步磨碎，篩料機(jī)43將磨碎后的原料篩選并將原料送至提升機(jī)44，提升機(jī)44將原料送至窯尾預(yù)熱器8的頂部。在磨料過程中，磨料產(chǎn)生的煙氣經(jīng)篩料機(jī)43、一第一除塵器45、一第ー風(fēng)機(jī)46,由第一煙窗47排出。回轉(zhuǎn)窯4頂部排出的煙氣從所述窯尾鍋爐3頂部進(jìn)入，從窯尾鍋爐3底部排出。該窯尾鍋爐3用于將回轉(zhuǎn)窯4產(chǎn)生的帶熱煙氣加以利用以產(chǎn)生蒸汽。窯尾鍋爐3為立式結(jié)構(gòu)，自然循環(huán)，單壓設(shè)計(jì)。窯尾鍋爐3包括第一蒸發(fā)器32、第一過熱器33、以及第ー汽包34等。所述第一蒸發(fā)器32用于通過與煙氣的熱交換，產(chǎn)生飽和蒸汽。所述第一過熱器33為用于將飽和蒸汽變成過熱蒸汽的加熱設(shè)備，通過對蒸汽的再加熱，提高其過熱度(溫度之差)，提高其単位エ質(zhì)的做功能力。第一汽包34是エ質(zhì)加熱、蒸發(fā)、過熱三過程的連接樞紐，內(nèi)部設(shè)有汽水分離裝置和連續(xù)排污裝置，保證鍋爐蒸汽品質(zhì)，保證鍋爐正常的水循環(huán)。煙氣經(jīng)過窯尾鍋爐3內(nèi)的第一蒸發(fā)器32、第一過熱器33、第一汽包34作用，且結(jié)合給水系統(tǒng)6給水，進(jìn)入窯尾鍋爐3的煙氣與水傳熱而產(chǎn)生蒸汽，該蒸汽從第一過熱器33出來后進(jìn)入到一匯集點(diǎn)35。傳熱后的煙氣從窯尾鍋爐3底部排出，通過一第二風(fēng)機(jī)36進(jìn)入磨料機(jī)42以及一增濕塔37，進(jìn)入磨料機(jī)42的煙氣以供煙氣的余熱進(jìn)一步利用；進(jìn)入增濕塔37的煙氣以通過增濕塔37降溫、降塵以適應(yīng)第一除塵器45的除塵要求。進(jìn)入磨料機(jī)42以及一增濕塔37的煙氣匯集經(jīng)第一除塵器45、第一風(fēng)機(jī)46，由第一煙窗47排出。所述高溫抽風(fēng)口 15抽出的煙氣溫度一般在400°C _500°C，高溫抽風(fēng)口 15與窯頭鍋爐5底部的第一進(jìn)氣口 501連接。中溫抽風(fēng)口 16抽出的煙氣溫度一般在350°C -390°C,中溫抽風(fēng)口 16通過與窯頭鍋爐5底部的第二進(jìn)氣口 502連接。從第一進(jìn)氣口 501進(jìn)入的煙氣經(jīng)過一高溫過熱器503往下進(jìn)入窯頭鍋爐5內(nèi)的沉降室504，從第二進(jìn)氣口 502進(jìn)入的煙氣往下直接進(jìn)入沉降室504與第一進(jìn)氣口 501進(jìn)-入的煙氣混合。通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置高溫過熱器503受熱面的大小，使得經(jīng)過高溫過熱器503吸熱后的從第一進(jìn)氣口 501進(jìn)入的煙氣溫度與從第二進(jìn)氣口 502進(jìn)入的煙氣的溫度近似或相等。該窯頭鍋爐5為立式結(jié)構(gòu)，包括省煤器51、第二蒸發(fā)器52、第二過熱器53、第二汽包54等。所述省煤器51為一組受熱面，用于對鍋爐給水進(jìn)行預(yù)熱，提高給水溫度，避免給水進(jìn)入第一汽包34后，冷熱溫差過大，產(chǎn)生過大熱應(yīng)力對第一汽包34安全形成威脅，同時也避免第一汽包34水位波動過大，造成自動控制困難。一方面最大限度地利用余熱，降低排煙溫度，另一方面，給水預(yù)熱后形成高溫高壓水，作為第一蒸發(fā)器32產(chǎn)生飽和蒸汽的熱源。窯頭鍋爐5的第二過熱器53與窯尾鍋爐3的第一過熱器33的出口通過管道結(jié)于所述匯集點(diǎn)35，匯集點(diǎn)35的出口通過管道與高溫過熱器503的進(jìn)口相接，高溫過熱器503的出口通過管道與所述汽輪機(jī)7相接。經(jīng)過沉降室504后的煙氣，在窯頭鍋爐5內(nèi)從下往上依次經(jīng)第二過熱器53、第二蒸發(fā)器52、省煤器51從窯頭鍋爐5的頂部排出，然后經(jīng)一第二除塵器71、一第三風(fēng)機(jī)72,由一第二煙窗73排出。窯頭鍋爐5與窯尾鍋爐3的給水由給水系統(tǒng)6提供。