一种与垃圾焚烧电站耦合的水泥窑余热梯级利用系统的制作方法

[0001]
本实用新型属于垃圾焚烧电站节能减排、工业窑炉余热利用领域，特别涉及一种与垃圾焚烧电站耦合的水泥窑余热梯级利用系统。


背景技术：

[0002]
随着经济的发展和生活水平的提高，人们对能源的需求日益增加，能源供应缺口逐渐增大。目前经济社会发展与能耗增长约束的矛盾日益突出，能源供应不足已经成为全社会不可回避的问题，所以能源的利用显得尤为重要。
[0003]
在建材领域中，水泥行业是能源消耗大户。水泥生产过程包括原材料的制备、熟料煅烧和水泥的磨制，熟料的煅烧阶段是核心，也是水泥生产过程中能耗最大的一块。在生产过程中将经过研磨的生料加入旋风分离器由热空气不断加热，然后在高温的水泥回转亩内煅烧转化为熟料至冷却机中冷却。窑头冷却器和窑尾旋风预热器会产生大量的废热温度在300℃～400℃的烟气，其热量约占水泥熟料生产的35％以上，造成大量余热资源被浪费。
[0004]
我国经济经过三十多年的迅猛发展，水泥产能的增加，水泥厂排放的高温余热废气越来越多。2018年，全球水泥产量约39.5亿吨，而中国的水泥产量为 22.1亿吨占世界总产量的56％。由于不合理的产业结构、相对落后的生产工艺等因素外，工业余热的利用率低，能源没有得到充分综合的利用造成了较高的能耗。随着能源危机的日益严峻，以及国家对可持续发展和节能减排越来越高的要求，如何充分合理的利用工业余热资源，已成为能源领域节能减排工作的重要内容。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的是提供一种与垃圾焚烧电站耦合的水泥窑余热梯级利用系统，其特征在于，系统主要包括水泥窑、窑尾旋风预热器、窑头冷却器、aqc 锅炉、sp锅炉、给水预热器等，其特征在于，将窑头冷却器的中间做两个出烟气口，分别是靠近水泥窑的a口和远离水泥窑的b口；窑头冷却器中间a口的高温烟气先进aqc锅炉，然后与窑头冷却器中间b口烟气、窑尾旋风预热器出口烟气汇合通向sp锅炉，出来后在给水预热器继续降温，最后经过水泥窑静电除尘器、水泥窑烟囱后排至大气中；垃圾焚烧炉产生的烟气经过垃圾焚烧电站烟气净化器、垃圾焚烧电站静电除尘器、垃圾焚烧电站烟囱后排至大气中；垃圾焚烧电站汽轮机低压缸排出的乏汽在垃圾焚烧电站凝汽器凝结成水，经过垃圾焚烧电站凝结水泵、垃圾焚烧电站低压加热器、垃圾焚烧电站除氧器、垃圾焚烧电站给水泵、垃圾焚烧炉后，变成高温蒸汽进入汽轮机高压缸；焚烧电站低压加热器出口水有一部分送至sp锅炉，被加热成低温低压蒸汽后进入垃圾焚烧电站汽轮机低压缸做功；垃圾焚烧电站给水泵出口部分给水进入给水预热器预热，然后再在aqc锅炉被加热成高温高压蒸汽和垃圾焚烧炉出口高温高压蒸汽汇合进入垃圾焚烧电站汽轮机高压缸，垃圾焚烧电站汽轮机带动垃圾焚烧电站发电机发电。
[0006]
将窑头冷却器的中间做两个出烟气口，分别是靠近水泥窑的a口和远离水泥窑的b
口。
[0007]
窑头冷却器中间a口的高温烟气先进aqc锅炉，然后与窑头冷却器中间b 口烟气、窑尾旋风预热器出口烟气汇合通向sp锅炉，出来后在给水预热器继续降温，最后经过水泥窑静电除尘器、水泥窑烟囱后排至大气中。
[0008]
垃圾焚烧炉产生的烟气经过垃圾焚烧电站烟气净化器、垃圾焚烧电站静电除尘器、垃圾焚烧电站烟囱后排至大气中。
[0009]
