本发明专利技术公开了一种带可调节闪蒸系统的余热发电工艺。其优势在于该余热发电系统即使在废烟气温度大幅波动条件下，通过特定曲线控制省煤器出口温度及相关参数，由专家管理系统软件主动控制闪蒸汽量，平衡进入蒸发受热面的水量，使部分省煤器出口的水经闪蒸主动调节装置组合控制器送入闪蒸器，产生的低压饱和闪蒸汽进入汽轮发电机组发电。该余热发电系统利用闪蒸特性，把大的扰动化解为可控制的小的起伏，达到使系统平稳运行的目的，从根本上杜绝因系统不稳定而造成的锅炉解列、停机等现象的发生，从而保证了系统长期平稳运行，提高了实际发电效益。该系统可应用于水泥、冶金、发电等有余热资源的行业，具有广泛的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及余热发电工艺及余热发电系统，尤其涉及带可调节闪蒸 系统的余热发电工艺及余热发电系统。该余热发电系统主动调节闪蒸 量，充分吸收在波动工况下的烟气余热，保持余热发电系统在工艺排烟 温度波动条件下稳定运行。
技术介绍
进入第十一个五年规划以来，各高耗能行业的工艺废烟气余热的利 用已迫切提到日程上来。近年来在水泥、冶金以及部分发电行业改造投 入了大量的新型工艺设备和生产线。但配套的烟气余热利用系统远远未 充分有效开发和利用。在实际应用中，由于工艺过程的特点，工艺余热 烟气的参数大部分是处于波动状态。而且波动幅度经常超出常规余热发 电系统设计的可自调节范围，使余热发电系统不能稳定运行。有的波动 幅度甚至大到使通常的余热发电系统被迫解列和停炉，余热回收的经济 效益无法保证。所以，余热利用不只是简单地设计吸收工艺系统的余热， 更重要是应使系统具有主动调节能力，化解工艺烟气余热不稳定性的影 响，在吸收波动余热的同时，保持余热发电系统能平稳运行，确保余热 回收利用的真正实现。闪蒸技术在世界上早有应用。例如地热发电、核发电等都是利用了 闪蒸技术。但是地热发电和核发电都是利用了 "可控制"的热源来发电。 对于余热发电来说，由于利用的是工艺上的废烟气(废热)，如水泥窑、 冶金窑炉等，所以热源的工况不受发电要求的控制，是随主工艺过程的 需要而变化的。成功的余热发电就应该适应于主工艺工况的变化，能平 稳、充分地利用废热。目前使用的蒸汽轮机发电， 一旦设定了蒸汽轮机，它适用的蒸汽参数就被确定，不能随意变化，允许变化的范围也是有限的。当蒸汽的参 数发生比较大的波动时，会对汽轮机产生损坏，轻则损坏叶片、降低效 率，重则会导致汽轮机的事故。任何的换热设备的设计(包括锅炉)都是有一定的换热条件的，都 是针对一定参数(如烟气的进口温度和出口温度)设计的，都受到热平 衡和传热学的可能性两方面的约束。锅炉设计一旦定型，都只能适应一 定的烟气参数，并在此参数下保证出口蒸汽的参数满足发电用的汽轮机 的需要。所以一个真正能平稳、有效运行的余热发电系统必须具有在烟 气参数波动的变化条件下的适应性。专利号ZL95201251，名称为"中低温余热蒸汽/热水闪蒸复合发电 装置"的专利，提出一种利用闪蒸方法来吸收一部分低品位热能、并以 提高发电出力为目的的余热发电装置，但是该专利并没有认识到利用闪 蒸的特性对废烟气(废热)参数波动的调节作用的功能。恰恰是主动地 适应热源的波动，保持余热发电系统始终稳定正常运行是衡量一个系统 运行成功的关键。也就是说，有了余热吸收系统，但不能保持系统的稳 定，热量多了不行，少了也不行，仅仅在某些工况下可正常运行，只是 以吸收余热为设计目的的闪蒸发电系统，在实际的工艺运行中还达不到 所设想的经济效益。按该专利所设计的水泥窑窑头锅炉设计出水温度为2 2 (TC (烟气温 度25(TC )，在实际运行中，当烟气温度波动到33(TC时(经常发生)， 窑头锅炉省煤器末端产生汽化，使汽包水位调节失效(所谓"汽塞")， 导致窑头炉解列，使发电系统无法正常运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种带可调节闪蒸系统的余热发电工艺方法 和应用该工艺方法的余热发电系统，其利用闪蒸技术对大幅波动的烟气 余热发电系统进行主动调节，在系统(锅炉)吸收大量波动的烟气余热 后，利用闪蒸技术仅产生少量蒸汽的原理，大大减小了对闪蒸余热发电系统的扰动，保证余热发电系统平稳运行。