給水系統(tǒng)6的一給水泵63將水打到窯頭鍋爐5的省煤器51加熱后分兩路，一路進(jìn)入窯頭鍋爐5的第二汽包54，另一路進(jìn)入窯尾鍋爐3的第一汽包34，第二汽包54和第一汽包34內(nèi)的水通過自然循環(huán)方式各自經(jīng)第二蒸發(fā)器52、32吸氣沸騰后到達(dá)各自的第二汽包54、34從第二汽包54和第一汽包34分離出來的飽和蒸汽經(jīng)各自的第二過熱器53、33后，變成過熱蒸汽，通過設(shè)第二過熱器53,33的受熱面大小，可以從窯頭鍋爐5的第二過熱器53出來的蒸汽和從窯尾鍋爐3的第一過熱器33出來的蒸汽溫度接近或相同，兩股溫度相同的過熱蒸汽在匯集點(diǎn)35匯集后進(jìn)入高溫過熱器503在進(jìn)行過熱，過熱后送到汽輪機(jī)7膨脹作功，汽輪機(jī)7作功后形成的水滴進(jìn)入給水系統(tǒng)6。給水系統(tǒng)6包括凝汽器61、熱水井62、凝結(jié)水泵(圖未示)、真空除氧器(圖未示)、所述給水泵63、循環(huán)泵64以及冷卻塔65等；汽輪機(jī)7膨脹作功后，乏汽排至凝汽器61，乏汽在凝汽61中凝結(jié)成水后，匯入熱水井62，然后由凝結(jié)水泵送往真空除氧器，再經(jīng)給水泵63泵入窯頭鍋爐5、窯尾鍋爐3循環(huán)使用。在凝汽器61工作時，循環(huán)泵64將一水池66中的冷卻水打入凝汽器61后，再排往冷卻塔65進(jìn)行冷卻，經(jīng)過冷卻的水最后回到水池66中循環(huán)利用。本改進(jìn)型水泥工業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)通過在熟料冷卻機(jī)I中部開設(shè)一高溫抽風(fēng)口15及一中溫抽風(fēng)ロ 16，通過調(diào)節(jié)各抽風(fēng)ロ的風(fēng)門來調(diào)節(jié)煙氣流量，提高熱煙氣的利用率，増加系統(tǒng)換熱效率與穩(wěn)定性。通過將煙氣在從窯頭鍋爐5的底部送入，在進(jìn)入窯頭鍋爐5前可取消設(shè)置沉降室，利用窯頭鍋爐5的底部進(jìn)風(fēng)，煙氣自下而上的方式，可將煙氣中的固體顆粒含量降低70%左右，可減輕對窯頭鍋爐5的磨損。窯頭鍋爐5與窯尾鍋爐3共用一個省煤器及ー個高溫過熱器503，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。另外，由于從窯頭鍋爐5的第二過熱器53出來的蒸汽和從窯尾鍋爐3的第一過熱器33出來的蒸汽是先混合再進(jìn)ー步加熱，混合時蒸汽溫度接近或相同，因此減少或避免了熵增現(xiàn)象，汽輪機(jī)7進(jìn)ロ過熱蒸汽的溫度和流量也得到了提高，從而增加了發(fā)電能力。 以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)型水泥エ業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括熟料冷卻機(jī)、窯尾鍋爐、窯頭鍋爐、以及汽輪機(jī)，窯尾鍋爐包括第一蒸發(fā)器、第一過熱器、以及第ー汽包，窯頭鍋爐包括省煤器、第二蒸發(fā)器、第二過 熱器、以及第ニ汽包，熟料冷卻機(jī)具有前抽風(fēng)ロ及尾抽風(fēng)ロ，前抽風(fēng)ロ連接窯尾鍋爐，尾抽風(fēng)ロ以直接排出尾部煙氣，其特征在于熟料冷卻機(jī)中部開設(shè)有一高溫抽風(fēng)ロ及一中溫抽風(fēng)ロ，熟窯頭鍋爐與窯尾鍋爐共用一省煤器及一高溫過熱器，通過省煤器分別向窯頭鍋爐與窯尾鍋爐輸送預(yù)熱水，所述熟料冷卻機(jī)產(chǎn)生的煙氣分別從高溫抽風(fēng)ロ及中溫抽風(fēng)ロ散出后從窯頭鍋爐的底部分別進(jìn)入窯頭鍋爐，高溫抽風(fēng)ロ的煙氣經(jīng)高溫過熱器處理后與中溫抽風(fēng)ロ的煙氣混合，該混合的煙氣經(jīng)第二蒸發(fā)器、第二過熱器、以及第二汽包作用后形成蒸汽進(jìn)入ー匯集點(diǎn)，熟料冷卻機(jī)產(chǎn)生的煙氣同時通過前抽風(fēng)ロ送至窯尾鍋爐，在窯尾鍋爐內(nèi)的煙氣經(jīng)第一蒸發(fā)器、第一過熱器、以及第ー汽包作用后形成蒸汽進(jìn)入所述匯集點(diǎn)，所述匯集點(diǎn)的蒸汽經(jīng)過所述高溫過熱器作用后進(jìn)入汽輪機(jī)，以供汽輪機(jī)作功。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改進(jìn)型水泥エ業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述高溫過熱器設(shè)置在所述窯頭鍋爐內(nèi)，所述高溫抽風(fēng)ロ與窯頭鍋爐底部的第一進(jìn)氣ロ連接，從第一進(jìn)氣ロ進(jìn)入的煙氣經(jīng)過所述高溫過熱器往下進(jìn)入窯頭鍋爐內(nèi)的沉降室。