本發(fā)明屬于水泥窯余熱回收及利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水泥窯高效余熱回收發(fā)電系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

水泥窯在生產(chǎn)過程中所排余熱主要有兩部分：①窯尾預(yù)熱器C1筒所排廢氣；②窯頭篦冷機所排熱空氣。目前對于以上這兩部分余熱，主要通過設(shè)置窯頭余熱鍋爐、窯尾余熱鍋爐來回收并產(chǎn)生過熱蒸汽，然后通過蒸汽母管將來自兩臺余熱鍋爐的過熱蒸汽匯合并送入汽輪發(fā)電機組做功發(fā)電，所發(fā)電能供水泥廠生產(chǎn)使用。

上述這種水泥窯余熱利用方式中，窯頭熟料冷卻裝置為篦冷機，該冷卻裝置的缺點為：靠近進料端廢氣溫度較高，而其靠近出料口廢氣溫度較低，這種溫度的變化，使得篦冷機尾部大量100～150℃的廢氣沒有被回收利用而直接配排入大氣，造成了巨大的浪費。此部分的余熱量約占整個熟料顯熱的15％左右，數(shù)量可觀。因此，如何合理的優(yōu)化原有余熱發(fā)電系統(tǒng)，進一步充分利用這部分余熱，是提高水泥窯余熱發(fā)電效率及技術(shù)經(jīng)濟指標的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有水泥窯余熱回收系統(tǒng)熱源品味及余熱回收效率不高的不足，本發(fā)明旨在提供一種水泥窯高效余熱回收發(fā)電系統(tǒng)及方法，以達到提高水泥窯余熱回收利用率的目的。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種水泥窯高效余熱回收發(fā)電系統(tǒng)，包括熟料梯級冷卻裝置、余熱回收裝置、汽輪發(fā)電裝置、循環(huán)冷卻水裝置以及廢氣處理裝置，熟料梯級冷卻裝置包括篦冷機、斜橋卷揚裝置、臺車、受料漏斗、豎式冷卻裝置、卸料裝置、皮帶運輸裝置、冷風(fēng)閥和低溫鼓風(fēng)機；回轉(zhuǎn)窯出口與篦冷機入口相連，篦冷機出口與臺車相連，臺車置于斜橋卷揚裝置上，斜橋卷揚裝置與受料漏斗相連，受料漏斗下部連接豎式冷卻裝置進口，豎式冷卻裝置下部布置有卸料裝置和皮帶運輸裝置；冷風(fēng)閥與低溫鼓風(fēng)機入口相連，低溫鼓風(fēng)機出口與豎式冷卻裝置的布風(fēng)裝置相連；余熱回收裝置包括窯頭鍋爐、窯尾鍋爐、重力除塵器、除氧器以及給水泵，除氧器的出口與給水泵的入口相連，給水泵的出口分別于與第一省煤器和第二省煤器的入口相連；豎式冷卻裝置上部的出氣口通過高溫風(fēng)管與重力除塵器入口連接，重力除塵器出口與窯頭鍋爐的入口相連；窯頭鍋爐內(nèi)從上而下設(shè)置有第一過熱器、第一蒸發(fā)器以及所述第一省煤器，第一過熱器的出口與蒸汽母管相連；窯尾預(yù)熱器的一級筒出口通過風(fēng)管與窯尾鍋爐的入口連接，窯尾鍋爐內(nèi)從上而下設(shè)置有第二過熱器、第二蒸發(fā)器和第二省煤器，第二過熱器的出口與所述蒸汽母管相連；汽輪發(fā)電裝置包括汽輪機、發(fā)電機、凝汽器以及凝結(jié)水泵；所述汽輪機與發(fā)電機相連，汽輪機的主汽門與所述蒸汽母管相連，汽輪機的乏汽出口與凝汽器入口相連，凝汽器的熱井與凝結(jié)水泵入口相連，凝結(jié)水泵的出口與所述除氧器入口相連；循環(huán)冷卻水裝置包括循環(huán)冷卻水泵和冷卻塔，冷卻塔的水池與循環(huán)冷卻水泵相連；循環(huán)冷卻水泵與所述凝汽器的冷卻水入口相連，所述凝汽器的冷卻水出口通過冷卻水母管與冷卻塔的上部相連；廢氣處理裝置包括除塵器、引風(fēng)機、煙風(fēng)閥門以及煙囪，所述窯頭鍋爐出口與除塵器入口相連，除塵器出口與引風(fēng)機入口相連，引風(fēng)機出口分別通過第一煙風(fēng)閥門與煙囪相連、通過第二煙風(fēng)閥門與低溫鼓風(fēng)機入口相連；豎式冷卻裝置上部的出氣口通過高溫風(fēng)管依次與第三煙風(fēng)閥門、煙囪連接。

