专利名称：改进型水泥工业用余热发电系统的制作方法
技术领域：
本发明及一种发电系统，尤其涉及一种改进型水泥工业用余热发电系统。
背景技术：
水泥生产行业中，利用生产水泥产生的余热发电已经非常普遍。如中国专利第200720038566. 9号公告的一种水泥窑余热发电系统，该水泥余热发电系统中，窑头锅炉13的进气是自上而下的入气方式，该种进气方式不利于烟气中固体颗粒的降低，从而难以减轻烟气中固体颗粒对窑头锅炉的磨损。熟料冷却机I的中部仅开设一抽风口 5，烟气排除的阻力大，不利于高热烟气的排除与利用，造成系统换热效率与稳定性不高。另，该水泥窑余 热发电系统经济性不高。
发明内容
鉴于以上所述，本发明提供一种可减轻窑头锅炉的磨损、且能提高烟气余热利用率、且系统经济的改进型水泥工业用余热发电系统。—种改进型水泥工业用余热发电系统，包括熟料冷却机、窑尾锅炉、窑头锅炉、以及汽轮机，窑尾锅炉包括第一蒸发器、第一过热器、以及第一汽包，窑头锅炉包括省煤器、第二蒸发器、第二过热器、以及第二汽包，熟料冷却机具有前抽风口及尾抽风口，前抽风口连接窑尾锅炉，尾抽风口以直接排出尾部烟气，熟料冷却机中部开设有一高温抽风口及一中温抽风口，熟窑头锅炉与窑尾锅炉共用一省煤器及一高温过热器，通过省煤器分别向窑头锅炉与窑尾锅炉输送预热水，所述熟料冷却机产生的烟气分别从高温抽风口及中温抽风口散出后从窑头锅炉的底部分别进入窑头锅炉，高温抽风口的烟气经高温过热器处理后与中温抽风口的烟气混合，该混合的烟气经第二蒸发器、第二过热器、以及第二汽包作用后形成蒸汽进入一汇集点，熟料冷却机产生的烟气同时通过前抽风口送至窑尾锅炉，在窑尾锅炉内的烟气经第一蒸发器、第一过热器、以及第一汽包作用后形成蒸汽进入所述汇集点，所述汇集点的蒸汽经过所述高温过热器作用后进入汽轮机，以供汽轮机作功
本改进型水泥工业用余热发电系统通过在熟料冷却机中部开设一高温抽风口及一中温抽风口，通过调节各抽风口的风门来调节烟气流量，提高热烟气的利用率，增加系统换热效率与稳定性。通过将烟气在从窑头锅炉的底部送入，在进入窑头锅炉前可取消设置沉降室，利用窑头锅炉的底部进风，烟气自下而上的方式，可将烟气中的固体颗粒含量降低70%左右，可减轻对窑头锅炉的磨损。窑头锅炉与窑尾锅炉共用一个省煤器及一个过热器，提高系统的经济性。
图I是本发明较佳实施例的改进型水泥エ业用余热发电系统流程图。
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。參阅图1，本发明较佳实施例公开ー种高改进型水泥エ业用余热发电系统，包括熟料冷却机I、窑尾锅炉3、窑头锅炉5、给水系统6，以及汽轮机7。该熟料冷却机I向窑尾锅炉3、窑头锅炉5输送烟气，窑尾锅炉3、窑头锅炉5配合给水系统6，产生蒸汽供汽轮机7做功。所述熟料冷却机I对水泥熟料进行冷却、产生大量的带热烟气。该熟料冷却机I·具有进料端11与出料端12，靠近进料端11设置有前抽风ロ 13，靠近出料端12设置有尾抽风ロ 14。熟料冷却机I的中部开设有高温抽风ロ 15及中温抽风ロ 16，各个抽风ロ之间设置有挡板(未标示)，挡板用于防止不同温度范围的烟气互相串动混合。所述前抽风ロ 13连接一回转窑4。回转窑4用于把粉磨配制好的生料，在回转窑4的高温作用下烧成为熟料。