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带副产 煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统

阅读：48发布：2024-02-20

专利汇可以提供带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统，包括烟气阀门、余热锅炉、汽包、汽轮机、锅炉给水泵、凝汽器、凝结水泵、冷却塔、除氧器、发电机、引风机、鼓风机、烟囱，余热锅炉从上到下依次设有燃烧炉膛、高温过热器、低温过热器、蒸发器、省煤器，高温过热器出口和汽轮机进汽口通过管道相连，余热锅炉有一个石灰窑废气进口，还有一个副产煤气进口，进气烟管上加设一鼓风口，提供煤气燃烧所需氧气。本发明可大幅提高烟气温度，使汽轮机进口过热蒸汽的温度和压力得到提高，增加发电能力。，下面是带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统，包括烟气阀门（2）、余热锅炉（6）、汽包（8）、汽轮机（9）、锅炉给水泵（15）、引风机（7）和烟囱（1），其特征在于：所述余热锅炉（6）内设有燃烧炉膛（5）、高温过热器（17）、低温过热器（18）、蒸发器（19）和省煤器（20），所述燃烧炉膛（5）上设有一个废气进口（4），所述燃烧炉膛（5）上还设有一个煤气进口（16），所述锅炉给水泵（15）与省煤器（20）的进口相连，所述省煤器（20）的出口与汽包（8）的进水口相连，所述蒸发器（19）的进水口与汽包（8）的出水口相连，所述蒸发器（19）的出口与汽包（8）的汽液两相进口相连，所述低温过热器（18）进汽口与汽包（8）的出汽口相连，所述低温过热器（18）的出汽口与高温过热器（17）的进汽口相连，所述高温过热器（17）的出汽口与汽轮机（9）的进汽口相连。
2.根据权利要求1所述的带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统，其特征在于，所述燃烧炉膛（5）、高温过热器（17）、低温过热器（18）、蒸发器（19）和省煤器（20）在余热锅炉（6）内从上至下依次设置。
3.根据权利要求1所述的带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统，其特征在于，所述蒸发器为高压蒸发器，所述省煤器包括高温省煤器（201）和低温省煤气（202），余热锅炉（6）内还设有高压过热器（17＇）、低压过热器（18＇）、低压蒸发器（192）和低温省煤器（202），所述汽包分为高压汽包（82）和低压汽包（81），所述锅炉给水泵（15）与低温省煤器（202）的进口相连，所述低温省煤器（202）的出口与高温省煤器（201）的进口和低压汽包（81）的进水口相连，所述低压蒸发器（192）的进水口与低压汽包（81）的出水口相连，所述低压蒸发器（192）的出口与低压汽包（81）的汽液两相进口相连，所述低压过热器（18＇）的进汽口与低压汽包（81）的出汽口相连，所述低压过热器（18＇）的出汽口与汽轮机（9）的低压进汽口相连，还与除氧器（14）的蒸汽进口相连，所述高温省煤器（201）的出水口与高压汽包（82）的进水口相连，所述高压蒸发器（191）的进水口与高压汽包（82）的出水口相连，所述高压蒸发器（191）的出水口与高压汽包（82）的汽液两相进口相连，所述高压过热器（17＇）的进口与高压汽包（82）的出汽口相连，所述高压过热器（17＇）的出口与汽轮机（9）的高压进汽口相连。
4.根据权利要求3所述的带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统，其特征在于，所述燃烧炉膛（5）、高压过热器（17＇）、高压蒸发器（191）、高温省煤器（201）、低压过热器（18＇）、低压蒸发器（192）和低温省煤器202）在余热锅炉（6）内从上至下依次设置。
5.根据权利要求1或3所述的带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统，其特征在
于：所述废气进口（4）位于燃烧炉膛（5）的侧面，所述煤气进口（16）位于燃烧炉膛（5）的顶部。
6.根据权利要求1或3所述的带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统，其特征在
于：所述余热锅炉（6）下部设有废气出口，所述废气出口与引风机（7）相接后接烟囱（1）排往大气。
7.根据权利要求1或3所述的带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统，其特征在
于，还包括发电机（10），所述发电机（10）与汽轮机连接。
8.根据权利要求1或3所述的带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统，其特征在
于，还包括冷凝机构，所述冷凝机构包括凝汽器（11）、凝结水泵（13）和冷却塔（12），所述凝汽器一端连接汽轮机，另一端连接凝结水泵，所述冷却塔的循环水入口与凝汽器的循环水出口连接，冷却塔的循环水出口与凝汽器的循环水入口连接。
9.根据权利要求8所述的带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统，其特征在于，在锅炉给水泵（15）和冷凝机构之间还设有除氧器（14）。
10.根据权利要求1或3所述的带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统，其特征在于，还包括鼓风机（3），所述鼓风机设置在废气进口（4）前。

