專利名稱：配置蒸汽過熱器的水泥窯窯頭冷卻機(jī)廢氣余熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種余熱發(fā)電系統(tǒng)，尤其是與水泥窯配套的純中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。
技術(shù)背景目前的水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)所采用的熟料冷卻機(jī)的結(jié)構(gòu)、廢氣取熱方式及窯頭 熟料冷卻機(jī)余熱鍋爐(AQC)的設(shè)置由圖3可知出窯進(jìn)入熟料冷卻機(jī)(箭頭A方向)的熟 料溫度仍約為1350~1400°C;在冷卻機(jī)5內(nèi)，經(jīng)冷卻機(jī)底部鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣冷卻后熟料溫 度降至出料端7的約90'C時仍自冷卻機(jī)出料端經(jīng)噴水(S部位處)排出冷卻機(jī)。在冷卻機(jī)內(nèi) 熟料溫度自進(jìn)料端4的1350 1400'C冷卻至4-1點(diǎn)約60(TC時產(chǎn)生的每公斤熟料0.75~0.8 Nm3 —IOOO'C左右的廢氣，仍通入窯頭及窯尾分解爐作為煤粉燃燒用二次風(fēng)B、三次風(fēng)D;冷卻 機(jī)內(nèi)熟料溫度自4-1點(diǎn)600。C繼續(xù)冷卻至約4-5點(diǎn)約190。C時產(chǎn)生的每公斤熟料0.8~0.85 Nm3 —390'C廢氣；由冷卻機(jī)中部的抽廢氣口 8抽出后，通過管道H輸往余熱鍋爐(AQC)用于 發(fā)電，抽廢氣口規(guī)格根據(jù)水泥窯規(guī)模及冷卻機(jī)設(shè)備規(guī)格確定；冷卻機(jī)內(nèi)熟料溫度自4-5點(diǎn)的 19(TC繼續(xù)冷卻至出料端7的9(TC時產(chǎn)生的每公斤熟料0.3~0.52 Nn^—ll(TC左右的廢氣，仍 由冷卻機(jī)出料端經(jīng)噴水(S部位處)降溫后從廢氣排放口 9排出進(jìn)入收塵器10，經(jīng)收塵器收 塵后的廢氣再由風(fēng)機(jī)11及煙囪12排入大氣。以上所述熟料冷卻機(jī)的用于發(fā)電的廢氣取氣方式及余熱鍋爐設(shè)置存在的問題是 一、根據(jù)冷卻機(jī)內(nèi)熟料溫度的分布及熟料冷卻過程，熟料冷卻機(jī)內(nèi)熟料溫度自4-1點(diǎn)的 600'C冷卻至4-2點(diǎn)的19(TC時產(chǎn)生的廢氣溫度不同；隨著熟料溫度的降低，廢氣溫度也隨之 降低熟料溫度為4-l點(diǎn)的600'C時，4-1點(diǎn)產(chǎn)生的廢氣溫度可達(dá)55(TC;當(dāng)熟料溫度降低至 4-3點(diǎn)的450。C時，4-3點(diǎn)產(chǎn)生的廢氣溫度約為390。C;當(dāng)熟料溫度降低至4-5點(diǎn)的190'C時， 4-5點(diǎn)產(chǎn)生的廢氣溫度降至約150°C;熟料溫度自4-1點(diǎn)的約600'C降低至4-5點(diǎn)的190'C時產(chǎn) 生的55(TC至15(TC的廢氣總量約為每公斤熟料0.8~0.85Nm3。目前水泥窯純中低溫余熱發(fā)電 系統(tǒng)中窯頭冷卻機(jī)的用于發(fā)電的廢氣取氣方式是將冷卻機(jī)內(nèi)自4-1點(diǎn)至4-5點(diǎn)產(chǎn)生的550 'C至150'C廢氣混合后自冷卻機(jī)中部所設(shè)置的一個抽廢氣口 8抽出，其抽出的混合廢氣溫度 僅為3卯。C。這種方式是將冷卻機(jī)內(nèi)4-1點(diǎn)至4-3點(diǎn)產(chǎn)生的390 550'C中高溫廢氣與4-3點(diǎn)至 4-5點(diǎn)產(chǎn)生的150 390。C低溫廢氣混合使390 550。C的廢氣溫度全部降至390°C、 150 390°C 的廢氣溫度全部升至39(TC。這樣對于390 550'C相對高溫的廢氣來講，未能有效利用其溫度3即作功能力。