回转窑4烧制的熟料通过前抽风ロ 13送往熟料冷却机I内冷却，熟料冷却机I冷却熟料在进料端12处产生的带热烟气经前抽风ロ 13又进入回转窑4内，为回转窑4提供热空气。回转窑4相对前抽风ロ 13的一端连接窑尾预热器8。窑尾预热器8用于把生料加热，在生料进入回转窑4加热前，生料与回转窑4排出的烟气混合，生料悬浮在热烟气中进行热交換，极大地提高了生料的传热面积和传热效率。在窑尾预热器8内的传热速度快，约20秒内即可使生料从室温迅速升温至75(T800摄氏度，而在一般回转窑里，则需约I小吋。在悬浮状态下，生料粒径愈小，所需时间愈短。窑尾预热器8包括多个漏斗式的下料器81，且在竖直方向呈梯级布置，如此，生料自上而下，高温气体自下而上，从而可对生料充分加热。回转窑4所需的生料通过ー送料系统40输送，送料系统40包括粉碎机41、磨料机42、筛料机43、及提升机44。粉碎机41将原料粉碎并送至磨料机42，磨料机42将原料进ー步磨碎，筛料机43将磨碎后的原料筛选并将原料送至提升机44，提升机44将原料送至窑尾预热器8的顶部。在磨料过程中，磨料产生的烟气经筛料机43、一第一除尘器45、一第ー风机46,由第一烟窗47排出。回转窑4顶部排出的烟气从所述窑尾锅炉3顶部进入，从窑尾锅炉3底部排出。该窑尾锅炉3用于将回转窑4产生的带热烟气加以利用以产生蒸汽。窑尾锅炉3为立式结构，自然循环，单压设计。窑尾锅炉3包括第一蒸发器32、第一过热器33、以及第ー汽包34等。所述第一蒸发器32用于通过与烟气的热交換，产生饱和蒸汽。所述第一过热器33为用于将饱和蒸汽变成过热蒸汽的加热设备，通过对蒸汽的再加热，提高其过热度(温度之差)，提高其単位エ质的做功能力。第一汽包34是エ质加热、蒸发、过热三过程的连接枢纽，内部设有汽水分离装置和连续排污装置，保证锅炉蒸汽品质，保证锅炉正常的水循环。烟气经过窑尾锅炉3内的第一蒸发器32、第一过热器33、第一汽包34作用，且结合给水系统6给水，进入窑尾锅炉3的烟气与水传热而产生蒸汽，该蒸汽从第一过热器33出来后进入到一汇集点35。传热后的烟气从窑尾锅炉3底部排出，通过一第二风机36进入磨料机42以及一增湿塔37，进入磨料机42的烟气以供烟气的余热进一步利用；进入增湿塔37的烟气以通过增湿塔37降温、降尘以适应第一除尘器45的除尘要求。进入磨料机42以及一增湿塔37的烟气汇集经第一除尘器45、第一风机46，由第一烟窗47排出。所述高温抽风口 15抽出的烟气温度一般在400°C _500°C，高温抽风口 15与窑头锅炉5底部的第一进气口 501连接。中温抽风口 16抽出的烟气温度一般在350°C -390°C,中温抽风口 16通过与窑头锅炉5底部的第二进气口 502连接。从第一进气口 501进入的烟气经过一高温过热器503往下进入窑头锅炉5内的沉降室504，从第二进气口 502进入的烟气往下直接进入沉降室504与第一进气口 501进-入的烟气混合。通过适当地设置高温过热器503受热面的大小，使得经过高温过热器503吸热后的从第一进气口 501进入的烟气温度与从第二进气口 502进入的烟气的温度近似或相等。该窑头锅炉5为立式结构，包括省煤器51、第二蒸发器52、第二过热器53、第二汽包54等。