專利名稱：一種水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發(fā)電系統，具體的說是一種水泥窯純中低溫 余熱發(fā)電系統。
背景技術：
現有的水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統如圖1所示，包括熟料冷卻
機1、窯尾鍋爐12、窯頭鍋爐13、窯尾預熱器7、鍋爐給水泵23、 除氧器24、汽輪機22、冷凝器25、窯尾汽包16、窯頭汽包21，熟 料冷卻機1內設有進料端2和出料端3，在熟料冷卻機1中部設有中 部抽風口 5，尾部設有尾部抽風口 6。窯尾鍋爐12內從上至下依次設 有低溫過熱器14和蒸發(fā)器15。窯頭鍋爐13內從上至下依次設有低 溫過熱器18、蒸發(fā)器19、給水加熱器20。
窯頭鍋爐13進口的廢氣來自熟料冷卻機1的中部抽風口 5，中 部抽風口 5抽出的廢氣一般在350°C 390°C，該廢氣經過沉降室11 進入窯頭鍋爐13，然后通過布置在窯頭鍋爐13內的低溫過熱器18、 蒸發(fā)器19、給水加熱器20，逐步降溫至IO(TC左右，由窯頭鍋爐13 的出口經除塵器8、風機9，由煙囪10排出。
窯尾鍋爐12進口的廢氣來自窯尾預熱器7的出口，該廢氣的溫 度一般在310°C 340°C，它通過布置在窯尾鍋爐12內的低溫過熱器 14、蒸發(fā)器15，逐步降溫至20(TC左右，由窯尾鍋爐12的出口排出， 去生料磨機和煤磨機等設備進一步利用。
來自除氧器24的鍋爐給水由鍋爐給水泵23打到窯頭鍋爐13的 給水加熱器20加熱后分兩路， 一路進入窯頭鍋爐13的窯頭汽包21，另一路進入窯尾鍋爐12的窯尾汽包16，窯頭鍋爐13的窯頭汽包21 和窯尾鍋爐12的窯尾汽包16內的水通過自然循環(huán)方式各自經蒸發(fā)器 19、 15吸熱沸騰后到達各自的汽包21、 16。從窯頭汽包21和窯尾汽 包16分離出來的飽和蒸汽經各自的低溫過熱器18、 14過熱后，變成 過熱蒸汽在匯集點17匯集后送到汽輪機22膨脹作功，經冷凝器25 冷卻變成凝結水，由凝結水泵26把它打到除氧器24。
熟料冷卻機1中部下面的風機4取自自然環(huán)境中的冷風。從熟料 冷卻機1靠近出料端3的尾部抽風口 6出來的廢氣和窯尾鍋爐12出 口的廢氣匯集后經除塵器8、風機9，由煙囪10排出，風機9出口的 廢氣溫度也有IO(TC左右。
現有的這種水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統存在以下問題①熟料 冷卻機1靠近進料端2廢氣溫度較高，熟料冷卻機1靠近出料端3廢 氣溫度較低，這兩種廢氣混合后由中部抽風口 5抽出，這樣沒有做到 廢氣熱量根據其溫度高低進行梯級利用。②窯頭鍋爐13進口的廢氣 溫度較窯尾鍋爐12進口的廢氣溫度要高，這樣窯頭鍋爐13出來的過 熱蒸汽也會比窯尾鍋爐12出來的過熱蒸汽溫度要高，在匯集點17混 合后的過熱蒸汽溫度比窯頭鍋爐13出來的過熱蒸汽低，這就產生了 熱力學中的熵增現象，即降低了過熱蒸汽的作功的本領和熱循環(huán)效
率，使汽輪發(fā)電機的發(fā)電功率減少。③風機9出口的廢氣溫度還有 IO(TC左右，此熱量沒有充分利用而直接由煙囪IO排走。 發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提出一種可根據溫度高低對廢氣熱量進 行梯級利用，減少或避免熵增現象，使得汽輪機進口過熱蒸汽的溫度 得到提高，從而發(fā)電能力得到增加的水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統。
本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現 一種水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統，包括熟料冷卻機、窯尾預熱 器、窯頭鍋爐、窯尾鍋爐、窯頭汽包、窯尾汽包、汽輪機、鍋爐給水 泵、除塵器、風機、煙囪，熟料冷卻機內設有進料端2、出料端3，