说明书全文

带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种余热发电系统，特别涉及一种带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统。

背景技术

[0002] 现有的石灰窑废气余热发电系统如图1所示，包括烟气阀门2、余热锅炉6、锅炉给水泵15、除氧器14、汽轮机9、凝汽器11、汽包8，余热锅炉6内从上到下依次设有高温过热器17、蒸发器19和省煤器20。

[0003] 余热锅炉6进口废气来自石灰窑预热器，进气温度约350～400℃，该废气进入余热锅炉6，通过布置在锅炉内的过热器、蒸发器、省煤器，逐步降温至160～180℃，这些废气经引风机7通过烟囱1排到大气中。

[0004] 来自除氧器14的锅炉给水经锅炉给水泵15打到余热锅炉6的省煤器加热后进入汽包8，汽包8内的水通过自然循环方式经蒸发器吸热沸腾后回到汽包8内，从汽包8内分离出来的饱和蒸汽经过高温过热器吸热后变成过热蒸汽，然后进入汽轮机9膨胀做功，经凝汽器11冷却后变成凝结水，由凝结水泵13打到除氧器14。

[0005] 现有的这种石灰窑废气余热发电系统存在以下问题：

[0006] 1、石灰窑废气温度低，故过热蒸汽参数低，系统热效率低，发电量少。

[0007] 2、一般钢铁厂附属的石灰窑生产线在煤气管网中有富余的高炉煤气或转炉煤气，可以利用这些富余煤气增加发电量。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种提高废气温度，使得汽轮机进口过热蒸汽的温度和压力得到提高，可增加发电能力的带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统。

[0009] 本发明的目的通过下述技术方案实现：

[0010] 本发明带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统，包括烟气阀门、余热锅炉、汽包、锅炉给水泵、凝汽器、凝结水泵、冷却塔、除氧器、汽轮机、发电机、引风机和烟囱，所述余热锅炉内设有燃烧炉膛、高温过热器、低温过热器、蒸发器和省煤器，所述燃烧炉膛上设有一个废气进口，所述燃烧炉膛上还设有一个煤气进口，所述锅炉给水泵与省煤器的进口相连，所述省煤器的出口与汽包的进水口相连，所述蒸发器的进水口与汽包的出水口相连，所述蒸发器的出口与汽包的汽液两相进口相连，所述低温过热器进汽口与汽包的出汽口相连，所述低温过热器的出汽口与高温过热器的进汽口相连，所述高温过热器的出汽口与汽轮机的进汽口相连。

[0011] 优选的，所述燃烧炉膛、高温过热器、低温过热器、蒸发器和省煤器在余热锅炉内从上至下依次设置。

[0012] 优选的，所述蒸发器为高压蒸发器，所述省煤器包括高温省煤器和低温省煤气，余热锅炉内还设有高压过热器、低压过热器、低压蒸发器和低温省煤器，所述汽包分为高压汽包和低压汽包，所述锅炉给水泵与低温省煤器的进口相连，所述低温省煤器的出口与高温省煤器的进口和低压汽包的进水口相连，所述低压蒸发器的进水口与低压汽包的出水口相连，所述低压蒸发器的出口与低压汽包的汽液两相进口相连，所述低压过热器的进汽口与低压汽包的出汽口相连，所述低压过热器的出汽口与汽轮机的低压进汽口相连，还与除氧器蒸汽进口相连，所述高温省煤器的出水口与高压汽包的进水口相连，所述高压蒸发器的进水口与高压汽包的出水口相连，所述高压蒸发器的出水口与高压汽包的汽液两相进口相连，所述高压过热器的进口与高压汽包的出汽口相连，所述高压过热器的出口与汽轮机的高压进汽口相连。

