一种集成有机朗肯循环的垃圾焚烧电站深度余热利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开了属于垃圾焚烧发电技术领域的一种集成有机朗肯循环的垃圾焚烧电站深度余热利用系统，主要包括垃圾焚烧发电系统、烟气处理系统、有机朗肯循环余热利用系统。从垃圾焚烧锅炉尾部出来的烟气依次经过烟气净化器、布袋除尘器后进入吸热器，加热有机朗肯循环的有机工质，被加热成蒸汽的有机工质随后进入有机朗肯循环透平中膨胀做功。垃圾焚烧发电系统的凝汽器和有机朗肯循环余热利用系统的冷凝器共用一个冷却塔。本实用新型专利技术利用有机朗肯循环，有效回收锅炉尾部烟气余热，增加机组发电量，提高机组效率。提高机组效率。提高机组效率。

【技术实现步骤摘要】
一种集成有机朗肯循环的垃圾焚烧电站深度余热利用系统


[0001]本技术属于垃圾焚烧发电
，特别涉及一种集成有机朗肯循环的垃圾焚烧电站深度余热利用系统。

技术介绍

[0002]随着国民经济的迅速发展以及人民生活水平的日益提高，生活垃圾逐渐增多，“垃圾围城”的困境日益突出。而随着人们对环境方面要求的增长，垃圾合理分类回收的呼声也日趋变大，垃圾合理处理在践行绿色发展理念和推动生态文明建设进程中发挥着越来越重要的作用。目前，生活垃圾的处理方式有三种：直接焚烧、卫生填埋和堆肥。相比于易造成二次污染的填埋与难以销售的垃圾堆肥，生活垃圾焚烧发电技术作为固废资源利用的一种方法，逐渐成为我国生活垃圾处理的主流方式。垃圾焚烧发电，主要是利用垃圾燃烧所放出的热量加热水以获得过热蒸汽，过热蒸汽膨胀做功推动汽轮机旋转，进而带动发电机发电。对于日处理垃圾量大于330t/d的垃圾焚烧发电厂，其垃圾焚烧锅炉的效率约为70~78%，汽轮机效率约为28~30.6%，发电机效率约为97%，垃圾焚烧发电厂的总发电效率在18~23%之间。通过以上数据可以看出，垃圾焚烧电站的发电效率较低。由此，对垃圾焚烧电站与有机朗肯循环进行集成，有望实现垃圾焚烧所产生烟气余热的有效回收利用，进而解决垃圾焚烧发电厂效率偏低的问题。
[0003]在一个大气压下，一些有机物的沸点低于水的沸点，但是可以产生压力很高的蒸汽。有机朗肯循环就是利用低沸点有机工质的这种特点，吸收低温热源热量加热工质，使它产生具有较高压力的蒸汽来推动涡轮膨胀机或螺杆膨胀机做功。因此，有机朗肯循环发电技术较传统发电技术，在低温余热动力回收领域优势显著。在热源温度为100~300℃、装机容量为0.2~2MW时，有机朗肯循环发电机组发电效率可达15%~24%。有机朗肯循环发电系统核心设备结构简单，电站的制造成本和运行成本较低。另外，有机朗肯循环所用有机工质（如R134a、正戊烷等）的密度较大，相应的涡轮机械尺寸较小，系统结构紧凑。
[0004]现有的垃圾焚烧发电厂规模小，发电效率偏低，但其发电系统完备程度高，设备配置齐全，配有锅炉、汽轮机、发电机、烟气处理装置等一系列设备，以致垃圾焚烧发电厂投资成本高，单位投资约为1.8~2.2万/kW，建成后的运行与维护成本更是巨大。由此，对垃圾焚烧电站与有机朗肯循环进行集成，两者共用冷却塔中的循环水系统，不仅节省了设备成本，并可提高垃圾焚烧所产生热量的利用效率，从而带来显著的经济效益。