熟料冷卻機中部設有中部抽風口，靠近出料端3設有尾部抽風口，熟
料冷卻機下部中間設有一組風機，下部兩邊各設有一組風機，中部抽 風口與窯頭鍋爐的廢氣進口相連，尾部抽風口通過除塵器、風機與煙 囪相連，窯尾預熱器的出口與窯尾鍋爐的廢氣進口相連，窯尾鍋爐內 設有低溫過熱器、蒸發(fā)器，窯頭鍋爐內設有低溫過熱器、蒸發(fā)器、給 水加熱器，鍋爐給水泵與窯頭鍋爐的給水加熱器的進口相連，窯頭鍋 爐的給水加熱器的出口通過管道分別接窯頭汽包與窯尾汽包，窯頭汽 包的出口與窯頭鍋爐過熱器的進口相連，窯頭鍋爐蒸發(fā)器接在窯頭汽 包上，窯尾汽包的出口與窯尾鍋爐過熱器的進口相連，窯尾鍋爐蒸發(fā) 器接在窯尾汽包上，熟料冷卻機靠近進料端設有前部抽風口，窯頭鍋 爐上設有兩個廢氣進口， 一個廢氣進口位于窯頭鍋爐上部，另一個廢 氣進口位于前一廢氣進口的下部，窯頭鍋爐內靠近上部廢氣進口設有 公共高溫過熱器，前部抽風口通過管道與窯頭鍋爐上部的廢氣進口相 接，中部抽風口通過管道與下部的廢氣進口相接，窯尾鍋爐的過熱器 與窯頭鍋爐的過熱器的出口通過管道接于一匯集點，匯集點的出口通 過管道與公共高溫過熱器的進口相接，公共高溫過熱器的出口通過管 道與汽輪機相接。
本實用新型的目的還可以通過以下技術措施來進一步實現 前述的水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統，其中所述窯頭鍋爐采用u 型布置，設有左右兩個爐室，左右兩個爐室下部通過混合沉降室相連， 左爐室頂部設有廢氣進口，靠近此廢氣進口設有公共高溫過熱器，左 爐室下部側面設有另一廢氣進口，右爐室從上至下依次設有給水加熱
器、蒸發(fā)器、低溫過熱器，右爐室頂部設有廢氣出口。
前述的水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統，其中所述窯尾鍋爐內的蒸 發(fā)器的下部設有給水加熱器，此給水加熱器的進口通過管道與窯頭鍋 爐內的給水加熱器的出口相連，此給水加熱器的出口通過管道與窯尾 汽包相連。
前述的水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統，其中所述熟料冷卻機內， 前部抽風口之前設有擋板，前部抽風口與中部抽風口之間也設有擋 板，中部抽風口與尾部抽風口之間設有擋板。
前述的水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統，其中所述除塵器后的風機 的出口通過管道與熟料冷卻機下部中間的風機的進口相連，實現了窯 頭余風的再循環(huán)利用。
前述的水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統，各設備之間連接廢氣管道 上裝有若干個閥門，這樣可以調節(jié)窯頭鍋爐、窯尾鍋爐進口的廢氣流 量和溫度，以適應水泥熟料生產中的變工況，使余熱發(fā)電系統處于最 佳工作狀態(tài)。
本實用新型的優(yōu)點為在熟料冷卻機靠近進料端設有前部抽風 口，通過此抽風口抽出高溫廢氣，將高溫廢氣通入窯頭鍋爐內，可使 窯頭鍋爐公共高溫過熱器產生更高溫度的過熱蒸汽。熟料冷卻機中部 抽風口的中溫廢氣與經過窯頭鍋爐公共高溫過熱器己經降溫的原高 溫廢氣在窯頭鍋爐底部的混合沉降室內混合后往上走。熟料冷卻機尾 部抽風口的低溫廢氣則與窯頭鍋爐出口廢氣混合后通入除塵器內。這 樣就做到了根據溫度高低對廢氣熱量進行梯級利用。從窯尾鍋爐低溫 過熱器出來的蒸汽和從窯頭鍋爐低溫過熱器出來的蒸汽先在匯集點 進行混合匯集，通過設置低溫過熱器的受熱面大小，可以使得從窯尾 鍋爐低溫過熱器出來的蒸汽和從窯頭鍋爐低溫過熱器出來的蒸汽溫