二、進(jìn)入余熱鍋爐的廢氣是冷卻機(jī)內(nèi)自4-1點(diǎn)至4-5點(diǎn)產(chǎn)生的55(TC至15(TC廢氣混合后形成的溫度僅為3卯'C左右的混合廢氣；由于廢氣溫度的限制，使余熱鍋爐根據(jù)水泥窯具體情況僅能生產(chǎn)0.69 1.57Mpa—280 36(TC的低壓低溫蒸汽和110 180°C的熱水，從而不能充分發(fā)揮廢氣余熱的發(fā)電能力。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種水泥窯窯頭冷卻機(jī)廢氣余熱發(fā)電系統(tǒng)的改進(jìn)，該系統(tǒng)應(yīng)具有生產(chǎn)的蒸汽壓力高、溫度高的特點(diǎn)，以大幅提高余熱發(fā)電能力。
本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是配置蒸汽過熱器的水泥窯窯頭冷卻機(jī)廢氣余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、余熱鍋爐和熟料冷卻機(jī)，所述熟料冷卻機(jī)上設(shè)置有抽取廢氣用于發(fā)電的抽廢氣口，抽廢氣口通過管道將廢氣接入所述的余熱鍋爐以生產(chǎn)蒸汽用于發(fā)電；其特征在
于所述的抽廢氣口具有兩個以上，這些抽廢氣口分開設(shè)置以分別抽取冷卻機(jī)內(nèi)不同溫度的廢
氣；其中的靠近進(jìn)料端部位的抽廢氣口將抽出的400 600'C溫度廢氣通過管道接入蒸汽過熱器，以便對余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽繼續(xù)加熱成為1.27 3.43Mpa、 340 435°C的相對高壓高溫蒸汽，再將該蒸汽輸往汽輪發(fā)電機(jī)組；其余的抽廢氣口分別通過各自的管道將抽取的廢氣接入所述的余熱鍋爐，以生產(chǎn)1.27 3. 43Mpa的飽和蒸汽或微過熱蒸汽。
所述的其余的抽廢氣口均通過一個合并的管道將抽取的廢氣接入所述的余熱鍋爐。所述的每一個抽廢氣口，在其位于熟料冷卻機(jī)頂板內(nèi)腔端口的附近均設(shè)置有廢氣檔板。由于本實(shí)用新型在熟料冷卻機(jī)頂板或側(cè)壁上分別設(shè)有兩個以上的用于發(fā)電的抽廢氣口，使得不同溫度的廢氣自各自的抽出口抽出后再去進(jìn)行余熱發(fā)電，從而避免了相對高溫的廢氣與低溫廢氣的混合，也即避免了相對高溫廢氣的溫度損失；其中抽取的溫度較高的廢氣還經(jīng)過蒸汽過熱器對余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽再次加熱，獲得壓力及溫度更高的蒸氣，大幅度提高了余熱發(fā)電能力(可提高15~30%)。使冷卻機(jī)廢氣余熱由原來的僅能生產(chǎn)低壓低溫蒸汽和熱水提升為可同時生產(chǎn)次中壓中溫或中壓中溫蒸汽、低壓低溫蒸汽及熱水。此外，本實(shí)用新型所設(shè)置的廢氣檔板，可明顯改善冷卻機(jī)內(nèi)腔的氣流狀況，在有效保證所抽出的廢氣溫度相對穩(wěn)定、提高余熱發(fā)電能力的同時，不影響水泥窯的生產(chǎn)運(yùn)行。


圖1是本實(shí)用新型與水泥窯的相互關(guān)系示意圖。
圖2是圖1中的熟料冷卻機(jī)結(jié)構(gòu)的放大示意圖。
