一种水泥余热回收系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种水泥余热回收系统，包括窑头余热锅炉（１）、窑尾余热锅炉（２）和汽轮机（４）在所述的水泥余热回收系统中，设闪蒸器（３），所述的闪蒸器（３）上设热水入口（２０）、蒸汽出口（２１）和热水出口（２２），并依次分别与所述的锅炉（１、２）、汽轮机（４）及锅炉给水管道（２５）连接。本实用新型专利技术充分回收利用了锅炉低位热能，提高了锅炉热效率，保证余热发电系统能够安全稳定运行，提高了相对窑运转率；通过给水的闪蒸，生产出饱和蒸汽，导入汽轮机辅助做功，实现了汽轮机补汽，提高了汽轮机的做功效率，从而提高了发电系统的热量回收总效率。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于热工动力的
，涉及工业余热利用锅炉及汽轮机发 电技术，更具体地说，本技术涉及一种水泥余热回收系统。技术背景开发和应用水泥余热回收技术，是水泥行业节能减排的重要举措。在纯低 温水泥余热发电技术研发过程中，热力系统的设计是非常关键的环节，不仅关 系到系统设计对水泥余热的回收效率上，而且关系到系统设计能否适应水泥窑 系统工况波动的影响，具备长期稳定运行的技术条件。目前，在常用的水泥余热回收的系统的公知技术中，有单压热力系统和双 压热力系统两种。下面结合本说明书附图对上述两种系统的结构、工作原理、特点及存在问 题作简要介绍和分析-一、单压热力系统的技术方案是单压不补汽热力系统如图1所示，窑头、窑尾的余热废气分别通过窑头 余热锅炉l (AQC)、窑尾余热锅炉2 (PH)进行换热，产生过热蒸汽合并后进 入汽轮机4，汽轮机4驱动发电机5运转发电。汽轮机4只有一路进汽，无补汽 口。该热力系统的特点是系统构成简单；其存在的不足是热回收效率低， 发电能力低；系统运行的稳定性差，只能以牺牲热回收效率满足系统的运行。 具体体现在1、 汽轮机无补汽口，以目前常用的水泥生产线的余热发电水平，汽轮机内 效率约下降3.2 4.3%，其发电功率下降300kW 400kW;2、 窑头AQC锅炉换热效率低，出口废气温度高。因为受到锅炉给水量的 限制(蒸汽流量与给水量基本一致)，省煤器段的给水流量明显减少，无法充分的吸收废气余热，造成锅炉出口废气温度高，出力不足；3、该热力系统对水泥窑的适应性不足，当窑头工况较大波动时，由于锅炉 给水流量不能迅速增大以吸收废气热量，引起省煤器出口温度超过给水压力下 的饱和温度，出现给水汽化现象，导致给水受阻，给水流量大幅下降甚至中断， 锅炉因缺水而被迫停炉，危及系统运行的安全性。二、双压热力系统的技术方案是双压补汽热力系统如图2所示，窑头、窑尾的余热废气分别通过窑头余 热锅炉l (AQC)、窑尾余热锅炉2 (PH)进行换热，产生过热蒸汽合并后进入 汽轮机4，汽轮机4驱动发电机5运转发电。与单压系统不同的是窑头(AQC) 锅炉专门设置一组蒸发器和一组低温过热器来产生一定压力和温度的蒸汽，用 于汽轮机补汽，故系统设置两个汽包，以高低两个压力系统的工质分别吸收高 位和低位热能。因此双压系统可以看作是两个单压系统的叠加。双压热力系统 的特点是系统构成复杂，热回收效率较单压系统略高；该系统存在的不足是-结构过于复杂；同样只能以牺牲热回收效率满足系统运行的稳定性。具体体现 在1、 双压热力系统的窑头AQC锅炉结构复杂，受热面过多，有的生产线上 多达5组换热面，造成锅炉体积和重量增加，锅炉风阻增大，管道布置复杂；2、 AQC锅炉及PH锅炉出力降低。由于锅炉蒸发器的换热面积增加，导致 锅炉内部温度场分布不均匀，在废气到达省煤器的时候，温度已经降至比较低 的水平，这样AQC锅炉省煤器出口水温便得不到提高，最终导致AQC锅炉及 PH锅炉过热蒸汽流量的下降；3、 补汽用的蒸汽参数难以稳定。虽然双压锅炉的补汽压力和温度较高，但 由于窑头废气的温度变化范围较大， 一般在设计入炉温度的土40'C 6(rC之间 波动，这种运行工况将导致补汽系统频繁的退出、投入，造成操作繁琐，实际运行效果进一步下降，同时对汽轮机的安全运行造成的影响更大。综上所述，两种现行方案都不能满足水泥余热系统对余热回收效率和系统 工作稳定性的要求。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是提供一种水泥余热回收系统，其目的是提高 系统余热回收效率，确保水泥窑系统和余热发电系统运行的稳定性。本技术的目的是基于在本说明书
