一种余热锅炉及利用余热锅炉的高效回收发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种余热锅炉及利用余热锅炉的高效回收发电系统，其中余热锅炉包括预热锅炉炉膛，预热锅炉炉膛上部设有高温烟气进口，预热锅炉炉膛内由上至下依次布置有过热器、蒸发器和省煤器；与过热器平行布置有再热器；锅炉给水连接省煤器，省煤器上联箱连接汽包，锅炉给水进入省煤器加热，经省煤器上联箱从进水管泵入汽包；汽包中的水在下降管下降，下降管连接蒸发器下联箱进入蒸发器内换热，蒸发器上联箱连接上升管至汽水分离器；汽包饱和蒸汽出口连接过热器下联箱，过热器上联箱出口连通主蒸汽管道。本发明专利技术克服传统余热锅炉积灰严重，磨损严重的固有缺陷以及热膨胀性和适应性的限制，避免了温差夹点，实现了热能的安全高效回收。

【技术实现步骤摘要】
一种余热锅炉及利用余热锅炉的高效回收发电系统
本专利技术属于余热锅炉
，具体涉及一种高效回收利用余热锅炉发电系统。
技术介绍
利用各种废气的显热和废弃物焚烧后余热为热源的锅炉称为余热锅炉，又称废热锅炉。在传统的余热锅炉发电系统中，余热锅炉主体进行锅炉给水的加热加压处理，汽轮机实现蒸汽做功，完成热功转换带动发电机发电。常见的余热锅炉一般采用烟管换热，其金属受热面最低壁面温度与热流体排放温度之间大致处于一种倍数关系。在余热锅炉设计中，如何合理的划分温度区段，是合理布置余热锅炉受热面，以及最大限度利用余热的基础。国家提倡大力发展余热利用，节能减排，对保护能源，提高人类生存环境的质量都起到积极的作用。公告号CN101571280A的技术公开了一种余热锅炉的蒸汽发电系统，它包括从前道到后道依次排列的烧结余热锅炉系统(2)、蒸汽匹配系统(3)、煤气过热锅炉系统(4)和汽轮发电机组系统(5)。这种余热锅炉的蒸汽发电系统将通入余热锅炉高温烟气进行回收利用，产生的饱和蒸汽通入煤气锅炉形成过热蒸汽，过热蒸汽再通入汽轮机中进行高效发电，从而有效地利用了烟气的余热，避免了能源浪费，降低了生产成本。公告号CN204943433U的技术公开一种利用高温烟气回收余热产生蒸汽发电的余热锅炉，采用单锅筒横置式结构，烟气进口处设置膜式水冷壁系统，膜式水冷壁系统通过高温过热器和低温过热器与蒸发管束相连，蒸发管束依次通过高温省煤器、中温省煤器和低温省煤器与烟气出口相连，高温省煤器通过锅筒与膜式水冷壁系统相连，膜式水冷壁系统包括前膜式壁、后膜式壁、侧膜式壁和进烟口膜式壁，前膜式壁和后膜式壁之间连接一个上升管。本技术具有结构紧凑、热回收效率高、运行可靠、节能环保的特点，密封性好，彻底解决了锅炉漏风问题，大大提高了锅炉蒸汽产量，充分回收余热，降低了发电成本，提高了经济效益，热效率86%以上，可应用于碳素、玻璃窑、焦化等行业的余热回收利用。公告号CN205578050U的技术涉及一种余热锅炉的蒸汽发电系统，其特征在于：它包括从前道到后道依次排列的烧结余热锅炉系统(2)、蒸汽匹配系统(3)、煤气过热锅炉系统(4)和汽轮发电机组系统(5)。这种余热锅炉的蒸汽发电系统将通入余热锅炉高温烟气进行回收利用，产生的饱和蒸汽通入煤气锅炉形成过热蒸汽，过热蒸汽再通入汽轮机中进行高效发电，从而有效地利用了烟气的余热，避免了能源浪费，降低了生产成本。公告号CN208983326U的技术公开了一种自身除氧亚临界干熄焦余热锅炉，包括炉膛、转向室、水冷壁式吊挂管、除氧器和高压锅筒，炉膛里由下向上依次设置有给水加热器、低压蒸发器、高压省煤器、高压鳍片管蒸发器、高压光管蒸发器、低温过热器、再热器和高温过热器。采用本技术后，高温过热器出口过热蒸汽压力可达到17.4～17.8MPa，温度可达到571±5℃，相同烟气量时发电量比现有的高温高压干熄焦余热锅炉高约5%，节省了外供蒸汽及其配套设备，大幅降低整个工程的投资和运行费用，结构更紧凑，占地更少。但是上述技术方案在预热锅炉的设计上，存在温度区段划分不合理；在整个预热锅炉发电系统的设计上，存在系统布置不合理；从而影响热能的安全高效回收。