所述省煤器51为一组受热面，用于对锅炉给水进行预热，提高给水温度，避免给水进入第一汽包34后，冷热温差过大，产生过大热应力对第一汽包34安全形成威胁，同时也避免第一汽包34水位波动过大，造成自动控制困难。一方面最大限度地利用余热，降低排烟温度，另一方面，给水预热后形成高温高压水，作为第一蒸发器32产生饱和蒸汽的热源。窑头锅炉5的第二过热器53与窑尾锅炉3的第一过热器33的出口通过管道结于所述汇集点35，汇集点35的出口通过管道与高温过热器503的进口相接，高温过热器503的出口通过管道与所述汽轮机7相接。经过沉降室504后的烟气，在窑头锅炉5内从下往上依次经第二过热器53、第二蒸发器52、省煤器51从窑头锅炉5的顶部排出，然后经一第二除尘器71、一第三风机72,由一第二烟窗73排出。窑头锅炉5与窑尾锅炉3的给水由给水系统6提供。给水系统6的一给水泵63将水打到窑头锅炉5的省煤器51加热后分两路，一路进入窑头锅炉5的第二汽包54，另一路进入窑尾锅炉3的第一汽包34，第二汽包54和第一汽包34内的水通过自然循环方式各自经第二蒸发器52、32吸气沸腾后到达各自的第二汽包54、34从第二汽包54和第一汽包34分离出来的饱和蒸汽经各自的第二过热器53、33后，变成过热蒸汽，通过设第二过热器53,33的受热面大小，可以从窑头锅炉5的第二过热器53出来的蒸汽和从窑尾锅炉3的第一过热器33出来的蒸汽温度接近或相同，两股温度相同的过热蒸汽在汇集点35汇集后进入高温过热器503在进行过热，过热后送到汽轮机7膨胀作功，汽轮机7作功后形成的水滴进入给水系统6。给水系统6包括凝汽器61、热水井62、凝结水泵(图未示)、真空除氧器(图未示)、所述给水泵63、循环泵64以及冷却塔65等；汽轮机7膨胀作功后，乏汽排至凝汽器61，乏汽在凝汽61中凝结成水后，汇入热水井62，然后由凝结水泵送往真空除氧器，再经给水泵63泵入窑头锅炉5、窑尾锅炉3循环使用。在凝汽器61工作时，循环泵64将一水池66中的冷却水打入凝汽器61后，再排往冷却塔65进行冷却，经过冷却的水最后回到水池66中循环利用。本改进型水泥工业用余热发电系统通过在熟料冷却机I中部开设一高温抽风口15及一中温抽风ロ 16，通过调节各抽风ロ的风门来调节烟气流量，提高热烟气的利用率，増加系统换热效率与稳定性。通过将烟气在从窑头锅炉5的底部送入，在进入窑头锅炉5前可取消设置沉降室，利用窑头锅炉5的底部进风，烟气自下而上的方式，可将烟气中的固体颗粒含量降低70%左右，可减轻对窑头锅炉5的磨损。窑头锅炉5与窑尾锅炉3共用一个省煤器及ー个高温过热器503，提高系统的经济性。另外，由于从窑头锅炉5的第二过热器53出来的蒸汽和从窑尾锅炉3的第一过热器33出来的蒸汽是先混合再进ー步加热，混合时蒸汽温度接近或相同，因此减少或避免了熵增现象，汽轮机7进ロ过热蒸汽的温度和流量也得到了提高，从而增加了发电能力。 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种改进型水泥エ业用余热发电系统，包括熟料冷却机、窑尾锅炉、窑头锅炉、以及汽轮机，窑尾锅炉包括第一蒸发器、第一过热器、以及第ー汽包，窑头锅炉包括省煤器、第二蒸发器、第二过 