度接近或相同，然后把混合后的過熱蒸汽再送到布置在窯頭鍋爐廢氣 進口端的公共高溫過熱器進一步加熱，將加熱后的蒸汽送到汽輪機進 口進行發(fā)電。由于從窯尾鍋爐低溫過熱器出來的蒸汽和從窯頭鍋爐低 溫過熱器出來的蒸汽是在溫度接近或相同的情況下先混合再進一步 加熱，因此可以減少或避免蒸汽的熵增現象，汽輪機進口過熱蒸汽的 溫度得到了提高，從而增加發(fā)電能力。另外，由于采用了余風再循環(huán) 利用，提高了熟料冷卻機中部下面風機的進口風溫，從而提高了熟料 冷卻機的前部和中部抽風口的廢氣溫度和流量，即提高了窯頭鍋爐兩 個進口廢氣的溫度和流量，從而提高窯頭鍋爐產汽量和過熱蒸汽溫 度，增加了發(fā)電能力。

圖1為現有的水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統流程圖。
圖2為本實用新型實施例一的流程圖。
圖3為本實用新型實施例二的流程圖。
具體實施方式
實施例一
本實施例的結構如圖1所示， 一種水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系 統，包括熟料冷卻機l、窯尾預熱器7、窯頭鍋爐13、窯尾鍋爐12、 窯頭汽包21、窯尾汽包16、汽輪機22、鍋爐給水泵23、除塵器8、 風機9、煙囪IO。熟料冷卻機l內設有進料端2和出料端3，靠近進 料端2設有前部抽風口 34，熟料冷卻機1中部設有中部抽風口 5，尾 部設有尾部抽風口6，前部抽風口 34之前設有擋板33，前部抽風口 34與中部抽風口 5之間設有擋板30，中部抽風口 5和尾部抽風口 6 之間設有擋板31，擋板30、 31、 33可以防止不同溫度范圍的廢氣互 相竄動混合。熟料冷卻機l的下部中間設有一組風機4，下部兩邊各 設有一組風機，兩邊的風機吸入自然環(huán)境的冷風。尾部抽風口 6通過 除塵器8、風機9與煙囪10相連，在風機9與煙囪IO之間的連接管 上接有一個管道32，管道32的出口接于風機4的進口。由于從風機 9出口的廢氣溫度還有IOO'C左右，這樣提高了風機4的進口風溫， 從而提高了熟料冷卻機1的前部抽風口 34和中部抽風口 5的廢氣溫 度。
窯頭鍋爐13采用U型布置，設有左右兩個爐室，左右兩個爐室 下部通過混合沉降室35相連，左爐室上部設有廢氣進口 37，靠近此 廢氣進口設有公共高溫過熱器28，左爐室下部設有另一廢氣進口 36， 右爐室從上至下依次為給水加熱器20、蒸發(fā)器19、低溫過熱器18。 前部抽風口 34通過沉降室11與窯頭鍋爐13的廢氣進口 37相連，前 部抽風口 34抽出的廢氣一般在36(TC 50(TC。中部抽風口 5與窯頭 鍋爐13的廢氣進口36相連，中部抽風口5抽出的廢氣一般在35(TC 390°C。從廢氣進口 37廢氣經過公共高溫過熱器28往下走，在混合 沉降室35進行混合。適當地布置窯頭鍋爐13的公共高溫過熱器28 受熱面的大小，使得經過窯頭鍋爐13的公共高溫過熱器28吸熱后的 廢氣溫度和從廢氣進口 36進來的中溫廢氣溫度接近或相等。經過混 合沉降室35后的廢氣，在右爐室內從下往上依次經過低溫過熱器18、 蒸發(fā)器19、給水加熱器20，由右爐室頂部廢氣出口39排出，經除塵 器8、風機9，由煙囪IO排出。
窯尾預熱器7的出口與窯尾鍋爐12的廢氣進口相連，窯尾鍋爐 12進口的廢氣來自窯尾預熱器7的出口，該廢氣的溫度一般在310 。C 34(TC,窯尾鍋爐12內設有低溫過熱器14、蒸發(fā)器15。窯尾鍋 爐12的低溫過熱器14與窯頭鍋爐13的低溫過熱器18的出口通過管 道接于一匯集點29，匯集點29的出口通過管道與公共高溫過熱器28