垃圾焚烧炉产生的高温高压蒸汽在垃圾焚烧电站汽轮机做功后的乏汽在垃圾焚烧电站凝汽器凝结成水，经过垃圾焚烧电站凝结水泵、垃圾焚烧电站低压加热器、垃圾焚烧电站除氧器、垃圾焚烧电站给水泵回到垃圾焚烧炉。
[0010]
垃圾焚烧电站给水泵出口给水一部分经过给水预热器预热后再在aqc锅炉中被加热成高温高压蒸汽和垃圾焚烧炉出口高温高压蒸汽汇合进入垃圾焚烧电站汽轮机汽轮机高压缸。
[0011]
垃圾焚烧电站低压加热器出口凝结水有一部分送至sp锅炉，被加热成低温低压蒸汽后进入垃圾焚烧电站汽轮机低压缸。
[0012]
本实用新型的有益效果为：
[0013]
1.实现了工业小窑炉的深度余热利用。针对工业小窑炉排烟温度高、余热利用率差、设备投资高的问题，创造性的将工业窑炉与垃圾焚烧电站耦合，将工业窑炉蕴含的余热在给水预热器、sp锅炉、aqc锅炉中梯级利用，产生的蒸汽进入垃圾焚烧电站汽轮机做功，既完美解决了工业窑炉余热利用问题，又使垃圾焚烧电站进行了节能减排。具体来说，水泥窑的窑尾旋风预热器出口烟气和窑头冷却器中间出口的烟气都带有大量的余热，将窑头冷却器中间出口分成a、 b口，窑头冷却器中间a口烟气温度高，送到aqc锅炉生产高温高压蒸汽；aqc 锅炉出口烟气与窑头冷却器中间b口烟气、窑尾旋风预热器出口烟气都通向sp 锅炉生产低温低压蒸汽，出口低温烟气在给水预热器进一步降温后与水泥窑静电除尘器、水泥窑烟囱相连，排至大气中。生成的高温高压蒸汽、低温低压蒸汽分别进入垃圾焚烧电站的高、汽轮机低压缸做功。水泥窑产生的余热完成了能量的梯级利用，并将水泥厂与垃圾焚烧电站耦合，提高了垃圾焚烧电站汽轮机出力，让垃圾焚烧电站得到了更高的收益。综上，该系统可以在完成水泥厂烟气的深度余热利用又使垃圾焚烧电站有更好的效益。
[0014]
2.实现垃圾焚烧电站节能减排。水泥窑aqc锅炉生产的高温高压蒸汽进入垃圾焚烧电站的汽轮机高压缸做功，以及sp锅炉生产的低温低压蒸汽进入垃圾焚烧电站的汽轮机低压缸做功，提高了垃圾焚烧电站汽轮机出力，增大了发电能力，创造了更高的发电收益。
附图说明
[0015]
图1为一种与垃圾焚烧电站耦合的水泥窑余热梯级利用系统。
[0016]
图中：1-水泥窑、2-窑尾旋风预热器、3-窑头冷却器、4-aqc锅炉、5-sp 锅炉、6-给水预热器、7-水泥窑静电除尘器、8-水泥窑烟囱、9-垃圾焚烧电站烟囱、10-垃圾焚烧电站静电除尘器、11-垃圾焚烧电站烟气净化器、12-垃圾焚烧炉、13-垃圾焚烧电站发电机、14-垃圾焚烧电站凝汽器、15-垃圾焚烧电站凝结水泵、16-垃圾焚烧电站低压加热器、17-垃圾焚烧电站除氧器、18-垃圾焚烧电站给水泵、19-垃圾焚烧电站汽轮机。
具体实施方式
[0017]
本实用新型提供了一种与垃圾焚烧电站耦合的水泥窑余热梯级利用系统，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。
[0018]
图1所示为一种与垃圾焚烧电站耦合的水泥窑余热梯级利用系统的示意图。其特征在于，系统主要包括水泥窑1、窑尾旋风预热器2、窑头冷却器3、aqc 锅炉4、sp锅炉5、给水预热器6等，其特征在于，将窑头冷却器3的中间做两个出烟气口，分别是靠近水泥窑1的a口和远离水泥窑1的b口；窑头冷却器3 中间a口的高温烟气先进aqc锅炉4，然后与窑头冷却器3中间b口烟气、窑尾旋风预热器2出口烟气汇合通向sp锅炉5，出来后在给水预热器6继续降温，最后经过水泥窑静电除尘器7、水泥窑烟囱8后排至大气中；垃圾焚烧炉12产生的烟气经过垃圾焚烧电站烟气净化器11、垃圾焚烧电站静电除尘器10、垃圾焚烧电站烟囱9后排至大气中；垃圾焚烧电站汽轮机19低压缸排出的乏汽在垃圾焚烧电站凝汽器14凝结成水，经过垃圾焚烧电站凝结水泵15、垃圾焚烧电站低压加热器16、垃圾焚烧电站除氧器17、垃圾焚烧电站给水泵18、垃圾焚烧炉 