本专利技术的目的通过以下方案实现，本专利技术的带可调节闪蒸系统的余 热发电方法，是根据工艺上废烟气的波动情况对奈热发电系统的闪蒸系 统进行主动调节，减小烟气波动对闪蒸余热发电系统的^尤动，保i正余热 发电系统平稳运行。所述对闪蒸系统进行调节是通过调节在烟气波动情况下进入闪蒸 器的水量，对余热锅炉省煤器进水量进行控制，保证省煤器出口不汽化， 使余热锅炉整体和系统平稳运行。在闪蒸器汽空间通向凝汽器安装调节阀，通过该调节阀按给定条件 进行调节，使进入汽轮机的闪蒸汽量和参数在最合理的范围之内且闪蒸 器不过压，进入汽轮机的二次汽的参数符合汽轮机长期安全运行的要 求。所述对闪蒸系统进行调节的调节参数包括相关的闪蒸器的水位和 热井水位以及汽包水位。本专利技术的带可调节闪蒸系统的多热源(含单热源)余热发电系统， 包括立式锅炉、卧式锅炉、闪蒸器和由汽轮机和发电机组成的汽轮发电机组，所述余热发电系统还包括一进水量主调节阀，安装在闪蒸器的进水管道，控制从余热锅炉的 省煤器进入闪蒸器的过热水；一调节组合控制器，根据余热锅炉省煤器的出口温度调节控制进水 量主调节阀和给水泵，分别控制进入闪蒸器的过热水和进入省煤器的水 量。所述的闪蒸器设有旁路管道，直通汽轮发电机组的凝汽器，旁路管 道上设旁通调节阀，由所述的调节组合控制器控制，保证闪蒸器不过压 运行。本专利技术还提供一种带可调节闪蒸系统的单热源余热发电系统，包括 余热锅炉，该余热锅炉为立式锅炉或卧式锅炉、闪蒸器和由汽轮机和发电机组成的汽轮发电机组，所述余热发电系统还包括一进水量主调节阀，安装在闪蒸器的进水管道，控制从立式锅炉或卧式锅炉的省煤器进入闪蒸器的过热水；一调节组合控制器，根据立式锅炉或卧式锅炉省煤器的出口温度调节控制进水量主调节阀和给水泵，分别控制进入闪蒸器的过热水和进入省煤器的水量。所述的闪蒸器设有旁路管道，直通汽轮发电机组的凝汽器，旁路管 道上设旁通调节阀，由所述的调节组合控制器控制，保证闪蒸器不过压 运行。本专利技术的带可调节闪蒸系统的余热发电工艺，其参数匹配和优化是 以通过调节在烟气波动情况下进入闪蒸器的水量，对余热锅炉省煤器进 水量进行控制，保证省煤器出口不汽化，使余热锅炉整体(蒸发受热面、 过热器)和系统的平稳运行，保证实现闪蒸蒸汽的主动调节的目的。和 一般以吸热闪蒸使发电量最大化为目标的闪蒸系统相比有明显的不同。由于在系统中的主动调节系统是运用了闪蒸原理，系统不只可以充 分吸收低温烟气的热量，还可以充分吸收在烟气温度大幅波动情况下的 烟气热量，对于没有腐蚀性烟气利用后的烟气排烟温度可降至9(TC左 右。由于余热发电系统的闪蒸系统是利用了主动调节系统，以调节系统 适应性为目的，所以选择较低的闪蒸压力就可以满足调节功能，因此也 降低了厂用电率。正确的主蒸汽参数和闪蒸蒸汽参数的匹配和组合，同样可以保证高 的发电出力(同时满足闪蒸主动调节的需要)。本系统使闪蒸汽轮机有了更安全的运行环境，使运用闪蒸蒸汽的汽 轮才几的成本更低。附图说明图1是带可调节闪蒸系统的多热源的余热发电工艺系统示意图； 图2是带可调节闪蒸系统和以立式锅炉为单热源的奈热发电工艺系统 示意图3是带可调节闪蒸系统和以卧式锅炉为单热源的余热发电工艺系统 示意图。其中1 立式锅炉2省煤器3 蒸发受热面4过热器5汽包6卧式锅炉7省煤器8蒸发受热面9 过热器10循环水泵11 汽包12闪蒸器13 汽轮机14发电机15 凝汽器16凝结水泵17 给水泵18调节组合控制器19 进水量主调节阀20闪蒸器旁通调节阀具体实施例方式本专利技术的带可调节闪蒸系统的余热发电工艺主要是围绕闪蒸器为 中心的主动调节。按照经过计算的比例关系，设定去闪蒸器水量调节阀 的最大开度和最小开度，通过调节闪蒸器进口的水量来控制省煤本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带可调节闪蒸系统的余热发电方法，其特征在于，根据工艺上废烟气的波动情况对余热发电系统的闪蒸系统进行主动调节，减小烟气波动对闪蒸余热发电系统的扰动，保证余热发电系统平稳运行。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：隋元春，姚源，
申请(专利权)人：华效资源有限公司，
类型：发明
国别省市：11[]
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