一种高效节能水泥‑电厂联合余热回收发电系统的制作方法

本实用新型属于余热回收技术领域，具体涉及一种高效节能水泥-电厂联合余热回收发电系统。

背景技术：

现有技术中水泥厂余热发电需要单独建设低参数蒸汽轮机、发电机和热力系统、控制系统等设备，还需要额外设置机力冷却塔，运行人员数量多，设备成本高，且低参数蒸汽轮机发电效率低、冷源损失大。现有燃煤电厂在余热回收的热力循环过程中需要建设单独的低温加热系统、高温加热系统，将凝结水加热后送至电厂锅炉过热后生成高温高压蒸汽进行做功发电，设备较多，投资成本较大。

下面结合说明书附图对现有技术中水泥厂余热回收技术和燃煤电厂余热回收系统的主要结构和存在问题作简要分析：

附图1是现有技术中电厂余热回收系统结构示意图，电厂锅炉101产生的过热蒸汽进入电厂高参数汽轮机103带动电厂发电机104做功发电，高参数汽轮机103排出的做完功的蒸汽一部分进入电厂凝汽器105通过电厂冷却塔106冷却后成为40℃左右的低温凝结水，凝结水通过电厂循环泵107进入电厂除氧器108，高参数汽轮机103排出的另一部分蒸汽通过电厂抽汽阀111进入电厂除氧器108，通过电厂除氧器108除氧后的水通过电厂给水泵109循环回电厂锅炉101进入下一个循环。电厂高参数汽轮机103具有高温、高压，做功高效的优点，但在热力循环过程中需要建设单独的低温加热系统、高温加热系统，设备成本高。

附图2是现有技术中水泥厂余热回收系统结构示意图，水泥厂窑头或窑尾烟气送入水泥厂余热蒸汽锅炉201，从水泥厂余热蒸汽锅炉201出来的饱和低气压蒸汽送入水泥厂低参数汽轮机203带动水泥厂发电机204做功发电，水泥厂低参数汽轮机203排出的做完功的蒸汽一部分进入水泥厂凝汽器205通过水泥厂冷却塔206冷却后成为低温凝结水，凝结水通过水泥厂循环泵207进入水泥厂除氧器208，水泥厂低参数汽轮机203排出的另一部分蒸汽通过水泥厂抽汽阀211进入水泥厂除氧器208，通过水泥厂除氧器208除氧后的水通过水泥厂给水泵209循环回水泥厂余热蒸汽锅炉201进入下一个循环。水泥厂低参数汽轮机203低温、低压，具有发电效率低、冷源损失大、投资成本高、设备多、效率低等弊端，该系统设备成本高，回收效率低。

技术实现要素：

为弥补现有技术的不足，本实用新型提供一种发电效率高、冷源损失低且设备成本低的高效节能水泥-电厂联合余热回收发电系统。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种高效节能水泥-电厂联合余热回收发电系统，其特殊之处在于：包括电厂热力循环系统和水泥厂余热循环系统，所述电厂热力循环系统包括电厂锅炉、电厂汽轮机、发电机、凝汽器、除氧器和冷却塔；所述水泥厂余热循环系统包括余热热水锅炉、缓冲水箱和热水循环泵；所述凝汽器的凝结水通过入水管路与缓冲水箱连接，缓冲水箱通过热水循环泵与余热热水锅炉入水口连接，水泥厂窑尾余热烟气通入余热热水锅炉，余热热水锅炉出水口热水通过出水管路进入电厂热力循环系统。

本实用新型的高效节能水泥-电厂联合余热回收发电系统，所述余热热水锅炉出水口热水通过出水管路进入电厂热力循环系统的除氧器，经除氧器除氧后通过给水泵送入电厂锅炉。

本实用新型的高效节能水泥-电厂联合余热回收发电系统，凝汽器出来的40℃左右的低温凝结水送入缓冲水箱，然后经过热水循环泵进入余热热水锅炉换热，吸热后变为90-150℃左右的高温凝结水并通过出口管道进入高压除氧器进行除氧，通过给水泵进入电厂锅炉变为过热蒸汽进入电厂高参数汽轮机带动发电机进行做功发电，从汽轮机排出的做完功的蒸汽进入凝汽器通过冷却塔冷却后成为40℃左右的低温凝结水继续进入下一个循环。