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高效回收利用余热锅炉发电系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种余热锅炉，包括预热锅炉炉膛，所述预热锅炉炉膛上部设有高温烟气进口，预热锅炉炉膛内由上至下依次布置有过热器、蒸发器和省煤器；与过热器平行布置有再热器，处于锅炉上端；高温烟气进入预热锅炉炉膛后分别与过热器、再热器、蒸发器和省煤器发生热交换；锅炉给水连接省煤器，汇集在省煤器下联箱进入省煤器内换热，省煤器上联箱连接汽包，锅炉给水进入省煤器加热，经省煤器上联箱从进水管泵入汽包；汽包水出口连接下降管，汽包中的水在下降管下降，下降管连接蒸发器下联箱进入蒸发器内换热，蒸发器上联箱连接上升管至汽水分离器；汽包饱和蒸汽出口连接过热器下联箱，过热器上联箱出口连通主蒸汽管道。所述高温烟气进口与恩德炉工序排气连接。所述预热锅炉炉膛处设有膜式水冷壁。一种利用余热锅炉的高效回收发电系统，包括所述的余热锅炉，还包括：汽轮机、发电机、凝汽器、汽轮机抽汽管道、凝结水泵、高压凝结水泵、低压加热器、给水泵、高压加热器和软水加热器；主蒸汽管道中的过热蒸汽进入汽轮机推动汽轮机做功，完成热功转换带动发电机发电；汽轮机连接有汽轮机再热蒸汽管道，汽轮机再热蒸汽管道抽取汽轮机中低压蒸汽送入再热器换热，形成的压力蒸汽送回汽轮机相应的压力级膨胀做功；汽轮机连接有多路汽轮机抽汽管道，多路汽轮机抽汽管道分成两路，分别为一管路和二管路；一管路中蒸汽与高压加热器换热后汇集于二管路；二管路连接低压加热器进行热交换后形成凝结水汇入凝结水管路；凝汽器连接汽轮机的乏汽出口，凝汽器凝结乏汽形成凝结水，进入凝结水管路；凝结水管路分为两路，分别连接低压凝结水泵和高压凝结水泵；低压凝结水泵出口依次连接低压加热器、给水泵和高压加热器换热后连通余热锅炉给水管道；高压凝结水泵提升凝结水压力至锅炉给水压力，连接软水加热器被锅炉尾部工序排气加热，然后连接余热锅炉给水管道。还包括恩德炉，主蒸汽管道中的过热蒸汽分成两路，主路进入汽轮机推动汽轮机做功，另一路通至恩德炉用作气化剂参与水煤气气化反应循环利用。还包括压力容器，锅炉尾部工序排气经软水加热器换热冷却达到既定温度后，加压储存至压力容器。所述软水加热器排气侧受热面采用扩展式受热面。本专利技术的有益效果是：本专利技术的余热锅炉采用立式结构，高温烟气由余热锅炉上端向下端运输与换热设备依次换热，并在底端对排气中大量灰尘进行收集于落灰口装置；高温烟气的进气方式实现余热锅炉换热装置的自吹扫特点，克服传统余热锅炉积灰严重问题，具备更强的适应性和更大的应用空间。本专利技术的余热锅炉克服传统余热锅炉积灰严重，磨损严重的固有缺陷以及热膨胀性和适应性的限制，利用烟气流动，实现自吹扫的作用，解决各级受热面的沾灰现象，提高受热面的传热性能，避免了温差夹点，实现了热能的安全高效回收。高温烟气与循环工质换热方式都是采用逆向流动换热方式，在强化换热的同时尽可能的提升换热效率；控制低压凝结水泵和高压凝结水泵，严格调控凝结水流量使得高压和低压加热器中汽轮机抽汽温降与凝结水温升恒等，并保证汽轮机抽汽形成疏水；与高压凝结水泵连接的软水加热器工序排气侧受热面采用扩展式受热面强化传热，保障恩德炉工序排气降温到既定温度便于收集。附图说明图1是本专利技术的系统示意图。图中各部件的附图标记：1—余热锅炉炉膛；2—余热锅炉给水管道；3—省煤器；4—蒸发器；5—过热器；6—汽包；7—汽水分离器；8—再热器；9—主蒸汽管道；10—汽轮机；11—发电机；12—汽轮机再热蒸汽管道；13—乏汽管道；14—凝汽器；15—汽轮机抽汽管道；16—恩德炉发生器；17—低压凝结水泵；18—高压凝结水泵；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种余热锅炉，包括预热锅炉炉膛，其特征在于：所述预热锅炉炉膛上部设有高温烟气进口，预热锅炉炉膛内由上至下依次布置有过热器、蒸发器和省煤器；与过热器平行布置有再热器，处于锅炉上端；高温烟气进入预热锅炉炉膛后分别与过热器、再热器、蒸发器和省煤器发生热交换；/n锅炉给水连接省煤器，汇集在省煤器下联箱进入省煤器内换热，省煤器上联箱连接汽包，锅炉给水进入省煤器加热，经省煤器上联箱从进水管泵入汽包；汽包水出口连接下降管，汽包中的水在下降管下降，下降管连接蒸发器下联箱进入蒸发器内换热，蒸发器上联箱连接上升管至汽水分离器；汽包饱和蒸汽出口连接过热器下联箱，过热器上联箱出口连通主蒸汽管道。/n

