[发明专利]一种余热锅炉发电耦合系统

说明书

技术领域

本发明属于余热利用技术领域，涉及一种余热锅炉发电耦合系统。

背景技术

在我国现阶段冶金、化工行业中，回转窑和矿热炉有着非常广泛的应用。然而，由于高能耗（尤其是电力需求高）、高污染的特点，这些行业在防污减排、节能降耗等方面承受着巨大的压力。

在生产环节中，回转窑和矿热炉生产会产生大量的高温废气，许多工厂采用的工艺是通过接入大面积的散热器，使得烟气温度降低到收尘器能承受的温度，最后直接排出。只有少数余热资源用于助燃空气、预热混合料或利用余热回收装置产生蒸汽，总体来说余热回收利用效率不高。

近年来，余热发电技术有了迅速的发展。现有的余热发电系统是烧结烟气通过余热锅炉换热后直接产生过热主蒸汽推动汽轮机发电，主要存在以下问题：（1）由于余热锅炉进口烟气温度低，余热锅炉产生的过热蒸汽压力和温度都较低，发电效率低；（2）由于生产现场条件变化，烟气温度变化频繁，致使汽轮发电机组频繁启动；（3）由于春冬季节环境温度低引起烟气温度低，余热锅炉产生的过热蒸汽温度达不到汽轮机要求的最低进汽温度而被迫停机，使烟气余热得不到充分利用；（4）也有提出在余热锅炉烟气进口进行补燃提高烟气温度的方案，虽然能提高发电能力，但需增加大量外来能源消耗。

我国余热发电机组按余热锅炉形式分为三种，即：单压、双压、闪蒸。与单压系统相比，双压和闪蒸都可以降低锅炉出口的烟气温度，能够提高余热锅炉的当量热效率，但是有着结构更复杂，操作难度增加，投资较大的缺点；闪蒸系统对汽轮机的转子、叶片要求较高。

对于冶金行业企业，余热发电系统投资小，见效快，可大幅降低生产能耗，同时提高企业经济效益，对于我国的节能减排以及冶金行业的发展都有极为重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种余热锅炉发电耦合系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种余热锅炉发电耦合系统，包括矿热炉烟气余热利用系统、回转窑烟气余热利用系统、循环流化床锅炉发电耦合系统；

所述的循环流化床锅炉发电系统，包括循环流化床锅炉、主蒸汽管道、汽包、汽轮机、发电机，其中循环流化床锅炉的烟气出口通过主蒸汽管道与汽包连接，汽包出口通过管路依次与汽轮机、发电机连接；

所述的矿热炉、回转窑烟气余热利用系统分别包括矿热炉余热锅炉和回转窑余热锅炉，其中两种余热锅炉采用双压系统，余热锅炉内安装有低压换热器和高压换热器，两种余热锅炉的高压蒸汽出口分别连接循环流化床锅炉发电系统的主蒸汽管道。

进一步地，所述的矿热炉烟气余热利用系统，包括矿热炉、水冷风冷装置、沉降室、矿热炉余热锅炉、除尘器、引风机、烟囱，其中矿热炉的烟气出口通过管路连接水冷风冷装置，水冷风冷装置的出口通过烟道连接沉降室，沉降室的烟气出口通过管路依次连接矿热炉余热锅炉和除尘器，除尘器的出口通过引风机和烟囱连接。

所述的回转窑烟气余热利用系统，包括回转窑、沉降室、除尘器、引风机、烟囱和回转窑余热锅炉，其中回转窑的烟气出口通过烟道与沉降室连接，沉降室的出口通过管路依次连接回转窑余热锅炉和除尘器，除尘器的出口通过引风机和烟囱连接。

本发明的作用原路如图2所示，矿热电炉烟气余热锅炉与回转窑烟气余热锅炉分别单独构成一个余热利用子系统，将整个生产过程中产生的余热返送回自备电站的汽轮机由发电机实现余热发电。其中回转窑余热锅炉和矿热炉余热锅炉采用双压系统，余热锅炉内布置有低压换热器和高压换热器，经过除氧器除氧后的冷水送往低压换热器和高压换热器，回转窑和矿热炉产生的高温烟气进入余热锅炉后与低压换热器和高压换热器进行换热，高压换热器换热后产生的高压蒸汽，汇集到余热发电系统的主蒸汽管道，送至汽轮机发电，发电完成后的蒸汽通过凝汽器冷凝为冷水后再次送至除氧器对低压换热器和高压换热器供水，低压换热器换热后产生的低压蒸汽或热水用于回到除氧器进行除氧操作。

本发明的回转窑、矿热炉、自备电厂循环流化床锅炉发电耦合系统，在冶金化工行业工艺中有广阔的应用的空间，能够提高能源利用率、减少环境污染。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作原理图；

图中：1-循环流化床锅炉、2-主蒸汽管道、3-汽包、4-汽轮机、5-发电机、6-包括矿热炉、7-水冷风冷装置、8-沉降室Ⅰ、9-矿热炉余热锅炉、10-除尘器Ⅰ、11-引风机Ⅰ、12-烟囱Ⅰ、13-回转窑、14-沉降室Ⅱ、15-回转窑余热锅炉、16-除尘器Ⅱ、17-引风机Ⅱ、18-烟囱Ⅱ。