[0013] 优选的，所述燃烧炉膛、高压过热器、高压蒸发器、高温省煤器、低压过热器、低压蒸发器和低温省煤器在余热锅炉内从上至下依次设置。

[0014] 优选的，所述废气进口位于燃烧炉膛的侧面，所述煤气进口位于燃烧炉膛的顶部。

[0015] 优选的，所述余热锅炉下部设有废气出口，所述废气出口与引风机相接后接烟囱排往大气。

[0016] 优选的，本发明的发电系统还包括发电机，所述发电机与汽轮机连接。

[0017] 优选的，本发明的发电系统还包括冷凝机构，所述冷凝机构包括凝汽器、凝结水泵和冷却塔，所述凝汽器一端连接汽轮机，另一端连接凝结水泵，所述冷却水塔的循环水入口与凝汽器的循环水出口连接，冷却塔的循环水出口与凝汽器的循环水入口连接。

[0018] 优选的，本发明的发电系统在锅炉给水泵和冷凝机构之间还设有除氧器。

[0019] 优选的，本发明的发电系统还包括鼓风机，所述鼓风机设置在废气进口前。

[0020] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

[0021] 1、本发明余热锅炉顶部采用副产煤气补燃，大幅提高烟气温度，增大了蒸汽参数，提高了蒸汽的做功能力，增加了发电量。另外，锅炉给水泵出来的给水先经过低温省煤器吸热后，大部分进入高温省煤器继续吸热，然后进入高压汽包，小部分进入低压汽包，低压汽包的水和蒸汽在低温烟气段吸热，高压汽包的水和蒸汽在高温烟气段吸热，减少了传热温差，降低了熵产，同时增大了高压蒸汽参数，提高了蒸汽的做功能力，增加了发电量。

[0022] 2、本发明在石灰窑废气出现故障的情况下，增加补燃烟气量，可维持余热发电系统继续运行，避免余热发电系统因石灰窑故障而停机，从而提高余热发电系统的可靠性。附图说明

[0023] 图1是现有的石灰窑废气余热发电系统结构示意图。

[0024] 图2是本发明实施例一的结构示意图。

[0025] 图3是本发明实施例二的结构示意图。

[0026] 附图标号说明

[0027]

[0028]

具体实施方式

[0029] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

[0030] 实施例一

[0031] 本实施例的结构如图2所示，带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电系统，包括烟气阀门2、余热锅炉6、汽包8、汽轮机9、发电机10、凝汽器11、冷却塔12、凝结水泵13、除氧器14、锅炉给水泵15、引风机7、鼓风机3和烟囱1，余热锅炉6内从上至下依次设有燃烧炉膛5、高温过热器17、低温过热器18、蒸发器19和省煤器20，余热锅炉6的燃烧炉膛5上设有一个废气进口4，还设有一个煤气进口16，锅炉给水泵15与省煤器20的进口相连，省煤器20的出口与汽包8的进水口相连，蒸发器19的进水口与汽包8的出水口相连，蒸发器19的出口与汽包8的汽液两相进口相连，低温过热器18进汽口与汽包8的出汽口相连，低温过热器18的出汽口与高温过热器17的进汽口相连，高温过热器17的出汽口与汽轮机9的进汽口相连。余热锅炉6下部设有废气出口，这些废气经引风机7通过烟囱1排到大气中。

[0032] 鼓风机3引入环境中的冷风，引风机7进口与余热锅炉6出气口相连，引风机7出风经过烟囱1排入大气中。石灰窑废气温度一般在350～400℃，在燃烧炉膛5和煤气燃烧后的烟气混合后（温度一般在550～600℃），从上到下依次经过高温过热器17、低温过热器18、蒸发器19和省煤器20,废气出余热锅炉6的温度一般是160～180℃。

