专利名称：一种水泥窑纯中低温余热发电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发电系统，具体的说是一种水泥窑纯中低温 余热发电系统。
背景技术：
现有的水泥窑纯中低温余热发电系统如图1所示，包括熟料冷却
机1、窑尾锅炉12、窑头锅炉13、窑尾预热器7、锅炉给水泵23、 除氧器24、汽轮机22、冷凝器25、窑尾汽包16、窑头汽包21，熟 料冷却机1内设有进料端2和出料端3，在熟料冷却机1中部设有中 部抽风口 5，尾部设有尾部抽风口 6。窑尾锅炉12内从上至下依次设 有低温过热器14和蒸发器15。窑头锅炉13内从上至下依次设有低 温过热器18、蒸发器19、给水加热器20。
窑头锅炉13进口的废气来自熟料冷却机1的中部抽风口 5，中 部抽风口 5抽出的废气一般在350°C 390°C，该废气经过沉降室11 进入窑头锅炉13，然后通过布置在窑头锅炉13内的低温过热器18、 蒸发器19、给水加热器20，逐步降温至IO(TC左右，由窑头锅炉13 的出口经除尘器8、风机9，由烟囱10排出。
窑尾锅炉12进口的废气来自窑尾预热器7的出口，该废气的温 度一般在310°C 340°C，它通过布置在窑尾锅炉12内的低温过热器 14、蒸发器15，逐步降温至20(TC左右，由窑尾锅炉12的出口排出， 去生料磨机和煤磨机等设备进一步利用。
来自除氧器24的锅炉给水由锅炉给水泵23打到窑头锅炉13的 给水加热器20加热后分两路， 一路进入窑头锅炉13的窑头汽包21，另一路进入窑尾锅炉12的窑尾汽包16，窑头锅炉13的窑头汽包21 和窑尾锅炉12的窑尾汽包16内的水通过自然循环方式各自经蒸发器 19、 15吸热沸腾后到达各自的汽包21、 16。从窑头汽包21和窑尾汽 包16分离出来的饱和蒸汽经各自的低温过热器18、 14过热后，变成 过热蒸汽在汇集点17汇集后送到汽轮机22膨胀作功，经冷凝器25 冷却变成凝结水，由凝结水泵26把它打到除氧器24。
熟料冷却机1中部下面的风机4取自自然环境中的冷风。从熟料 冷却机1靠近出料端3的尾部抽风口 6出来的废气和窑尾锅炉12出 口的废气汇集后经除尘器8、风机9，由烟囱10排出，风机9出口的 废气温度也有IO(TC左右。
现有的这种水泥窑纯中低温余热发电系统存在以下问题①熟料 冷却机1靠近进料端2废气温度较高，熟料冷却机1靠近出料端3废 气温度较低，这两种废气混合后由中部抽风口 5抽出，这样没有做到 废气热量根据其温度高低进行梯级利用。②窑头锅炉13进口的废气 温度较窑尾锅炉12进口的废气温度要高，这样窑头锅炉13出来的过 热蒸汽也会比窑尾锅炉12出来的过热蒸汽温度要高，在汇集点17混 合后的过热蒸汽温度比窑头锅炉13出来的过热蒸汽低，这就产生了 热力学中的熵增现象，即降低了过热蒸汽的作功的本领和热循环效
率，使汽轮发电机的发电功率减少。③风机9出口的废气温度还有 IO(TC左右，此热量没有充分利用而直接由烟囱IO排走。 发明内容
本实用新型的目的在于提出一种可根据温度高低对废气热量进 行梯级利用，减少或避免熵增现象，使得汽轮机进口过热蒸汽的温度 得到提高，从而发电能力得到增加的水泥窑纯中低温余热发电系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现 一种水泥窑纯中低温余热发电系统，包括熟料冷却机、窑尾预热 器、窑头锅炉、窑尾锅炉、窑头汽包、窑尾汽包、汽轮机、锅炉给水 泵、除尘器、风机、烟囱，熟料冷却机内设有进料端2、出料端3，