的進口相接，公共髙溫過熱器28的出口通過管道與汽輪機22相接。 來自除氧器24的鍋爐給水由鍋爐給水泵23打到窯頭鍋爐13的給水 加熱器20加熱后分兩路， 一路進入窯頭鍋爐13的窯頭汽包21，另 一路進入窯尾鍋爐12的窯尾汽包16，窯頭鍋爐13的窯頭汽包21和 窯尾鍋爐12的窯尾汽包16內的水通過自然循環(huán)方式各自經蒸發(fā)器 19、 15吸熱沸騰后到達各自的汽包21、 16。從窯頭汽包21和窯尾汽 包16分離出來的飽和蒸汽經各自的低溫過熱器18、 14過熱后，變成 過熱蒸汽，通過設置低溫過熱器18、 14的受熱面大小，可以得從窯 尾鍋爐12的過熱器14出來的蒸汽和從窯頭鍋爐13的過熱器18出來 的蒸汽溫度接近或相同，兩股溫度相同的過熱蒸汽在匯集點29匯集 后進入公共高溫過熱器28再進行過熱，過熱后送到汽輪機22膨脹作 功，經冷凝器25冷卻變成凝結水，由凝結水泵26把它打到除氧器 24。
由于從窯尾鍋爐12的過熱器14出來的蒸汽和從窯頭鍋爐13的 過熱器18出來的蒸汽是先混合再進一步加熱，混合時蒸汽溫度接近 或相同，因此減少或避免了熵增現象，汽輪機22進口過熱蒸汽的溫 度和流量也得到了提高，從而增加發(fā)電能力。另外，由風機9到煙囪 10的管道中接一個路管道32引到熟料冷卻機1中部下面的風機4進 口處，提高了熟料冷卻機1中部下面風機4的進口風溫，從而提高了 熟料冷卻機1的前部抽風口 34和中部抽風口 5的廢氣溫度，即提高 了窯頭鍋爐13兩個進口廢氣的溫度。提高了汽輪機進口過熱蒸汽的 溫度和流量，從而增加發(fā)電能力。 實施例二
本實施例的結構如圖3所示，本實施例在窯尾鍋爐12內的蒸發(fā) 器15的下部設有給水加熱器27，給水加熱器27的進口通過管道與 窯頭鍋爐13內的給水加熱器20的出口相連，給水加熱器27的出口 通過管道與窯尾汽包16相連，其它結構與實施例一相同。來自除氧 器24的鍋爐給水由鍋爐給水泵23打到窯頭鍋爐13的給水加熱器20 加熱后分兩路， 一路進入窯頭鍋爐13的窯頭汽包21，另一路進入窯 尾鍋爐12的給水加熱器27，經給水加熱器27加熱后進入窯尾鍋爐 12的窯尾汽包16。窯頭鍋爐13的窯頭汽包21和窯尾鍋爐12的窯尾 汽包16內的水通過自然循環(huán)方式各自經蒸發(fā)器19、 15吸熱沸騰后到 達各自的汽包21、 16。從窯頭汽包21和窯尾汽包16分離出來的飽 和蒸汽經各自的低溫過熱器18、 14過熱后，變成過熱蒸汽，通過設 置低溫過熱器18、 14的受熱面大小，可以使得從窯尾鍋爐12的過熱 器14出來的蒸汽和從窯頭鍋爐13的過熱器18出來的蒸汽溫度接近 或相同，兩股溫度接近或相同的過熱蒸汽在匯集點29匯集后進入公 共高溫過熱器28再進行過熱，過熱后送到汽輪機22膨脹作功，經冷 凝器25冷卻變成凝結水，由凝結水泵26把它打到除氧器24。
本實施例在窯尾鍋爐12內的蒸發(fā)器15的下部增設給水加熱器 27，用于需要進一步降低窯尾鍋爐出口廢氣溫度的場合。
本實用新型還可以有其它實施方式，凡采用同等替換或等效變換 形成的技術方案，均落在本實用新型要求保護的范圍之內。
權利要求1.一種水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統，包括熟料冷卻機(1)、窯尾預熱器(7)、窯頭鍋爐(13)、窯尾鍋爐(12)、窯頭汽包(21)、窯尾汽包(16)、汽輪機(22)、鍋爐給水泵(23)、除塵器(8)、風機(9)、煙囪(10)，熟料冷卻機(1)內設有進料端(2)、出料端(3)，熟料冷卻機(1)靠近進料端(2)設有前部抽風口(34)，中部設有中部抽風口(5)，靠近出料端(3)設有尾部抽風口(6)，熟料冷卻機(1)下部中間設有一組風機(4)，下部兩邊各設有一組風機，中部抽風口(5)與窯頭鍋爐(13)的廢氣進口相連，尾部抽風口(6)通過除塵器(8)、風機(9)與煙囪(10)相連，窯尾預熱器(7)的出口與窯尾鍋爐(12)的廢氣進口相連，窯尾鍋爐(12)內設有低溫過熱器(14)、蒸發(fā)器(15)，窯頭鍋爐(13)內設有低溫過熱器(18)、蒸發(fā)器(19)、給水加熱器(20)，鍋爐給水泵(23)與給水加熱器(20)的進口相連，給水加熱器(20)的出口通過管道分別接窯頭汽包(21)與窯尾汽包(16)，窯頭汽包(21