[0033] 来自除氧器14的锅炉给水由锅炉给水泵15打到余热锅炉6的省煤器20加热后进入汽包8。汽包8内的水通过自然循环方式经蒸发器19吸热沸腾后到达汽包8，从汽包8分离出来的饱和蒸汽经低温过热器18和高温过热器17过热后，进入汽轮机9内膨胀做功，做功后的乏汽经凝汽器11冷却变成凝结水，由凝结水泵13把它打到除氧器14。

[0034] 由于采用了副产煤气补燃使废气温度提高到550～600℃，大幅提高了进入余热锅炉6炉内的烟气温度，提高了进入汽轮机9的过热蒸汽参数（中温中压），提高了蒸汽的做功能力和热力系统朗肯循环效率，增加了发电量。

[0035] 在石灰窑出现故障的情况下，增加补燃烟气量，可维持余热发电系统继续运行，避免余热发电系统因石灰窑故障而停机，从而提高余热发电系统的可靠性。

[0036] 实施例二

[0037] 本实施例的结构如图3所示,与实施例一的区别在于:余热锅炉6内从上至下依次设有燃烧炉膛5、高压过热器17＇、高压蒸发器191、高温省煤器201、低压过热器18＇、低压蒸发器192和低温省煤器202，汽包分为高压汽包82和低压汽包81，锅炉给水泵15与低温省煤器202的进口相连，低温省煤器202的出口与高温省煤器201的进口和低压汽包81的进水口相连，低压蒸发器192的进水口与低压汽包81的出水口相连，低压蒸发器192的出口与低压汽包81的汽液两相进口相连，低压过热器18＇的进汽口与低压汽包81的出汽口相连，低压过热器18＇的出汽口与汽轮机9的低压进汽口相连，还与除氧器14的蒸汽进口相连，高温省煤器201的出水口与高压汽包82的进水口相连，高压蒸发器191的进水口与高压汽包82的出水口相连，高压蒸发器191的出水口与高压汽包82的汽液两相进口相连，高压过热器17＇的进口与高压汽包82的出汽口相连，高压过热器17＇的出口与汽轮机9的高压进汽口相连。

[0038] 石灰窑废气温度一般在350～400℃，在燃烧炉膛5和煤气燃烧后的烟气混合后（温度一般在550～600℃），从上到下依次经过高压过热器17＇、高压蒸发器191、高温省煤器201、低压过热器18＇、低压蒸发器192和低温省煤器202,废气出余热锅炉6的温度一般是140～160℃。

[0039] 余热锅炉6的高压过热器17＇出口通过管道与汽轮机9高压进汽口相连，低压过热器18＇出口通过管道与汽轮机9低压进汽口相连，还与除氧器14的蒸汽进口相连。来自除氧器14的锅炉给水由锅炉给水泵15打到余热锅炉6的低温省煤器202加热后分两路，一路进入低压汽包81，另一路进入高温省煤器201。高压汽包82和低压汽包81内的水通过自然循环方式各自经高压蒸发器191和低压蒸发器192吸热沸腾后到达各自汽包，从高压汽包82和低压汽包81分离出来的饱和蒸汽经各自的过热器过热后，变成了高压过热蒸汽和低压过热蒸汽，分别进入汽轮机9的高、低压进汽口在汽轮机9内膨胀做功，一部分低压过热蒸汽还进入除氧器14加热给水，做功后的乏汽经凝汽器11冷却变成凝结水，由凝结水泵13把它打到除氧器14。

[0040] 由于采用了双压系统，低压汽包8的水和蒸汽在低温烟气段吸热，高压汽包82的水和蒸汽在高温烟气段吸热，减少了传热温差，降低了熵产，同时增大了进入汽轮机9的高压蒸汽参数（中温中压），提高了蒸汽的做功能力，增加了发电量。由于采用了副产煤气补燃，大幅提高了余热锅炉6内的烟气温度，提高了汽轮机9进口过热蒸汽的温度和压力，从而增加了发电能力。

[0041] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

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