圖3是現(xiàn)有的配備余熱發(fā)電系統(tǒng)的水泥窯裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，設(shè)置蒸汽過熱器的水泥窯窯頭冷卻機(jī)廢氣余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括汽輪發(fā)電機(jī)組、余熱鍋爐和熟料冷卻機(jī)，所述熟料冷卻機(jī)上設(shè)置有抽取廢氣用于發(fā)電的抽廢氣口，抽廢氣口通過管道將廢氣接入所述的余熱鍋爐以生產(chǎn)蒸汽用于發(fā)電；其特征在于所述的抽廢氣口具有兩個以上；這些抽廢氣口分開排列以分別抽取冷卻機(jī)內(nèi)不同溫度的廢氣，并且分別通過各自的管道將廢氣接入所述的余熱鍋爐。其中靠近進(jìn)料端部位的廢氣溫度較高的抽廢氣口 18用管道E2接通蒸汽過熱器25，以便對余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸氣繼續(xù)加熱提高到1.27 3.43Mpa、 340 435'C后輸往汽輪發(fā)電機(jī)組；對蒸汽過熱器加熱過的廢氣可再輸入余熱鍋爐生產(chǎn)1.27 3. 43Mpa的飽和蒸汽或微過熱蒸氣。
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型在水泥窯窯頭熟料冷卻機(jī)頂板或側(cè)壁上設(shè)置大于或等于兩個的多個抽廢氣口 16、 17、 18 (或更多)；這些抽廢氣口中用廢氣管道E2(根據(jù)水泥窯的情況是獨(dú)立的廢氣管道E2，或者是廢氣管道E1和廢氣管道E2各自獨(dú)立，或者是廢氣管道El和廢氣管道E2合并)將抽廢氣口 18 (根據(jù)水泥窯的情況是獨(dú)立的抽廢氣口 18，或者是抽廢氣口 17和抽廢氣口 18各自獨(dú)立，或者是抽廢氣口 17和抽廢氣口 18合并)抽出的400 60(TC溫度廢氣通入蒸汽過熱器(ASH);用廢氣管道G (根據(jù)水泥窯的情況是獨(dú)立的廢氣管道G，或者是廢氣管道G和廢氣管道E1各自獨(dú)立，或者是廢氣管道G和廢氣管道E1合并)將抽廢氣口 16 (根據(jù)水泥窯的情況是獨(dú)立的抽廢氣口 16，或者是抽廢氣口 17和抽廢氣口 16各自獨(dú)立，或者是抽廢氣口 17和抽廢氣口 16合并)抽出的150 40(TC溫度廢氣通入余熱鍋爐。所述的抽廢氣口是靠近進(jìn)料端部位的用于抽取400 600'C溫度廢氣的抽廢氣口 18或抽廢氣口 17 (或更多)和靠近出料端部位的用于抽取150 40(TC溫度廢氣的抽廢氣口 16或抽廢氣口 17 (或更多)。
所述的每一個抽廢氣口，在其位于熟料冷卻機(jī)頂板內(nèi)腔端口的附近均設(shè)置有廢氣檔板。所述的廢氣檔板分別位于熟料冷卻機(jī)頂板內(nèi)腔靠近進(jìn)料端、出料端以及每二個抽廢氣口之間。
所述的蒸汽余熱過熱器(可直接外購)，所接入的冷卻機(jī)廢氣管道是獨(dú)立(單獨(dú)設(shè)置)的；蒸汽過熱器(ASH)與窯頭熟料冷卻機(jī)余熱鍋爐(AQC)的結(jié)構(gòu)組合方式上，ASH及AQC可以是一體的(ASH與AQC安裝在一起)，也可以是各自獨(dú)立的(ASH與AQC分開設(shè)置)。
根據(jù)熟料及廢氣溫度分布情況，其廢氣抽出方式及ASH、 AQC設(shè)置方式有如下若干種
第一種配置方式
1、 熟料自4-1點(diǎn)約60CTC冷卻至4-2點(diǎn)的約500。C時產(chǎn)生的450 550。C廢氣由靠近冷卻機(jī)熱端(進(jìn)料端)即熟料溫度為60(TC至50(TC區(qū)間設(shè)置的抽廢氣口 18抽出，通過管道E2輸往蒸汽過熱器；該蒸汽過熱器對余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽再次加熱后將蒸汽用于發(fā)電。該抽出廢氣口位于冷卻機(jī)的頂板或側(cè)壁上，具體位置及開口尺寸根據(jù)水泥窯規(guī)模、熟料冷卻機(jī)鼓風(fēng)機(jī)配置、冷卻機(jī)設(shè)備情況等具體情況而定。