技术实现思路

[0005]本技术提出一种集成有机朗肯循环的垃圾焚烧电站深度余热利用系统，它包括垃圾焚烧发电系统、烟气处理系统、有机朗肯循环余热利用系统。
[0006]所述垃圾焚烧发电系统包括垃圾焚烧锅炉、汽轮机、凝汽器、回热系统和垃圾焚烧电站发电机等；从垃圾焚烧锅炉出来的过热蒸汽进入汽轮机，推动汽轮机转子旋转做功，带动垃圾焚烧电站发电机发电；做完功的蒸汽进入凝汽器，与从冷却塔来的循环水换热冷凝，
凝结水依次经过凝结水泵、回热加热器、除氧器和给水泵，最后汇入锅炉给水管道。
[0007]所述烟气处理系统包括烟气净化器、布袋除尘器和烟囱；锅炉尾部管路与烟气净化器、布袋除尘器相连，烟气依次通过后进入吸热器与有机工质进行换热，换热之后的烟气通过烟囱排入大气。
[0008]所述有机朗肯循环余热利用系统包括吸热器、有机朗肯循环透平、有机朗肯循环发电机、冷凝器和工质泵；吸热器中被烟气加热过的有机工质进入有机朗肯循环透平膨胀做功，带动有机朗肯循环发电机发电；做完功的有机工质蒸汽进入冷凝器，与冷却塔来的循环水换热冷凝；冷凝后的有机工质通过工质泵被送入吸热器中继续吸收烟气余热。
[0009]本技术的有益效果为：
[0010]1.本技术将垃圾焚烧电站与有机朗肯循环进行集成，通过吸热器将垃圾焚烧锅炉尾部烟气的余热有效回收，用来作为加热有机工质的热源，使有机工质可以循环做功。该集成系统在垃圾焚烧量不变的情况下，增加了总发电量，提高了能源利用效率。
[0011]2.垃圾焚烧电站与有机朗肯循环余热利用系统共用一个冷却塔，循环水管路采用并联形式，分别流入垃圾焚烧电站的凝汽器和有机朗肯循环余热利用系统的冷凝器，节省了设备投入成本。
附图说明
[0012]图1为一种集成有机朗肯循环的垃圾焚烧电站深度余热利用系统。
[0013]图中：1
‑
垃圾焚烧锅炉；2
‑
汽轮机；3
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凝汽器；4
‑
凝结水泵；5
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回热加热器；6
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除氧器；7
‑
给水泵；8
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垃圾焚烧电站发电机；9
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烟气净化器；10
‑
布袋除尘器；11
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吸热器；12
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烟囱；13
‑
有机朗肯循环透平；14
‑
有机朗肯循环发电机；15
‑
冷凝器；16
‑
工质泵；17
‑
循环水泵；18
‑
冷却塔。
具体实施方式
[0014]本技术提供了一种集成有机朗肯循环的垃圾焚烧电站深度余热利用系统，下面结合附图和具体实施方式对本系统工作原理做进一步说明。
[0015]图1所示为一种集成有机朗肯循环的垃圾焚烧电站深度余热利用系统的示意图。该系统用于垃圾焚烧电站之中，包括垃圾焚烧发电系统、烟气处理系统、有机朗肯循环余热利用系统，其特征在于，所述垃圾焚烧发电系统包括垃圾焚烧锅炉1、汽轮机2、凝汽器3、回热系统和垃圾焚烧电站发电机8等；从垃圾焚烧锅炉1出来的过热蒸汽进入汽轮机2，推动汽轮机2转子旋转做功，带动垃圾焚烧电站发电机8发电；做完功的蒸汽进入凝汽器3，与冷却塔18来的循环水换热冷凝，凝汽器3依次连接凝结水泵4、回热加热器5、除氧器6和给水泵7，最后接入锅炉给水管道。所述烟气处理系统包括烟气净化器9、布袋除尘器10和烟囱12；锅炉尾部管路与烟气净化器9、布袋除尘器10相连，烟气依次通过后进入吸热器11与有机工质进行换热，换热之后的烟气通过烟囱12排入大气。所述有机朗肯循环余热利用系统包括吸热器11、有机朗肯循环透平13、有机朗肯循环发电机14、冷凝器15和工质泵16；吸热器11中被烟气加热过的有机工质进入有机朗肯循环透平13膨胀做功，带动有机朗肯循环发电机14发电；做完功的有机工质蒸汽进入冷凝器15，与冷却塔18来的循环水换热冷凝；冷凝后的有机工质通过工质泵16被送入吸热器11中继续吸收烟气余热。
[0016]其工作过程为：
[0017]从垃圾焚烧锅炉1出来的过热蒸汽进入汽轮机2，推动汽轮机转子旋转做功，带动垃圾焚烧电站发电机8发电。做完功的蒸汽进入凝汽器3，与冷却塔18出来的循环水进行换热冷凝，凝结水依次通过凝结水泵4、回热加热器5、除氧器6和给水泵7后进入锅炉给水管路。从垃圾焚烧锅炉1尾部出来的190℃左右烟气依次经过烟气净化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成有机朗肯循环的垃圾焚烧电站深度余热利用系统，它主要包括垃圾焚烧发电系统、烟气处理系统、有机朗肯循环余热利用系统；其特征在于，垃圾焚烧发电系统和有机朗肯循环余热利用系统通过吸热器（11）进行集成。2.根据权利要求1所述的一种集成有机朗肯循环的垃圾焚烧电站深度余热利用系统，其特征在于，所述垃圾焚烧发电系统包括垃圾焚烧锅炉（1）、汽轮机（2）、凝汽器（3）、回热系统和垃圾焚烧电站发电机（8）；从垃圾焚烧锅炉（1）出来的过热蒸汽进入汽轮机（2），推动汽轮机转子旋转做功，带动垃圾焚烧电站发电机（8）发电；做完功的蒸汽进入凝汽器（3），与冷却塔（18）来的循环水换热冷凝，凝汽器（3）依次连接凝结水泵（4）、回热加热器（5）、除氧器（6）和给水泵（7），最后接入锅炉给水管道。3.根据权利要求1所述的一种集成有机朗肯循环的垃圾焚烧电站深度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈衡，侯智华，王义函，徐钢，陈宏刚，雷兢，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：新型
国别省市：