熟料冷却机中部设有中部抽风口，靠近出料端3设有尾部抽风口，熟
料冷却机下部中间设有一组风机，下部两边各设有一组风机，中部抽 风口与窑头锅炉的废气进口相连，尾部抽风口通过除尘器、风机与烟 囱相连，窑尾预热器的出口与窑尾锅炉的废气进口相连，窑尾锅炉内 设有低温过热器、蒸发器，窑头锅炉内设有低温过热器、蒸发器、给 水加热器，锅炉给水泵与窑头锅炉的给水加热器的进口相连，窑头锅 炉的给水加热器的出口通过管道分别接窑头汽包与窑尾汽包，窑头汽 包的出口与窑头锅炉过热器的进口相连，窑头锅炉蒸发器接在窑头汽 包上，窑尾汽包的出口与窑尾锅炉过热器的进口相连，窑尾锅炉蒸发 器接在窑尾汽包上，熟料冷却机靠近进料端设有前部抽风口，窑头锅 炉上设有两个废气进口， 一个废气进口位于窑头锅炉上部，另一个废 气进口位于前一废气进口的下部，窑头锅炉内靠近上部废气进口设有 公共高温过热器，前部抽风口通过管道与窑头锅炉上部的废气进口相 接，中部抽风口通过管道与下部的废气进口相接，窑尾锅炉的过热器 与窑头锅炉的过热器的出口通过管道接于一汇集点，汇集点的出口通 过管道与公共高温过热器的进口相接，公共高温过热器的出口通过管 道与汽轮机相接。
本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现 前述的水泥窑纯中低温余热发电系统，其中所述窑头锅炉采用u 型布置，设有左右两个炉室，左右两个炉室下部通过混合沉降室相连， 左炉室顶部设有废气进口，靠近此废气进口设有公共高温过热器，左 炉室下部侧面设有另一废气进口，右炉室从上至下依次设有给水加热
器、蒸发器、低温过热器，右炉室顶部设有废气出口。
前述的水泥窑纯中低温余热发电系统，其中所述窑尾锅炉内的蒸 发器的下部设有给水加热器，此给水加热器的进口通过管道与窑头锅 炉内的给水加热器的出口相连，此给水加热器的出口通过管道与窑尾 汽包相连。
前述的水泥窑纯中低温余热发电系统，其中所述熟料冷却机内， 前部抽风口之前设有挡板，前部抽风口与中部抽风口之间也设有挡 板，中部抽风口与尾部抽风口之间设有挡板。
前述的水泥窑纯中低温余热发电系统，其中所述除尘器后的风机 的出口通过管道与熟料冷却机下部中间的风机的进口相连，实现了窑 头余风的再循环利用。
前述的水泥窑纯中低温余热发电系统，各设备之间连接废气管道 上装有若干个阀门，这样可以调节窑头锅炉、窑尾锅炉进口的废气流 量和温度，以适应水泥熟料生产中的变工况，使余热发电系统处于最 佳工作状态。
本实用新型的优点为在熟料冷却机靠近进料端设有前部抽风 口，通过此抽风口抽出高温废气，将高温废气通入窑头锅炉内，可使 窑头锅炉公共高温过热器产生更高温度的过热蒸汽。熟料冷却机中部 抽风口的中温废气与经过窑头锅炉公共高温过热器己经降温的原高 温废气在窑头锅炉底部的混合沉降室内混合后往上走。熟料冷却机尾 部抽风口的低温废气则与窑头锅炉出口废气混合后通入除尘器内。这 样就做到了根据温度高低对废气热量进行梯级利用。从窑尾锅炉低温 过热器出来的蒸汽和从窑头锅炉低温过热器出来的蒸汽先在汇集点 进行混合汇集，通过设置低温过热器的受热面大小，可以使得从窑尾 锅炉低温过热器出来的蒸汽和从窑头锅炉低温过热器出来的蒸汽温
度接近或相同，然后把混合后的过热蒸汽再送到布置在窑头锅炉废气 进口端的公共高温过热器进一步加热，将加热后的蒸汽送到汽轮机进 口进行发电。由于从窑尾锅炉低温过热器出来的蒸汽和从窑头锅炉低 温过热器出来的蒸汽是在温度接近或相同的情况下先混合再进一步 加热，因此可以减少或避免蒸汽的熵增现象，汽轮机进口过热蒸汽的 温度得到了提高，从而增加发电能力。另外，由于采用了余风再循环 利用，提高了熟料冷却机中部下面风机的进口风温，从而提高了熟料 冷却机的前部和中部抽风口的废气温度和流量，即提高了窑头锅炉两 个进口废气的温度和流量，从而提高窑头锅炉产汽量和过热蒸汽温 度，增加了发电能力。
