一种污泥干化焚烧发电一体化系统技术方案

本实用新型专利技术属于污染物资源化处理技术领域，涉及一种污泥干化焚烧发电一体化系统，包括污泥干化机、污泥焚烧炉、余热锅炉、背压式汽轮机和发电机，所述背压式汽轮机上设有蒸汽进口和蒸汽出口，所述蒸汽进口连接外来蒸汽，所述蒸汽出口通过蒸汽管线依次串联污泥干化机、污泥焚烧炉和余热锅炉，并由余热锅炉回到蒸汽进口或蒸汽出口形成蒸汽循环，所述发电机通过背压式汽轮机带动进行发电，能够将蒸汽进口进入的过热蒸汽降低至合适参数后由蒸汽出口送出。本实用新型专利技术可以单独利用外来蒸汽或同时利用外来蒸汽与余热过滤蒸汽的过热度来发电，减少了减温减压过程中的能量损失，利用部分蒸汽热能获得高品位的电能，具有良好的节能收益及经济收益。

【技术实现步骤摘要】
一种污泥干化焚烧发电一体化系统
本技术属于污染物资源化处理
，具体涉及一种污泥干化焚烧发电一体化系统。
技术介绍
根据《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》(建城[2009]23号)的有关要求，污泥处理处置的总体目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化，鼓励回收和利用污泥中的能源和资源，在安全、环保和经济的前提下实现污泥的处理处置和综合利用。经济较为发达的大中城市，可采用污泥焚烧工艺。鼓励采用干化焚烧的联用方式，提高污泥的热能利用效率；在有条件的地区，鼓励污泥作为低质燃料在火力发电厂焚烧炉、水泥窑或砖窑中混合焚烧。污泥耦合燃煤发电燃烧或者独立燃烧技术符合产业政策。但是，常规从污水处理厂经机械干化的污泥含水率高达80％左右，且热值极低，低位发热量为负值，不能够满足稳定燃烧的条件，需要干化至40-60％的含水率时才能燃烧。根据相关政策要求，推荐干化采用间接干化的方式，即通过蒸汽将污泥加热干化，蒸汽变为冷凝水的工程。对于污泥独立燃烧项目，由于污泥自身热值不足，一般可以采取两种方式来进行补热：(1)对污泥焚烧炉补充天然气进行燃烧；(2)焚烧炉本身的余热锅炉热量不足，通过外来的蒸汽对污泥进行干化，干化后的污泥再进行焚烧。因此，污泥燃烧项目是一项民生工程，耗能、耗电，还需要对固废、废液和废气进行处理，能量利用效果差。目前的独立燃烧项目，主要有以下方案，1)污泥焚烧炉燃烧后通过余热锅炉产生饱和蒸汽，对污泥进行干化，而根据相关政策要求，污泥焚烧要参考垃圾焚烧发电对于环境保护的相关要求，为降低二噁英的生成，烟气必须在焚烧炉内在850℃的温度条件下停留2s以上；因此，焚烧炉出口的烟气温度较高；而污泥干化设备，利用蒸汽的热能进行换热干化，需要的蒸汽在0.5-1.0MPa、饱和温度(约160-180℃)即可，同时由于污泥焚烧炉及余热锅炉容量较小，产汽量甚至不满足干化机的需求，因此常规工程中，余热锅炉产生的蒸汽同进口烟气存在巨大的换热端差，未对烟气的能力充分利用；2)如果有外来蒸汽，则由于污泥干化焚烧项目本身用汽量一般，常规外来蒸汽均从外部供热管网上引接，因此，外部进入污泥干化焚烧系统的蒸汽压力和温度一般均需要通过减温减压方式，至较低压力0.5-1.0MPa、饱和温度(约160-180℃)采用送入干化机对污泥进行干化。因为蒸汽的能量是有能级的，虽然对于热量进行了充分利用，但是未对能量进行充分的梯级利用。另外，污泥独立干化焚烧，根据计算，一般污泥热值较低，不能够自持燃烧，一般从每吨80％含水率的污泥干化至40％含水率的污泥，需要蒸汽约0.85t蒸汽，当入口污泥(含水率)热值为1000kCal/kg时，需要补热的蒸汽量约～0.45t蒸汽/t入炉污泥；当入口污泥(含水率)热值为1200kCal/kg时，需要补热的蒸汽量约～0.35t蒸汽/t入炉污泥；当入口污泥(含水率)热值为1400kCal/kg时，需要补热的蒸汽量约～0.20t蒸汽/t入炉污泥；当入口污泥(含水率)热值为1600kCal/kg时，需要补热的蒸汽量约～0.10t蒸汽/t入炉污泥。而且，汽轮机能适应的运行工作范围有限，一般为30％-100％，而污泥热值变化范围大，仅采用余热锅炉产生的蒸汽量变化范围大，且不能满足干化的蒸汽需求。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有污泥处理过程中，干化和焚烧环节在过程和设备上未对能量充分利用，造成资源浪费等问题，提供了一种能够提高能量利用水平，同时具有良好经济收益的污泥干化焚烧发电一体化系统。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种污泥干化焚烧发电一体化系统，包括污泥干化机、污泥焚烧炉、余热锅炉、背压式汽轮机和发电机，所述背压式汽轮机上设有蒸汽进口和蒸汽出口，所述蒸汽进口连接外来蒸汽，所述蒸汽出口通过蒸汽管线依次串联污泥干化机、污泥焚烧炉和余热锅炉，并由余热锅炉回到蒸汽进口或蒸汽出口形成蒸汽循环，所述发电机通过背压式汽轮机带动进行发电，能够将蒸汽进口进入的过热蒸汽降低至合适参数后由蒸汽出口送出。优选的，所述污泥干化机上方设有与湿污泥供料仓连接的湿污泥管线和与蒸汽出口连接的第一蒸汽管线，所述第一蒸汽管线内的蒸汽参数为0.5MPa/160℃。优选的，所述污泥干化机下方设有与余热锅炉连接的蒸汽疏水管线和与污泥焚烧炉连接的干化污泥管线。优选的，所述蒸汽疏水管线上设有给水泵，用于将污泥干化机的蒸汽疏水送至余热锅炉。优选的，所述污泥焚烧炉的高温烟气出口与余热锅炉连通。优选的，所述余热锅炉通过第二蒸汽管线与蒸汽进口连接，所述余热锅炉内设有过热器，通过过热器使得第二蒸汽管线内的蒸汽参数为1.0MPa/280℃。优选的，所述余热锅炉通过第三蒸汽管线与蒸汽出口连接，所述第三蒸汽管线内的蒸汽参数为0.5MPa/160℃。优选的，所述蒸汽进口通过外来蒸汽管线连接外来蒸汽，所述外来蒸汽管线内的蒸汽参数为1.0MPa/280℃。优选的，所述背压式汽轮机的输出轴与发电机的输入轴连接，通过背压式汽轮机带动发电机旋转从而产生电力资源，该电力资源可进行存储或直接带动设备运转。采用上述技术方案后，本技术提供的一种污泥干化焚烧发电一体化系统具有以下有益效果：本技术通过在污泥干化机前设置背压式汽轮机，能够将过热蒸汽降低参数至合适的蒸汽参数送入污泥干化机；通过背压式汽轮机和发电机的设置，能够带动发电机旋转从而产生电力资源，该电力资源可进行存储或直接带动设备运转；通过余热锅炉与蒸汽进口或蒸汽出口连接的设置，使得背压式汽轮机可以根据实际情况选择同时利用外来蒸汽和余热锅炉的蒸汽，或选择单独利用外来蒸汽，灵活方便，适应性高；当余热锅炉与蒸汽进口连接时，通过过热器的设置，能够提高余热锅炉出口的参数，使得余热锅炉产生与外来蒸汽参数相当的过热蒸汽，能够保证余热锅炉的蒸汽与外来蒸汽混合时，蒸汽流量的稳定性。综上所述，本技术可以充分利用外来蒸汽的过热度，同时也可以利用污泥焚烧余热锅炉设置过热器产生过热蒸汽的过热度，该过热度用来发电，减少了减温减压过程中的能量损失，利用部分蒸汽热能获得高品位的电能，具有良好的节能收益及经济收益。附图说明图1为本技术一种污泥干化焚烧发电一体化系统实施例一的结构原理示意图；图2为本技术一种污泥干化焚烧发电一体化系统实施例二的结构原理示意图。其中：污泥干化机1、污泥焚烧炉2、余热锅炉3、背压式汽轮机4、发电机5、蒸汽进口6、蒸汽出口7、湿污泥管线8、第一蒸汽管线9、蒸汽疏水管线10、干化污泥管线11、给水泵12、过热器13、第二蒸汽管线14、外来蒸汽管线15、第三蒸汽管线16。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污泥干化焚烧发电一体化系统，包括污泥干化机(1)、污泥焚烧炉(2)、余热锅炉(3)、背压式汽轮机(4)和发电机(5)，其特征在于：所述背压式汽轮机(4)上设有蒸汽进口(6)和蒸汽出口(7)，所述蒸汽进口(6)连接外来蒸汽，所述蒸汽出口(7)通过蒸汽管线依次串联污泥干化机(1)、污泥焚烧炉(2)和余热锅炉(3)，并由余热锅炉(3)回到蒸汽进口(6)或蒸汽出口(7)形成蒸汽循环，所述发电机(5)通过背压式汽轮机(4)带动进行发电，能够将蒸汽进口(6)进入的过热蒸汽降低至合适参数后由蒸汽出口(7)送出。/n