热器、以及第ニ汽包，熟料冷却机具有前抽风ロ及尾抽风ロ，前抽风ロ连接窑尾锅炉，尾抽风ロ以直接排出尾部烟气，其特征在于熟料冷却机中部开设有一高温抽风ロ及一中温抽风ロ，熟窑头锅炉与窑尾锅炉共用一省煤器及一高温过热器，通过省煤器分别向窑头锅炉与窑尾锅炉输送预热水，所述熟料冷却机产生的烟气分别从高温抽风ロ及中温抽风ロ散出后从窑头锅炉的底部分别进入窑头锅炉，高温抽风ロ的烟气经高温过热器处理后与中温抽风ロ的烟气混合，该混合的烟气经第二蒸发器、第二过热器、以及第二汽包作用后形成蒸汽进入ー汇集点，熟料冷却机产生的烟气同时通过前抽风ロ送至窑尾锅炉，在窑尾锅炉内的烟气经第一蒸发器、第一过热器、以及第ー汽包作用后形成蒸汽进入所述汇集点，所述汇集点的蒸汽经过所述高温过热器作用后进入汽轮机，以供汽轮机作功。
2.根据权利要求I所述的改进型水泥エ业用余热发电系统，其特征在于所述高温过热器设置在所述窑头锅炉内，所述高温抽风ロ与窑头锅炉底部的第一进气ロ连接，从第一进气ロ进入的烟气经过所述高温过热器往下进入窑头锅炉内的沉降室。
3.根据权利要求2所述的改进型水泥エ业用余热发电系统，其特征在于所述中温抽风ロ与窑头锅炉底部的第二进气ロ连接，从第二进气ロ进入的烟气直接进入沉降室与第一进气ロ进入的烟气混合。
4.根据权利要求3所述的改进型水泥エ业用余热发电系统，其特征在于经过所述高温过热器吸热后的从第一进气ロ进入的烟气温度与从第二进气ロ进入的烟气的温度近似或相等。
5.根据权利要求3所述的改进型水泥エ业用余热发电系统，其特征在于所述前抽风ロ连接一回转窑，回转窑相对前抽风ロ的一端连接窑尾预热器。
6.根据权利要求5所述的改进型水泥エ业用余热发电系统，其特征在于所述回转窑顶部排出的烟气从所述窑尾锅炉顶部进入，从窑尾锅炉底部排出。
7.根据权利要求6所述的改进型水泥エ业用余热发电系统，其特征在于所述沉降室后的烟气，在窑头锅炉内从下往上依次经第二过热器、第二蒸发器、省煤器从窑头锅炉的顶部排出，然后经ー除尘器、ー风机，由ー烟窗排出。
8.根据权利要求I所述的改进型水泥エ业用余热发电系统，其特征在于所述回转窑所需的生料通过ー送料系统输送，送料系统包括粉碎机、磨料机、筛料机、及提升机，粉碎机将原料粉碎并送至磨料机，磨料机将原料进ー步磨碎，筛料机将磨碎后的原料筛选并将原料送至提升机，提升机将原料送至窑尾预热器的顶部。
9.根据权利要求I所述的改进型水泥エ业用余热发电系统，其特征在于所述窑头锅炉与窑尾锅炉的给水由ー给水系统提供，给水系统包括凝汽器、热水井、凝结水泵、真空除氧器、给水泵、循环泵以及冷却塔。
10.根据权利要求I所述的改进型水泥エ业用余热发电系统，其特征在于所述窑头锅炉与窑尾锅炉均为立式结构。
全文摘要
本发明公开一种改进型水泥工业用余热发电系统，包括熟料冷却机、窑头锅炉、窑尾锅炉、以及汽轮机，窑头锅炉与窑尾锅炉均包括蒸发器、过热器以及汽包，熟料冷却机产生的烟气分别输往窑头锅炉与窑尾锅炉，窑头锅炉与窑尾锅炉均采用立式结构，窑头锅炉与窑尾锅炉共用一个省煤器及一个高温过热器。通过省煤器分别向窑头锅炉与窑尾锅炉输送预热水，通过高温过热器以对窑头锅炉与窑尾锅炉的蒸汽温度调节使输入汽轮机的蒸汽温差不大或相同。本余热发电系统占地小，布置方便，锅炉热效率高，窑头锅炉的磨损小，系统经济。
文档编号F01K11/02GK102865746SQ20111018511
公开日2013年1月9日 申请日期2011年7月4日 优先权日2011年7月4日
发明者宋纪元 申请人:广东开能环保能源有限公司