12后，变成高温蒸汽进入垃圾焚烧电站汽轮机19高压缸；垃圾焚烧电站低压加热器16出口水有一部分送至sp锅炉5，被加热成低温低压蒸汽后进入垃圾焚烧电站汽轮机19低压缸做功；垃圾焚烧电站给水泵18出口部分给水进入给水预热器6预热，然后再在aqc锅炉4被加热成高温高压蒸汽和垃圾焚烧炉12出口高温高压蒸汽汇合进入垃圾焚烧电站汽轮机19高压缸，垃圾焚烧电站汽轮机 19带动垃圾焚烧电站发电机13发电。
[0019]
将窑头冷却器3的中间做两个出烟气口，分别是靠近水泥窑1的a口和远离水泥窑1的b口。
[0020]
窑头冷却器3中间a口的高温烟气先进aqc锅炉4，然后与窑头冷却器3 中间b口烟气、窑尾旋风预热器2出口烟气汇合通向sp锅炉5，出来后在给水预热器6继续降温，最后经过水泥窑静电除尘器7、水泥窑烟囱8后排至大气中。
[0021]
垃圾焚烧炉12产生的烟气经过垃圾焚烧电站烟气净化器11、垃圾焚烧电站静电除尘器10、垃圾焚烧电站烟囱9后排至大气中。
[0022]
垃圾焚烧炉12产生的高温高压蒸汽在垃圾焚烧电站汽轮机19做功后的乏汽在垃圾焚烧电站凝汽器14凝结成水，经过垃圾焚烧电站凝结水泵15、垃圾焚烧电站低压加热器16、垃圾焚烧电站除氧器17、垃圾焚烧电站给水泵18回到垃圾焚烧炉12。
[0023]
垃圾焚烧电站给水泵18出口给水一部分经过给水预热器6预热后再在aqc 锅炉4中被加热成高温高压蒸汽和垃圾焚烧炉12出口高温高压蒸汽汇合进入垃圾焚烧电站汽轮机19汽轮机高压缸。
[0024]
垃圾焚烧电站低压加热器16出口凝结水有一部分送至sp锅炉5，被加热成低温低压蒸汽后进入垃圾焚烧电站汽轮机19低压缸。
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其工作过程为：
[0026]
窑头冷却器3中间a口的高温烟气(温度500℃以上)在aqc锅炉4中加热给水预热器6预热后的给水，aqc锅炉4出口烟气(温度360℃左右)与窑头冷却器3中间b口烟气(温度360℃左右)、窑尾旋风预热器2出口烟气(温度360℃左右)都通向sp锅炉5加热来自垃圾焚烧电站低压加热器16的凝结水， sp锅炉5出口低温烟气在给水预热器6进一步降温后与水泥窑静电除尘器7、水泥窑烟囱8相连，排至大气中；垃圾焚烧炉12产生的烟气经过垃圾焚烧电站烟气净化器11、垃圾焚烧电站静电除尘器10、垃圾焚烧电站烟囱9后排至大气中；垃圾焚烧
电站汽轮机19排出的乏汽在垃圾焚烧电站凝汽器14凝结成水，经过垃圾焚烧电站凝结水泵15、垃圾焚烧电站低压加热器16、垃圾焚烧电站除氧器17、垃圾焚烧电站给水泵18后，一部分送至垃圾焚烧炉12加热成高温高压蒸汽，另一部分先经过给水预热器6预热后再在aqc锅炉4加热成高温高压蒸汽和垃圾焚烧炉12出口高温高压蒸汽汇合进入垃圾焚烧电站汽轮机19汽轮机高压缸做功；垃圾焚烧电站低压加热器16出口水有一部分送至sp锅炉5，被加热成低温低压蒸汽后进入垃圾焚烧电站汽轮机19汽轮机低压缸做功，垃圾焚烧电站汽轮机19带动垃圾焚烧电站发电机13发电。
[0027]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。