技术介绍
部分所述的技术现状，坚持 "以热定电，热尽其用"的设计理念，最大限度的回收水泥余热，不仅提高余 热的回收效率，同时确保水泥窑系统和余热发电系统的长期稳定运行。为了实现上述目的，本技术采取的技术方案为所提供的这种水泥余 热回收系统，包括窑头余热锅炉、窑尾余热锅炉和汽轮机，汽轮机驱动发电机 运转发电，在所述的水泥余热回收系统中，设闪蒸器，所述的闪蒸器上设热水 入口、蒸汽出口和热水出口，并依次分别与所述的锅炉、汽轮机及锅炉给水管 道连接。所述的闪蒸器的结构为密封的圆筒状容器，在所述的水泥余热回收系统中 为竖直设置，所述热水入口设置在闪蒸器筒体的中部，所述的蒸汽出口设置在 闪蒸器筒体的顶部，所述的热水出口设置在闪蒸器筒体的底部。所述的闪蒸器上的在闪蒸器筒体内设闪蒸多孔板，所述的闪蒸多孔板上分 布多个直径细小的通孔，该板将所述的热水入口在闪蒸器筒体内的口部与闪蒸 器的整个容腔隔开。采用单一闪蒸器的系统结构方案所述的热水入口、蒸汽出口和热水出口与锅炉、汽轮机及锅炉给水管道连 接方式为所述的闪蒸器的热水入口与所述的各锅炉的上的汽包换热水管连通; 所述的闪蒸器的蒸汽出口与汽轮机上的蒸汽补汽口连通；所述的热水出口在锅炉给水泵进水口的前方与锅炉给水管连通。所述的汽轮机上的蒸汽补汽口位于汽轮机的汽轮机进汽口与汽轮机排汽口 之间。本技术还提供了上述系统采用的余热回收方法如下锅炉上的省煤器出口的高温高压热水，通过管道及闪蒸器上的热水入口进 入闪蒸器，在通过闪蒸多孔板的小孔后，高温高压热水经节流作用突然进入一 个压力较低的空间，由于该压力低于该热水温度相对应的饱和压力，部分热水 迅速汽化，蒸汽通过闪蒸器顶部的蒸汽出口及管道进入汽轮机的蒸汽补汽口 ， 推动汽轮叶片作功；闪蒸器内腔下部未汽化的和重新凝结的热水相对温度较低， 通过闪蒸器底部的热水出口及管道进入锅炉给水管道，在锅炉给水泵的作用下， 重新返回热力系统，并加热凝结水。采用二级闪蒸器的系统结构方案所述的闪蒸器包括一级闪蒸器和二级闪蒸器，其水汽循环的连接方式为 所述的一级闪蒸器上的热水入口与所述的各锅炉的上的汽包换热水管连通；所 述的一级闪蒸器上的热水出口与二级闪蒸器上的热水入口连通；所述的二级闪 蒸器上的热水出口在锅炉给水泵进水口的前方与锅炉给水管连通；所述的一级 闪蒸器和二级闪蒸器上的蒸汽出口均与汽轮机的蒸汽补汽口连通。所述的汽轮机上的蒸汽补汽口位于汽轮机的汽轮机进汽口与汽轮机排汽口 之间。且一级闪蒸器与第一蒸汽补汽口连通；二级闪蒸器与第二蒸汽补汽口连 通；两个蒸汽补汽口的位置分布为按汽轮机上的汽轮机进汽口、第一蒸汽补汽 口、第二蒸汽补汽口到汽轮机上的汽轮机排汽口的顺序。本技术还提供了上述系统采用的余热回收方法如下锅炉上的省煤器出口的高温高压热水，通过管道及一级闪蒸器上的热水入 口进入一级闪蒸器，在通过闪蒸多孔板的小孔后，高温高压热水经节流作用突然进入一个压力较低的空间，由于该压力低于该热水温度相对应的饱和压力， 部分热水迅速汽化，蒸汽通过一级闪蒸器顶部的蒸汽出口及管道进入汽轮机的 靠近汽轮机进汽口的第一蒸汽补汽口，推动汽轮叶片作功； 一级闪蒸器下部的 未汽化的和重新凝结的热水相对温度较低，通过一级闪蒸器底部的热水出口及 管道进入二级闪蒸器上的热水入口进入二级闪蒸器，在通过闪蒸多孔板的小孔 后，高温高压热水经节流作用突然进入一个压力较低的空间，由于该压力低于 该热水温度相对应的饱和压力，部分热水再次迅速汽化，蒸汽通过二级闪蒸器 顶部的蒸汽出口及管道进入汽轮机上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥余热回收系统，包括窑头余热锅炉（１）、窑尾余热锅炉（２）和汽轮机（４），其特征在于：在所述的水泥余热回收系统中，设闪蒸器（３），所述的闪蒸器（３）上设热水入口（２０）、蒸汽出口（２１）和热水出口（２２），并依次分别与所述的锅炉（１、２）、汽轮机（４）及锅炉给水管道（２５）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：馬埸太希，考传利，赵东亮，陈圆，陈风银，
申请(专利权)人：安徽海螺新型节能设备制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]