水泥窑纯中低温余热发电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种水泥窑使用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纯中低温余热发电系统的改进，该系统所利用的废气余热温度较高，可生产更高压力温度等级的蒸汽和热水，能够大幅度提高余热发电能力。提供的技术方案是：水泥窑纯中低温余热发电系统，包括气轮机、发电机、ＡＱＣ炉、ＳＰ炉或ｐＨ炉，窑头熟料冷却机的顶板上所设置的靠近出料端部位的抽废气口和靠近进料端部位的抽废气口通过管道与ＡＱＣ炉相通；水泥窑窑尾的Ｃ２级旋风筒中还设置一蒸汽过热器；冷却机顶板内腔设置有废气挡板。废气管道的下端口还连接有Ｃ２级旋风筒内筒，蒸汽过热器中的部分管道设置该内筒的外圆周表面并悬于其下端口以下部位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纯中低温余热发电系统，尤其是配套水泥窑使用的纯中低温余热发电系统。
技术介绍
现有的较为成熟的三种水泥窑纯中低温余热发电系统，分别是图1所示的不补汽式纯中低温余热发电系统、图2所示的复合闪蒸补汽式纯中低温余热发电系统以及图3所示的多压补汽式纯中低温余热发电系统。这三种系统的共同特点是1、仅在水泥窑窑头熟料冷却机中部设一个抽取冷却机废气的抽废气口H，根据水泥窑规模的不同，抽取的废气温度在250～400℃范围内。利用抽取的废气设置窑头熟料冷却机余热锅炉(简称AQC炉)，AQC炉生产0.8～1.6Mpa-饱和温度～360℃的蒸汽或同时生产0.1～0.5Mpa-饱和温度至180℃的低压低温蒸汽、85～200℃的热水。2、仅利用水泥窑窑尾预热器提出的250～400℃废气余热设置窑尾预热器余热锅炉(简称SP炉或PH炉)，SP炉生产0.8～1.6Mpa-饱和温度至360℃的蒸汽。3、将AQC炉、SP炉生产的0.8～1.6MPa蒸汽及AQC炉生产的0.1～0.5Mpa蒸汽或AQC炉生产的85～200℃热水经闪蒸器Z生产出的0.1～0.5MPa蒸汽通入汽轮机Q再由汽轮机带动发电机F发电。这三种系统共同存在的主要问题是一、窑头熟料冷却机自冷却机进料端(热端)至出料端(冷端)，在不影响水泥窑熟料热耗及水泥窑生产的条件下，冷却机可排掉的废气温度是自热端起的600℃以线性关系逐渐下降至冷料端的55℃。因此，若仅在冷却机中部抽取废气，则是将热端的中高温废气与冷端低温废气混合后形成了250℃～400℃废气。由于废气温度的限制，AQC炉仅能生产低压低温蒸汽及热水。这种抽取废气的取热方式没有遵循热量应根据其温度进行梯级利用的原理。二、窑尾预热器系统中，在不影响水泥窑熟料热耗及水泥窑生产的条件下，可利用的废气余热有两部分第一部分为预热器系统最终排出的(即C1级旋风筒出口)250～400℃废气；第二部分为C2级旋风筒内筒至C1级旋风筒入口的450～600℃废气中水泥生产允许的20～25℃温度降所含有的废气热量。由于没有利用第二部分废气热量，加之第一部分预热器系统最终排出的废气温度限制，SP炉同样只能生产低压低温蒸汽。三、上述两个问题导致前述的水泥窑纯中低温余热发电系统其一，余热只能生产低压低温蒸汽；其二，热力循环系统只能采用低压低温参数；其三，水泥窑生产系统中窑头熟料冷却机及窑尾预热器可用于发电的部分400～600℃中高温废气没有得到有效利用；前述的三个因素，使在不增加水泥熟料热耗的条件下，水泥窑废气余热发电能力未能得到充分发挥，即余热发电量不能达到应该达到的水平。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种水泥窑纯中低温余热发电系统的改进，该系统应能克服上述
技术介绍
的不足，所利用的废气余热温度较高，可生产更高压力温度等级的蒸汽和热水，用于余热发电后，能够大幅度提高余热发电能力。本专利技术提供的技术方案是水泥窑纯中低温余热发电系统，包括气轮机、发电机、AQC炉、SP炉或PH炉，窑头熟料冷却机的顶板上设置的抽废气口通过管道与所述的AQC炉相通，所述的抽废气口分别是靠近出料端部位的抽废气口和靠近进料端部位的抽废气口，水泥窑窑尾的C2级旋风筒中还设置一由金属管道弯接组合而成的蒸汽过热器，该蒸汽过热器设置在所述的旋风筒出口废气管道下端的外圆周表面，并且其两个接口分别通过蒸汽输入管道以及蒸汽输出管道与所述的SP炉或PH炉相通。所述的抽废气口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。