进一步的，本实用新型的高效节能水泥-电厂联合余热回收发电系统，所述热水循环泵与余热热水锅炉连接的管路上安装有调节阀组。

进一步的，本实用新型的高效节能水泥-电厂联合余热回收发电系统，所述热水循环水泵上安装有防止水锤逆止阀，在开关热水循环水泵时防止水锤。

进一步的，本实用新型的高效节能水泥-电厂联合余热回收发电系统，所述缓冲水箱一旁设有旁路Ⅰ，缓冲水箱和旁路Ⅰ可保证入水管路缓慢稳定进水，同时缓冲水箱还可作为余热热水锅炉紧急上水放水时使用。

进一步的，本实用新型的高效节能水泥-电厂联合余热回收发电系统，所述入水管路的入水口和出水管路的出水口之间设有旁路Ⅱ，可在系统启动前或停止后对管路进行清洗。

本实用新型的高效节能水泥-电厂联合余热回收发电系统，所述入水管路和出水管路上分别安装有热计量器Ⅰ和热计量器Ⅱ。

本实用新型的高效节能水泥-电厂联合余热回收发电系统，所述凝汽器的凝结水出口管路上安装有凝结水泵，凝汽器与缓冲水箱连接的入水管路上设有切换阀门Ⅰ，凝汽器与除氧器连接的凝结水管路上设有切换阀门Ⅱ。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型减少了单独建设低参数蒸汽轮机、发电机、热力系统控制系统等设备，运行人员数量、成本及强度均降低。

（2）本实用新型解决了水泥厂原余热发电低参数蒸汽轮机发电效率低、冷源损失大、投资成本高、设备多、效率低等弊端，充分利用高参数发电机组高效、冷源损失低等特点，利用余热锅炉产生高温热水送至燃煤电厂的高压除氧器除氧后，到燃煤锅炉过热后生成高温高压蒸汽进行做功发电。

（3）本实用新型利用余热热水锅炉代替原燃煤电厂的低温加热系统高温加热系统，既增加了水泥厂的余热回收量，又减少了电厂的水加热系统，设备的投入，优化简洁了系统，提高了系统的稳定性及热回收效率。

附图说明

附图1是现有技术中电厂余热回收系统结构示意图。

附图2现有技术中水泥厂余热回收系统结构示意图。

附图3是本实用新型的结构示意图。

图中，1切换阀门Ⅰ，2缓冲水箱，3热水循环泵，4调节阀组，5余热热水锅炉，6旁路Ⅱ，7旁路Ⅰ，8防止水锤逆止阀，9入水管路，10出水管路，11热计量器Ⅰ，12热计量器Ⅱ，13电厂锅炉，14电厂汽轮机，15发电机，16凝汽器，17冷却塔，18凝结水泵，19切换阀门Ⅱ，20除氧器，101电厂锅炉，102电厂蒸汽阀，103电厂高参数汽轮机，104电厂发电机，105电厂凝汽器，106电厂冷却塔，107电厂循环泵，108电厂除氧器，109电厂给水泵，110电厂扩容器，111电厂抽汽阀，201水泥厂锅炉，202水泥厂蒸汽阀，203水泥厂低参数汽轮机，204水泥厂发电机，205水泥厂凝汽器，206水泥厂冷却塔，207水泥厂循环泵，208水泥厂除氧器，209水泥厂给水泵，210水泥厂扩容器，211水泥厂抽汽阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的实用新型构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，本发明的保护范围包括但不限于以下实施例，在不偏离本申请的精神和范围的前提下任何对本发明的技术方案的细节和形式所做出的修改均落入本发明的保护范围内。