2、 熟料自4-2點(diǎn)的約50(TC冷卻至4-5點(diǎn)的約190。C時產(chǎn)生的150 450'C廢氣由靠近冷卻機(jī)冷端(出料端)即熟料溫度為50(TC至190'C區(qū)間設(shè)置的抽廢氣口 16或17或?qū)?6和17兩個抽廢氣口合并為一個抽廢氣口抽出，分別通過廢氣管道G、 El (或?qū)、 El兩條廢氣管道合并為一條廢氣管道)輸往余熱鍋爐。該抽出廢氣口位于冷卻機(jī)的頂板或側(cè)壁上，具體位置及開口尺寸也同樣根據(jù)水泥窯規(guī)格、熟料冷卻機(jī)鼓風(fēng)機(jī)配置、冷卻機(jī)設(shè)備等具體情況而定。抽出的廢氣總量仍保持不變， 一般仍為每公斤熟料0.8-0.85 Nm3。
為保持所抽廢氣溫度的相對穩(wěn)定，提高抽氣效果，這些抽廢氣口的位于熟料冷卻機(jī)頂板內(nèi)腔端口的附近設(shè)置有若干廢氣擋板。由圖2可知，廢氣擋板分別設(shè)置在該冷卻機(jī)頂板內(nèi)腔的不同部位，靠近進(jìn)料端設(shè)置有廢氣擋板20-4、靠近出料端設(shè)置有廢氣擋板20-l，每二個抽廢氣口之間設(shè)置有廢氣擋板20-2、 20-3，廢氣擋板的下垂長度一般根據(jù)不同規(guī)格冷卻機(jī)的具體情況而定。
第二種配置方式
1、 熟料自4-1點(diǎn)約60(TC冷卻至4-4點(diǎn)的約35(TC時產(chǎn)生的300 550'C廢氣由靠近冷卻機(jī)熱端(進(jìn)料端)即熟料溫度為600'C至350'C區(qū)間設(shè)置的抽廢氣口 18或17或?qū)?8、 17兩個抽廢氣口合并為一個抽廢氣口抽出，分別通過管道E2、 El (或?qū)2、 El兩條廢氣管道合并為一條廢氣管道)輸往蒸汽過熱器，該蒸汽過熱器對余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽再次加熱后將蒸汽用于發(fā)電。該抽出廢氣口位于冷卻機(jī)的頂板或側(cè)壁上，具體位置及開口尺寸根據(jù)水泥窯規(guī)模、熟料冷卻機(jī)鼓風(fēng)機(jī)配置、冷卻機(jī)設(shè)備情況等具體情況而定。
2、 熟料自4-4點(diǎn)的約35(TC冷卻至4-5點(diǎn)的約190'C時產(chǎn)生的150 30(TC廢氣由熟料溫度為35(TC至1卯'C區(qū)間設(shè)置的抽廢氣口 16抽出，通過廢氣管道G輸往余熱鍋爐。該抽出廢氣口位于冷卻機(jī)的頂板或側(cè)壁上，具體位置及開口尺寸也同樣根據(jù)水泥窯規(guī)格、熟料冷卻機(jī)鼓風(fēng)機(jī)配置、冷卻機(jī)設(shè)備等具體情況而定。抽出的廢氣總量仍保持不變， 一般仍為每公斤熟料0.8-0.85 Nm3。
為保持所抽廢氣溫度的相對穩(wěn)定，提高抽氣效果，這些抽廢氣口的位于熟料冷卻機(jī)頂板內(nèi)腔端口的附近設(shè)置有若干廢氣擋板。由圖2可知，廢氣擋板分別設(shè)置在該冷卻機(jī)頂板內(nèi)腔的不同部位，靠近進(jìn)料端設(shè)置有廢氣擋板20-4、靠近出料端設(shè)置有廢氣擋板20-l，每二個抽廢氣口之間設(shè)置有廢氣擋板20-2、 20-3，廢氣擋板的下垂長度一般根據(jù)不同規(guī)格冷卻機(jī)的具體情況而定。
其它種配置方式