所述的废气管道的下端口连接有C2级旋风筒内筒，蒸汽过热器设置在该内筒的外圆周表面以及C2旋风筒出口废气管道下端的外圆周表面。所述的蒸汽过热器中的部分管道悬于所述的C2旋风筒内筒的下端口以下部位。本专利技术能够取得的技术效果是在不影响水泥熟料热耗及水泥窑生产的条件下，其一，余热可以同时生产次中压或中压饱和温度至450℃的过热蒸汽、0.1～0.5Mpa饱和温度至180℃的低压低温蒸汽、85～200℃热水；其二，热力循环系统可以采用次中压中温或中压中温参数，提高了热力循环系统效率；其三，充分利用了水泥窑不同废气温度的余热，并按废气余热温度分布实现了热量应根据其温度进行梯级利用的原理；其四，前述的三个因素，本专利技术使水泥窑废气余热最大限度地转换成为电能，余热发电能力与现有的水泥窑纯中低温余热发电技术相比提高15-30％以上。附图说明图1是现有的不补汽式纯中低温余热发电系统示意图。图2是现有的复合闪蒸补汽式纯中低温余热发电系统示意图。图3是现有的多压补汽式纯中低温余热发电系统示意图。图4是本专利技术的废气取热系统示意图。图5是图4中的窑头冷却机取热结构的放大示意图。图6是图4中的窑尾取热结构示意图。图7是图6中的C2级旋风筒位置的主视结构示意图。图8是图6中的C2级旋风筒位置的俯视结构示意图。图9是本专利技术的不补汽式纯中低温余热发电系统之一示意图。图10是本专利技术的不补汽式纯中低温余热发电系统之二示意图。图11是本专利技术的不补汽式纯中低温余热发电系统之三示意图。图12是本专利技术的不补汽式纯中低温余热发电系统之四示意图。图13是本专利技术的不补汽式纯中低温余热发电系统之五示意图。图14是本专利技术的不补汽式纯中低温余热发电系统之六示意图。图15本专利技术的复合闪蒸补汽式纯中低温余热发电系统之一示意图。图16本专利技术的复合闪蒸补汽式纯中低温余热发电系统之二示意图。图17本专利技术的复合闪蒸补汽式纯中低温余热发电系统之三示意图。图18本专利技术的复合闪蒸补汽式纯中低温余热发电系统之四示意图。图19本专利技术的复合闪蒸补汽式纯中低温余热发电系统之五示意图。图20本专利技术的复合闪蒸补汽式纯中低温余热发电系统之六示意图。图21本专利技术的多压补汽式纯中低温余热发电系统之一示意图。图22本专利技术的多压补汽式纯中低温余热发电系统之二示意图。图23本专利技术的多压补汽式纯中低温余热发电系统之三示意图。图24本专利技术的多压补汽式纯中低温余热发电系统之四示意图。图25本专利技术的多压补汽式纯中低温余热发电系统之五示意图。图26本专利技术的多压补汽式纯中低温余热发电系统之六示意图。图27是不带余热发电的水泥窑系统示意图。具体实施例方式如图27所示，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，降温至220℃左右后通过冷却机废气排放口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。原自窑尾预热器系统(C1级旋风筒出口V)最终排出的250～400℃的废气仍作利用。同时，本专利技术所作的改进是(见图4)一、改变窑头熟料冷却机抽取废气方式，即在靠近冷却机进料端4(热端)设置一抽取400～600℃废气的抽废气口18，同时在靠近冷却机出料端7(冷端)设置一抽取250～400℃废气的抽废气口17。根据废气温度利用AQC炉生产1.6～3.82Mpa次中压或中压饱和温度至450℃的过热蒸汽也可同时生产0.1～0.5Mpa饱和温度至180℃的低压低温蒸汽、85～200℃热水。具体结构如图4、图5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5的1350~1400℃熟料本文档来自技高网...

【技术保护点】
水泥窑纯中低温余热发电系统，包括汽轮机、发电机、ＡＱＣ炉、ＳＰ炉或ＰＨ炉，窑头熟料冷却机的顶板上设置的抽废气口通过管道与所述的ＡＱＣ炉相通，其特征在于所述的抽废气口分别是靠近出料端部位的抽废气口（１７）和靠近进料端部位的抽废气口（１８），水泥窑窑尾的Ｃ２级旋风筒中还设置一由金属管道弯接组合而成的蒸汽过热器，该蒸汽过热器设置在所述的旋风筒内废气管道（２７）下端的外圆周表面，并且其两个接口（３２）、（３３）分别通过蒸汽输入管道以及蒸汽输出管道与所述的ＳＰ炉或ＰＨ炉相通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐金泉，常子冈，
申请(专利权)人：唐金泉，常子冈，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]