【技术特征摘要】
1.一种余热锅炉，包括预热锅炉炉膛，其特征在于：所述预热锅炉炉膛上部设有高温烟气进口，预热锅炉炉膛内由上至下依次布置有过热器、蒸发器和省煤器；与过热器平行布置有再热器，处于锅炉上端；高温烟气进入预热锅炉炉膛后分别与过热器、再热器、蒸发器和省煤器发生热交换；
锅炉给水连接省煤器，汇集在省煤器下联箱进入省煤器内换热，省煤器上联箱连接汽包，锅炉给水进入省煤器加热，经省煤器上联箱从进水管泵入汽包；汽包水出口连接下降管，汽包中的水在下降管下降，下降管连接蒸发器下联箱进入蒸发器内换热，蒸发器上联箱连接上升管至汽水分离器；汽包饱和蒸汽出口连接过热器下联箱，过热器上联箱出口连通主蒸汽管道。


2.根据权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于：所述高温烟气进口与恩德炉工序排气连接。


3.根据权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于：所述预热锅炉炉膛处设有膜式水冷壁。


4.一种利用余热锅炉的高效回收发电系统，其特征在于：包括权利要求1-3任一项所述的余热锅炉，还包括：汽轮机、发电机、凝汽器、汽轮机抽汽管道、凝结水泵、高压凝结水泵、低压加热器、给水泵、高压加热器和软水加热器；
主蒸汽管道中的过热蒸汽进入汽轮机推动汽轮机做功，完成热功转换带动发电机发电；
汽轮机连接有汽轮机再热蒸汽管道，汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国喜，王为术，邵利军，王健滨，李全功，赵建勋，张景尧，李建宾，王仲强，刘锋，
申请(专利权)人：河南省锅炉压力容器安全检测研究院，华北水利水电大学，郑州中鼎锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41