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進(jìn)型水泥エ業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述中溫抽風(fēng)ロ與窯頭鍋爐底部的第二進(jìn)氣ロ連接，從第二進(jìn)氣ロ進(jìn)入的煙氣直接進(jìn)入沉降室與第一進(jìn)氣ロ進(jìn)入的煙氣混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進(jìn)型水泥エ業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于經(jīng)過所述高溫過熱器吸熱后的從第一進(jìn)氣ロ進(jìn)入的煙氣溫度與從第二進(jìn)氣ロ進(jìn)入的煙氣的溫度近似或相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進(jìn)型水泥エ業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述前抽風(fēng)ロ連接一回轉(zhuǎn)窯，回轉(zhuǎn)窯相對前抽風(fēng)ロ的一端連接窯尾預(yù)熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)型水泥エ業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述回轉(zhuǎn)窯頂部排出的煙氣從所述窯尾鍋爐頂部進(jìn)入，從窯尾鍋爐底部排出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進(jìn)型水泥エ業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述沉降室后的煙氣，在窯頭鍋爐內(nèi)從下往上依次經(jīng)第二過熱器、第二蒸發(fā)器、省煤器從窯頭鍋爐的頂部排出，然后經(jīng)ー除塵器、ー風(fēng)機(jī)，由ー煙窗排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改進(jìn)型水泥エ業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述回轉(zhuǎn)窯所需的生料通過ー送料系統(tǒng)輸送，送料系統(tǒng)包括粉碎機(jī)、磨料機(jī)、篩料機(jī)、及提升機(jī)，粉碎機(jī)將原料粉碎并送至磨料機(jī)，磨料機(jī)將原料進(jìn)ー步磨碎，篩料機(jī)將磨碎后的原料篩選并將原料送至提升機(jī)，提升機(jī)將原料送至窯尾預(yù)熱器的頂部。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改進(jìn)型水泥エ業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述窯頭鍋爐與窯尾鍋爐的給水由ー給水系統(tǒng)提供，給水系統(tǒng)包括凝汽器、熱水井、凝結(jié)水泵、真空除氧器、給水泵、循環(huán)泵以及冷卻塔。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改進(jìn)型水泥エ業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述窯頭鍋爐與窯尾鍋爐均為立式結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種改進(jìn)型水泥工業(yè)用余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括熟料冷卻機(jī)、窯頭鍋爐、窯尾鍋爐、以及汽輪機(jī)，窯頭鍋爐與窯尾鍋爐均包括蒸發(fā)器、過熱器以及汽包，熟料冷卻機(jī)產(chǎn)生的煙氣分別輸往窯頭鍋爐與窯尾鍋爐，窯頭鍋爐與窯尾鍋爐均采用立式結(jié)構(gòu)，窯頭鍋爐與窯尾鍋爐共用一個省煤器及一個高溫過熱器。通過省煤器分別向窯頭鍋爐與窯尾鍋爐輸送預(yù)熱水，通過高溫過熱器以對窯頭鍋爐與窯尾鍋爐的蒸汽溫度調(diào)節(jié)使輸入汽輪機(jī)的蒸汽溫差不大或相同。本余熱發(fā)電系統(tǒng)占地小，布置方便，鍋爐熱效率高，窯頭鍋爐的磨損小，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)。
文檔編號F01K11/02GK102865746SQ20111018511
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者宋紀(jì)元 申請人:廣東開能環(huán)保能源有限公司