進一步地，所述重力除塵器底部設(shè)置有卸灰器。

利用上述水泥窯高效余熱回收發(fā)電系統(tǒng)的方法：將回轉(zhuǎn)窯排出的1400～1500℃熟料通過篦冷機冷卻至500～600℃；將該熟料排入臺車，并通過斜橋卷揚裝置將其送入受料漏斗；通過受料漏斗將熟料均勻布入豎式冷卻裝置中；低溫鼓風(fēng)機向豎式冷卻裝置中鼓入冷風(fēng)，將熟料進一步冷卻至100℃左右，通過調(diào)節(jié)冷風(fēng)閥調(diào)節(jié)鼓入的冷風(fēng)量；冷卻后的熟料通過卸料裝置落在皮帶運輸裝置上，運輸?shù)绞炝蠋熘?；豎式冷卻裝置出來的熱風(fēng)通過重力除塵器除去大顆粒粉塵后，送入窯頭鍋爐降溫產(chǎn)生過熱蒸汽，將窯尾預(yù)熱器所排廢氣送入窯尾鍋爐降溫產(chǎn)生過熱蒸汽；然后將窯頭鍋爐和窯尾鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽通過所述蒸汽母管匯合，分別送往汽輪發(fā)電組發(fā)電，做功后乏汽排至凝汽器并被凝結(jié)成水，然后由凝結(jié)水泵送往除氧器除氧，再經(jīng)給水泵泵入窯頭鍋爐的第一省煤器和第二省煤器循環(huán)使用；循環(huán)冷卻水泵將水池中冷卻水通過冷卻水母管泵入凝汽器后，再通過冷卻水母管排往冷卻塔進行冷卻，經(jīng)過冷卻的水最后回到水池循環(huán)利用。

當(dāng)窯頭鍋爐需要檢修時，關(guān)閉第四煙風(fēng)閥門和第五煙風(fēng)閥門，將窯頭鍋爐解列，打開第三煙風(fēng)閥門，使高溫?zé)煔馔ㄟ^煙囪排入大氣。

系統(tǒng)在冬季運行時，當(dāng)窯頭鍋爐進口溫度降低時，打開第二煙風(fēng)閥門，并調(diào)節(jié)第一煙風(fēng)閥門和冷風(fēng)閥，使部分熱風(fēng)循環(huán)利用，從而提高窯頭鍋爐的進口煙氣溫度。

與常規(guī)水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)相比，本發(fā)明的優(yōu)越性為：熟料梯級冷卻裝置包括篦冷機和豎式冷卻裝置，利用篦冷機和豎式冷卻裝置可以梯級回收熟料的顯熱，這種冷卻方式既避免了常規(guī)篦冷機尾部大量低溫廢氣直接排放，同時也提高了窯頭余熱資源的品味和余熱回收量，有效提高了水泥窯余熱回收發(fā)電效率及技術(shù)經(jīng)濟指標。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種水泥窯高效余熱回收發(fā)電系統(tǒng)的裝置圖。

其中，1-窯尾預(yù)熱器，2-回轉(zhuǎn)窯，3-篦冷機，4-斜橋卷揚裝置，4a-臺車，5-受料漏斗，6-豎式冷卻窯，6a-卸料裝置，6b-皮帶運輸裝置，7-重力除塵器，7a-卸灰器，8-窯頭鍋爐，8a-第一汽包，8b-第一過熱器，8c-第一蒸發(fā)器，8d-第一省煤器，9-除塵器，10-引風(fēng)機，11-煙風(fēng)閥門，12-煙囪，13-冷風(fēng)閥，14-低溫鼓風(fēng)機，15-煙風(fēng)閥門，16-窯尾鍋爐，16a-第一汽包，16b-第一過熱器，16c-第一蒸發(fā)器，16d-第一省煤器，17-汽輪機，18-發(fā)電機，19-凝汽器，20-循環(huán)冷卻水泵，21-冷卻塔，22-凝結(jié)水泵，23-除氧器，24-給水泵，25-煙風(fēng)閥門，26-煙風(fēng)閥門，27-煙風(fēng)閥門。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

如圖1所示，一種水泥窯高效余熱回收發(fā)電系統(tǒng)，包括熟料梯級冷卻裝置、余熱回收裝置、汽輪發(fā)電裝置、循環(huán)冷卻水裝置以及廢氣處理裝置。

熟料梯級冷卻裝置包括篦冷機3、斜橋卷揚裝置4、臺車4a、受料漏斗5、豎式冷卻裝置6、卸料裝置6a、皮帶運輸裝置6b、冷風(fēng)閥13、低溫鼓風(fēng)機14；回轉(zhuǎn)窯2出口與篦冷機3入口相連，篦冷機3出口與臺車4a相連，臺車4a置于斜橋卷揚裝置4上，斜橋卷揚裝置4與受料漏斗5相連，受料漏斗5下部連接豎式冷卻裝置6進口，豎式冷卻裝置6下部布置有卸料裝置6a、皮帶運輸裝置6b；冷風(fēng)閥13與低溫鼓風(fēng)機14入口相連，低溫鼓風(fēng)機14出口與豎式冷卻裝置6的布風(fēng)裝置相連。