)的出口與低溫過熱器(18)的進口相連，蒸發(fā)器(20)接在窯頭汽包(21)上，窯尾汽包(16)的出口與低溫過熱器(14)的進口相連，蒸發(fā)器(15)接在窯尾汽包(16)上，其特征在于所述熟料冷卻機(1)靠近進料端2設有前部抽風口(34)，所述窯頭鍋爐(13)上設有兩個廢氣進口(36、37)，一個廢氣進口(37)位于窯頭鍋爐(13)上部，另一個廢氣進口(36)位于廢氣進口(37)的下部，窯頭鍋爐(13)內靠近廢氣進口(37)設有公共高溫過熱器(28)，所述前部抽風口(34)通過管道與窯頭鍋爐(13)上部的廢氣進口(37)相接，所述中部抽風口(5)通過管道與廢氣進口(37)下部的廢氣進口(36)相接，所述窯尾鍋爐(12)的低溫過熱器(14)與窯頭鍋爐(13)的低溫過熱器(18)的出口通過管道接于一匯集點(29)，所述匯集點(29)的出口通過管道與公共高溫過熱器(28)的進口相接，所述公共高溫過熱器(28)的出口通過管道與汽輪機(22)相接。
2. 如權利要求1所述的一種水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統，其 特征在于所述窯頭鍋爐(13)為U型，設有左右兩個爐室，左右兩 個爐室下部通過混合沉降室(35)相連，左爐室頂部設有廢氣進口(37)，靠近廢氣進口 (37)設有公共高溫過熱器(28)，左爐室下部 側面設有另一個廢氣進口 (36)，右爐室從上至下依次設有給水加熱 器(20)、蒸發(fā)器(19)、過熱器(18)，右爐室頂部設有廢氣出口 (39)。
3. 如權利要求1或2所述的一種水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統， 其特征在于所述窯尾鍋爐(12)內的蒸發(fā)器(15)的下部設有給水 加熱器(27)，所述給水加熱器(27)的進口通過管道與窯頭鍋爐(13) 內的給水加熱器(20)的出口相連，所述給水加熱器(27)的出口通 過管道與窯尾汽包(16)相連。
4. 如權利要求1或2所述的一種水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統， 其特征在于所述熟料冷卻機(1)內，前部抽風口 (34)之前設有 擋板(33),前部抽風口 (34)與中部抽風口 (5)之間設有擋板(30)， 中部抽風口 (5)與尾部抽風口 (6)之間設有擋板(31)。
5. 如權利要求1或2所述的一種水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統， 其特征在于所述風機(9)與煙囪(10)之間的連接管上接有一個 管道(32)，管道(32)與熟料冷卻機(1)下部中間的風機(4)的 進口相連。
專利摘要本實用新型涉及一種發(fā)電系統，是一種水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統，包括熟料冷卻機、窯尾預熱器、窯頭鍋爐、窯尾鍋爐、窯頭汽包、窯尾汽包、汽輪機、鍋爐給水泵、除塵器、風機、煙囪，熟料冷卻機靠近進料端設有前部抽風口，窯頭鍋爐上設有兩個廢氣進口，窯頭鍋爐內靠近廢氣進口設有公共高溫過熱器，前部抽風口與窯頭鍋爐上部的廢氣進口相接，中部抽風口與廢氣進口下部的廢氣進口相接，窯尾鍋爐的低溫過熱器與窯頭鍋爐的低溫過熱器的出口接于一匯集點，匯集點的出口與公共高溫過熱器的進口相接，公共高溫過熱器的出口與汽輪機相接。本實用新型可根據對廢氣熱量進行梯級利用，減少或避免熵增現象，從而發(fā)電能力得到增加。
文檔編號F27D17/00GK201059880SQ20072003856
公開日2008年5月14日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權日2007年7月13日
發(fā)明者宋紀元 申請人:南京凱盛開能環(huán)保能源有限公司