【技术特征摘要】
1.一种污泥干化焚烧发电一体化系统，包括污泥干化机(1)、污泥焚烧炉(2)、余热锅炉(3)、背压式汽轮机(4)和发电机(5)，其特征在于：所述背压式汽轮机(4)上设有蒸汽进口(6)和蒸汽出口(7)，所述蒸汽进口(6)连接外来蒸汽，所述蒸汽出口(7)通过蒸汽管线依次串联污泥干化机(1)、污泥焚烧炉(2)和余热锅炉(3)，并由余热锅炉(3)回到蒸汽进口(6)或蒸汽出口(7)形成蒸汽循环，所述发电机(5)通过背压式汽轮机(4)带动进行发电，能够将蒸汽进口(6)进入的过热蒸汽降低至合适参数后由蒸汽出口(7)送出。


2.根据权利要求1所述的一种污泥干化焚烧发电一体化系统，其特征在于：所述污泥干化机(1)上方设有与湿污泥供料仓连接的湿污泥管线(8)和与蒸汽出口(7)连接的第一蒸汽管线(9)，所述第一蒸汽管线(9)内的蒸汽参数为0.5MPa/160℃。


3.根据权利要求1所述的一种污泥干化焚烧发电一体化系统，其特征在于：所述污泥干化机(1)下方设有与余热锅炉(3)连接的蒸汽疏水管线(10)和与污泥焚烧炉(2)连接的干化污泥管线(11)。


4.根据权利要求3所述的一种污泥干化焚烧发电一体化系统，其特征在于：所述蒸汽疏水管线(10)上设有给水泵(12)，用于将污泥干化机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯斌，符成龙，冯丽敏，沈兵，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31