根據(jù)熟料及廢氣溫度分布情況設(shè)置多于三個的抽廢氣口分別抽出不同溫度的廢氣，再根據(jù)抽出的廢氣溫度，通過相應(yīng)的管道相對高溫廢氣輸往蒸汽過熱器，相對低溫廢氣輸往余熱鍋爐。
圖中還有生料喂料口 P、噴煤管19和1、喂料室15、分解爐14、預(yù)熱器13、三次風(fēng)管3以及各級旋風(fēng)筒C1、 C2、 C3、 C4和C5， F為通往高溫風(fēng)機(jī)或增濕塔或窯尾余熱鍋爐方向。
權(quán)利要求1、配置蒸汽過熱器的水泥窯窯頭冷卻機(jī)廢氣余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括汽輪發(fā)電機(jī)組、余熱鍋爐和熟料冷卻機(jī)(5)，所述熟料冷卻機(jī)上設(shè)置有抽取廢氣用于發(fā)電的抽廢氣口，抽廢氣口通過管道將廢氣接入所述的余熱鍋爐以生產(chǎn)蒸汽用于發(fā)電；其特征在于所述的抽廢氣口具有兩個以上，這些抽廢氣口分開設(shè)置以分別抽取冷卻機(jī)內(nèi)不同溫度的廢氣；其中靠近進(jìn)料端部位的抽廢氣口(18)將抽出的400～600℃溫度廢氣通過管道(E2)接入蒸汽過熱器(25)，以便對余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽繼續(xù)加熱成為1.27～3.43Mpa、340～435℃的相對高壓高溫蒸汽，再將該蒸汽輸往汽輪發(fā)電機(jī)組；其余的抽廢氣口(16、17)分別通過各自的管道將抽取的廢氣接入所述的余熱鍋爐，以生產(chǎn)1.27～3.43Mpa的飽和蒸汽或微過熱蒸汽。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配置蒸汽過熱器的水泥窯窯頭冷卻機(jī)廢氣余熱發(fā)電系統(tǒng)， 其特征在于所述的其余的抽廢氣口 (16、 17)均通過一個合并的管道將抽取的廢氣接入 所述的余熱鍋爐。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的配置蒸汽過熱器的水泥窯窯頭冷卻機(jī)廢氣余熱發(fā)電系 統(tǒng)，其特征在于所述的每一個抽廢氣口，在其位于熟料冷卻機(jī)頂板內(nèi)腔端口的附近均設(shè) 置有廢氣檔板。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種與水泥窯配套的純中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。目的是提供的系統(tǒng)應(yīng)具有生產(chǎn)的蒸汽壓力高、溫度高的特點(diǎn)，以大幅提高余熱發(fā)電能力。技術(shù)方案是配置蒸汽過熱器的水泥窯窯頭冷卻機(jī)廢氣余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、余熱鍋爐和熟料冷卻機(jī)；熟料冷卻機(jī)上設(shè)置有兩個以上的抽廢氣口，其中靠近進(jìn)料端部位的抽廢氣口將抽出的400～600℃溫度廢氣通過管道接入蒸汽過熱器，以便對余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽繼續(xù)加熱成為1.27～3.43MPa、340～435℃的相對高壓高溫蒸汽，然后輸往汽輪機(jī)發(fā)電；其余抽廢氣口分別通過各自的管道或者合并的一個管道將抽取的廢氣接入余熱鍋爐，以生產(chǎn)1.27～3.43MPa的飽和或微過熱蒸汽。
文檔編號F27D17/00GK201302382SQ20082016771
公開日2009年9月2日 申請日期2008年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月11日
發(fā)明者唐金泉 申請人:唐金泉