图1为现有的水泥窑纯中低温余热发电系统流程图。
图2为本实用新型实施例一的流程图。
图3为本实用新型实施例二的流程图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的结构如图1所示， 一种水泥窑纯中低温余热发电系 统，包括熟料冷却机l、窑尾预热器7、窑头锅炉13、窑尾锅炉12、 窑头汽包21、窑尾汽包16、汽轮机22、锅炉给水泵23、除尘器8、 风机9、烟囱IO。熟料冷却机l内设有进料端2和出料端3，靠近进 料端2设有前部抽风口 34，熟料冷却机1中部设有中部抽风口 5，尾 部设有尾部抽风口6，前部抽风口 34之前设有挡板33，前部抽风口 34与中部抽风口 5之间设有挡板30，中部抽风口 5和尾部抽风口 6 之间设有挡板31，挡板30、 31、 33可以防止不同温度范围的废气互 相窜动混合。熟料冷却机l的下部中间设有一组风机4，下部两边各 设有一组风机，两边的风机吸入自然环境的冷风。尾部抽风口 6通过 除尘器8、风机9与烟囱10相连，在风机9与烟囱IO之间的连接管 上接有一个管道32，管道32的出口接于风机4的进口。由于从风机 9出口的废气温度还有IOO'C左右，这样提高了风机4的进口风温， 从而提高了熟料冷却机1的前部抽风口 34和中部抽风口 5的废气温 度。
窑头锅炉13采用U型布置，设有左右两个炉室，左右两个炉室 下部通过混合沉降室35相连，左炉室上部设有废气进口 37，靠近此 废气进口设有公共高温过热器28，左炉室下部设有另一废气进口 36， 右炉室从上至下依次为给水加热器20、蒸发器19、低温过热器18。 前部抽风口 34通过沉降室11与窑头锅炉13的废气进口 37相连，前 部抽风口 34抽出的废气一般在36(TC 50(TC。中部抽风口 5与窑头 锅炉13的废气进口36相连，中部抽风口5抽出的废气一般在35(TC 390°C。从废气进口 37废气经过公共高温过热器28往下走，在混合 沉降室35进行混合。适当地布置窑头锅炉13的公共高温过热器28 受热面的大小，使得经过窑头锅炉13的公共高温过热器28吸热后的 废气温度和从废气进口 36进来的中温废气温度接近或相等。经过混 合沉降室35后的废气，在右炉室内从下往上依次经过低温过热器18、 蒸发器19、给水加热器20，由右炉室顶部废气出口39排出，经除尘 器8、风机9，由烟囱IO排出。
窑尾预热器7的出口与窑尾锅炉12的废气进口相连，窑尾锅炉 12进口的废气来自窑尾预热器7的出口，该废气的温度一般在310 。C 34(TC,窑尾锅炉12内设有低温过热器14、蒸发器15。窑尾锅 炉12的低温过热器14与窑头锅炉13的低温过热器18的出口通过管 道接于一汇集点29，汇集点29的出口通过管道与公共高温过热器28