余熱回收裝置包括窯頭鍋爐8、窯尾鍋爐16、除氧器23以及給水泵24等，除氧器23的出口與給水泵24的入口相連，給水泵24的出口分別于與第一省煤器8d和第二省煤器16d的入口相連；豎式冷卻裝置6上部的出氣口通過高溫風(fēng)管與重力除塵器7入口連接，重力除塵器7出口通過煙風(fēng)閥門(26)與窯頭鍋爐8的入口相連；窯頭鍋爐8內(nèi)從上而下設(shè)置有第一過熱器8b、第一蒸發(fā)器8c以及第一省煤器8d，第一過熱器8b的出口與蒸汽母管相連；窯尾預(yù)熱器1的一級筒出口通過風(fēng)管與窯尾鍋爐16的入口連接，窯尾鍋爐16內(nèi)從上而下設(shè)置有第二過熱器16b、第二蒸發(fā)器16c和第二省煤器16d，第二過熱器16b的出口與蒸汽母管相連。

汽輪發(fā)電裝置包括汽輪機17、發(fā)電機18、凝汽器19以及凝結(jié)水泵22；汽輪機17與發(fā)電機18相連，汽輪機17的主汽門與蒸汽母管相連，汽輪機17的乏汽出口與凝汽器19入口相連，凝汽器19的熱井與凝結(jié)水泵22入口相連，凝結(jié)水泵22的出口與除氧器23入口相連。

循環(huán)冷卻水裝置包括循環(huán)冷卻水泵20和冷卻塔21，冷卻塔21的水池與循環(huán)冷卻水泵20相連；循環(huán)冷卻水泵20與凝汽器19的冷卻水入口相連，凝汽器19的冷卻水出口通過冷卻水母管與冷卻塔21的上部相連。

廢氣處理裝置包括除塵器9、引風(fēng)機10、煙風(fēng)閥門以及煙囪12，所述窯頭鍋爐8出口通過煙風(fēng)閥門27與除塵器9入口相連，除塵器9出口與引風(fēng)機10入口相連，引風(fēng)機10出口通過煙風(fēng)閥門15與低溫鼓風(fēng)機14入口相連，并通過煙風(fēng)閥門11與煙囪12相連；豎式冷卻裝置6上部的出氣口通過高溫風(fēng)管依次與煙風(fēng)閥門25、煙囪12連接。

進一步地，重力除塵器7底部設(shè)置有卸灰器7a。

本實施例利用上述余熱回收發(fā)電系統(tǒng)的方法：將回轉(zhuǎn)窯2排出的1400～1500℃熟料通過篦冷機3冷卻至500～600℃；將該熟料排入臺車4a，并通過斜橋卷揚裝置4將其送入受料漏斗5；通過受料漏斗5將熟料均勻布入豎式冷卻裝置6中；低溫鼓風(fēng)機14向豎式冷卻裝置6中鼓入冷風(fēng)，將熟料進一步冷卻至100℃左右，通過調(diào)節(jié)冷風(fēng)閥13調(diào)節(jié)鼓入的冷風(fēng)量；冷卻后的熟料通過卸料裝置6a落在皮帶運輸裝置6b上，運輸?shù)绞炝蠋熘校回Q式冷卻裝置6出來的熱風(fēng)通過重力除塵器7除去大顆粒粉塵后，送入窯頭鍋爐8降溫產(chǎn)生過熱蒸汽，將窯尾預(yù)熱器1所排廢氣送入窯尾鍋爐16降溫產(chǎn)生過熱蒸汽；然后將窯頭鍋爐8和窯尾鍋爐16產(chǎn)生的過熱蒸汽通過所述蒸汽母管匯合，分別送往汽輪發(fā)電組發(fā)電，做功后乏汽排至凝汽器19并被凝結(jié)成水，然后由凝結(jié)水泵22送往除氧器23除氧，再經(jīng)給水泵24泵入窯頭鍋爐的第一省煤器8d和第二省煤器16d循環(huán)使用；循環(huán)冷卻水泵20將水池中冷卻水通過冷卻水母管泵入凝汽器19后，再通過冷卻水母管排往冷卻塔21進行冷卻，經(jīng)過冷卻的水最后回到水池循環(huán)利用。

進一步地，當(dāng)窯頭鍋爐8需要檢修時，關(guān)閉煙風(fēng)閥門26和煙風(fēng)閥門27，將窯頭鍋爐8解列，打開煙風(fēng)閥門25，使高溫?zé)煔馔ㄟ^煙囪12排入大氣。

當(dāng)冬季運行時，當(dāng)窯頭鍋爐8進口溫度降低時，打開煙風(fēng)閥門15，調(diào)節(jié)煙風(fēng)閥門11和冷風(fēng)閥13，使部分熱風(fēng)循環(huán)利用，從而提高鍋爐的進口煙氣溫度。

以上所述僅為本發(fā)明所述系統(tǒng)的一個優(yōu)選例實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。