附图3是本实用新型的一种具体实施方式。该实施例包括电厂热力循环系统和水泥厂余热循环系统，所述电厂热力循环系统包括电厂锅炉13、电厂汽轮机14、发电机15、凝汽器16、除氧器20和冷却塔17；所述水泥厂余热循环系统包括余热热水锅炉5、缓冲水箱2和热水循环泵3。

凝汽器16的凝结水通过入水管路9与缓冲水箱2连接，缓冲水箱2通过热水循环泵3与余热热水锅炉5入水口连接，水泥厂窑尾余热烟气通入余热热水锅炉5，余热热水锅炉5出水口热水通过出水管路10进入电厂热力循环系统。

本实施例的高效节能水泥-电厂联合余热回收发电系统，热水循环泵3与余热热水锅炉5连接的管路上安装有调节阀组4，根据余热热水锅炉5换热能力调节进水量。

热水循环水泵3上安装有防止水锤逆止阀8，在开关热水循环水泵3时防止水锤效应发生。

本实施例的高效节能水泥-电厂联合余热回收发电系统，缓冲水箱2一旁设有旁路Ⅰ7，缓冲水箱2和旁路Ⅰ7可保证入水管路缓慢稳定进水，同时缓冲水箱2还可作为余热热水锅炉5紧急上水放水时使用；所述入水管路9的入水口和出水管路10的出水口之间设有旁路Ⅱ6，可在系统启动前或停止后对管路进行清洗；所述入水管路9和出水管路10上分别安装有热计量器Ⅰ11和热计量器Ⅱ12；所述凝汽器16的凝结水出口管路上安装有凝结水泵18，凝汽器16与缓冲水箱2连接的入水管路9上设有切换阀门Ⅰ1，凝汽器16与除氧器10连接的凝结水管路上设有切换阀门Ⅱ19。

本实施例在具体实施时，从凝汽器16出来的40℃左右的低温凝结水通过入水管路9送入缓冲水箱2，然后经过热水循环泵3进入余热热水锅炉5换热，吸热后变为120℃左右的高温凝结水并通过出水管路10进入高压除氧器20进行除氧，通过给水泵进入电厂锅炉13变为过热蒸汽进入高参数的电厂汽轮机14带动发电机15进行做功发电，从电厂汽轮机14排出的做完功的蒸汽进入凝汽器16通过冷却塔17冷却后成为40℃左右的低温凝结水继续进入下一个循环，余热热水锅炉5的热量来自于水泥厂窑尾余热烟气。

在整个水汽循环过程中损失的水量通过补充水泵向凝汽器16补充提供。

本实用新型采用的余热热水锅炉有别于现有技术中的蒸汽余热锅炉，由原来产出1.3Mpa饱和低压蒸汽进入低温低压参数汽轮机发电，创新为利用热水余热锅炉吸收废气中的热量，产出高温热水90-150℃，然后进入高温高压汽轮机参数热力系统，利用高参数汽轮机的高效率，大大提高了全厂热效率，并降低了余热锅炉投资和制造、运行难度，减少了低参数汽轮机、发电机、热力系统、控制系统的投资，具有投资低，耗钢量少，对管材要求低等特点。

本实施例的余热热水锅炉设计参数如下：

锅炉进口烟气量：Vr=130000Nm3/h（30万工况立方米，350℃）

锅炉进口废气负压：P=-6480Pa

锅炉进口设计烟气温度：t=350℃

粉尘含量：μg=120g/Nm3

锅炉出口设计烟气温度：t≤220℃

锅炉总漏风：≤3%

余热热水锅炉吸收功率4100KW

本实用新型适合于所有水泥厂窑尾锅炉以及配套电厂，前景广阔，具有连接水泥和发电厂产业链，并优化产业链的促进作用，具有良好的经济效益和社会效益，初步投资经济效益：减少投资约1800万元（低参数蒸汽轮机、发电机、热力系统、控制系统）；运行经济效益：减少运行人员12人，较常规低参数汽轮机发电提高效率20%。