的进口相接，公共髙温过热器28的出口通过管道与汽轮机22相接。 来自除氧器24的锅炉给水由锅炉给水泵23打到窑头锅炉13的给水 加热器20加热后分两路， 一路进入窑头锅炉13的窑头汽包21，另 一路进入窑尾锅炉12的窑尾汽包16，窑头锅炉13的窑头汽包21和 窑尾锅炉12的窑尾汽包16内的水通过自然循环方式各自经蒸发器 19、 15吸热沸腾后到达各自的汽包21、 16。从窑头汽包21和窑尾汽 包16分离出来的饱和蒸汽经各自的低温过热器18、 14过热后，变成 过热蒸汽，通过设置低温过热器18、 14的受热面大小，可以得从窑 尾锅炉12的过热器14出来的蒸汽和从窑头锅炉13的过热器18出来 的蒸汽温度接近或相同，两股温度相同的过热蒸汽在汇集点29汇集 后进入公共高温过热器28再进行过热，过热后送到汽轮机22膨胀作 功，经冷凝器25冷却变成凝结水，由凝结水泵26把它打到除氧器 24。
由于从窑尾锅炉12的过热器14出来的蒸汽和从窑头锅炉13的 过热器18出来的蒸汽是先混合再进一步加热，混合时蒸汽温度接近 或相同，因此减少或避免了熵增现象，汽轮机22进口过热蒸汽的温 度和流量也得到了提高，从而增加发电能力。另外，由风机9到烟囱 10的管道中接一个路管道32引到熟料冷却机1中部下面的风机4进 口处，提高了熟料冷却机1中部下面风机4的进口风温，从而提高了 熟料冷却机1的前部抽风口 34和中部抽风口 5的废气温度，即提高 了窑头锅炉13两个进口废气的温度。提高了汽轮机进口过热蒸汽的 温度和流量，从而增加发电能力。 实施例二
本实施例的结构如图3所示，本实施例在窑尾锅炉12内的蒸发 器15的下部设有给水加热器27，给水加热器27的进口通过管道与 窑头锅炉13内的给水加热器20的出口相连，给水加热器27的出口 通过管道与窑尾汽包16相连，其它结构与实施例一相同。来自除氧 器24的锅炉给水由锅炉给水泵23打到窑头锅炉13的给水加热器20 加热后分两路， 一路进入窑头锅炉13的窑头汽包21，另一路进入窑 尾锅炉12的给水加热器27，经给水加热器27加热后进入窑尾锅炉 12的窑尾汽包16。窑头锅炉13的窑头汽包21和窑尾锅炉12的窑尾 汽包16内的水通过自然循环方式各自经蒸发器19、 15吸热沸腾后到 达各自的汽包21、 16。从窑头汽包21和窑尾汽包16分离出来的饱 和蒸汽经各自的低温过热器18、 14过热后，变成过热蒸汽，通过设 置低温过热器18、 14的受热面大小，可以使得从窑尾锅炉12的过热 器14出来的蒸汽和从窑头锅炉13的过热器18出来的蒸汽温度接近 或相同，两股温度接近或相同的过热蒸汽在汇集点29汇集后进入公 共高温过热器28再进行过热，过热后送到汽轮机22膨胀作功，经冷 凝器25冷却变成凝结水，由凝结水泵26把它打到除氧器24。
本实施例在窑尾锅炉12内的蒸发器15的下部增设给水加热器 27，用于需要进一步降低窑尾锅炉出口废气温度的场合。
本实用新型还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换 形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
权利要求1.一种水泥窑纯中低温余热发电系统，包括熟料冷却机(1)、窑尾预热器(7)、窑头锅炉(13)、窑尾锅炉(12)、窑头汽包(21)、窑尾汽包(16)、汽轮机(22)、锅炉给水泵(23)、除尘器(8)、风机(9)、烟囱(10)，熟料冷却机(1)内设有进料端(2)、出料端(3)，熟料冷却机(1)靠近进料端(2)设有前部抽风口(34)，中部设有中部抽风口(5)，靠近出料端(3)设有尾部抽风口(6)，熟料冷却机(1)下部中间设有一组风机(4)，下部两边各设有一组风机，中部抽风口(5)与窑头锅炉(13)的废气进口相连，尾部抽风口(6)通过除尘器(8)、风机(9)与烟囱(10)相连，窑尾预热器(7)的出口与窑尾锅炉(12)的废气进口相连，窑尾锅炉(12)内设有低温过热器(14)、蒸发器(15)，窑头锅炉(13)内设有低温过热器(18)、蒸发器(19)、给水加热器(20)，锅炉给水泵(23)与给水加热器(20)的进口相连，给水加热器(20)的出口通过管道分别接窑头汽包(21)与窑尾汽包(16)，窑头汽包(21)的出口与低温过热器(18)的进口相连，蒸发器(20)接在窑头汽包(21)上，窑尾汽包(16)的出口与低温过热器(14)的进口相连，蒸发器(15)接在窑尾汽包(16)上，其特征在于所述熟料冷却机(1)靠近进料端2设有前部抽风口(34)，所述窑头锅炉(13)上设有两个废气进口(36、37)，一个废气进口(37)位于窑头锅炉(13)上部，另一个废气进口(36)位于废气进口(37)的下部，窑头锅炉(13)内靠近废气进口(37)设有公共高温过热器(28)，所述前部抽风口(34)通过管道与窑头锅炉(13)上部的废气进口(37)相接，所述中部抽风口(5)通过管道与废气进口(37)下部的废气进口(36)相接，所述窑尾锅炉(12)的低温过热器(14)与窑头锅炉(13)的低温过热器(18)的出口通过管道接于一汇集点(29)，所述汇集点(29)的出口通过管道与公共高温过热器(28)的进口相接，所述公共高温过热器(28)的出口通过管道与汽轮机(22)相接。
2. 如权利要求1所述的一种水泥窑纯中低温余热发电系统，其 特征在于所述窑头锅炉(13)为U型，设有左右两个炉室，左右两 个炉室下部通过混合沉降室(35)相连，左炉室顶部设有废气进口(37)，靠近废气进口 (37)设有公共高温过热器(28)，左炉室下部 侧面设有另一个废气进口 (36)，右炉室从上至下依次设有给水加热 器(20)、蒸发器(19)、过热器(18)，右炉室顶部设有废气出口 (39)。
3. 如权利要求1或2所述的一种水泥窑纯中低温余热发电系统， 其特征在于所述窑尾锅炉(12)内的蒸发器(15)的下部设有给水 加热器(27)，所述给水加热器(27)的进口通过管道与窑头锅炉(13) 内的给水加热器(20)的出口相连，所述给水加热器(27)的出口通 过管道与窑尾汽包(16)相连。
4. 如权利要求1或2所述的一种水泥窑纯中低温余热发电系统， 其特征在于所述熟料冷却机(1)内，前部抽风口 (34)之前设有 挡板(33),前部抽风口 (34)与中部抽风口 (5)之间设有挡板(30)， 中部抽风口 (5)与尾部抽风口 (6)之间设有挡板(31)。
5. 如权利要求1或2所述的一种水泥窑纯中低温余热发电系统， 其特征在于所述风机(9)与烟囱(10)之间的连接管上接有一个 管道(32)，管道(32)与熟料冷却机(1)下部中间的风机(4)的 进口相连。
专利摘要本实用新型涉及一种发电系统，是一种水泥窑纯中低温余热发电系统，包括熟料冷却机、窑尾预热器、窑头锅炉、窑尾锅炉、窑头汽包、窑尾汽包、汽轮机、锅炉给水泵、除尘器、风机、烟囱，熟料冷却机靠近进料端设有前部抽风口，窑头锅炉上设有两个废气进口，窑头锅炉内靠近废气进口设有公共高温过热器，前部抽风口与窑头锅炉上部的废气进口相接，中部抽风口与废气进口下部的废气进口相接，窑尾锅炉的低温过热器与窑头锅炉的低温过热器的出口接于一汇集点，汇集点的出口与公共高温过热器的进口相接，公共高温过热器的出口与汽轮机相接。本实用新型可根据对废气热量进行梯级利用，减少或避免熵增现象，从而发电能力得到增加。
文档编号F27D17/00GK201059880SQ20072003856
公开日2008年5月14日 申请日期2007年7月13日 优先权日2007年7月13日
发明者宋纪元 申请人:南京凯盛开能环保能源有限公司