[发明专利]一种利用回转窑筒体热发电的装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及水泥窑余热利用领域，具体地说，是一种吸收水泥回转窑筒体热产生低压蒸汽并进行发电的装置及工艺。

背景技术

水泥工业，是能源的消耗大户，也是浪费大户。大型干法水泥生产线中，煅烧技术和生产工艺流程的限制，对外排放的350℃以下的中低温余热占水泥熟料烧成系统总热耗量35％以上，其中250~350℃的回转窑筒体表面散热损失约占5%。现有的水泥窑余热发电技术仅仅利用了水泥生产线排放的烟气余热，而对于回转窑筒体表面的散热，一般采用直接换热的方式产生热水，换热面结构简单，产生的热水用作厂区采暖和洗澡热源等，该方式余热利用效率低，且受季节影响生产波动较大，如夏季不需要采暖负荷，回转窑余热回收装置仅部分运行，造成了余热回收装置利用率低、余热资源浪费严重。回转窑筒体表面散热的另一种利用方式是结合水泥窑余热发电统一利用，该方式可实现连续高效运行，但现有的余热发电利用方式仅仅是加热凝结水，提高锅炉给水温度，但该方式也提高了锅炉排烟温度，降低了锅炉效率，对余热发电系统的发电量增加影响不大。因此，高效利用回转窑筒体热的方式在于如何利用回转窑筒体换热面直接产生蒸汽，然后在并入到余热发电系统中进行发电利用。

发明内容

本发明的目的是为了解决水泥回转窑筒体热高效利用问题，具体的说是解决传统利用回转窑筒体热产生热水方式存在的余热利用效率低、受季节影响生产波动较大等问题，并解决回转窑筒体热加热凝结水发电利用方式存在的影响锅炉效率，发电量小等问题，最终实现回转窑筒体热高效利用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种利用回转窑筒体热发电的装置，包括：回转窑筒体、1#轮带、2#轮带、3#轮带和窑头双压余热锅炉，所述的窑头双压余热锅炉的给水端设有除氧器和中压给水泵，所述的1#轮带和2#轮带之间的回转窑筒体表面依次设有换热面I、换热面Ⅱ和换热面III，所述的2#轮带与3#轮带之间的回转窑筒体表面依次设有换热面Ⅳ、换热面Ⅴ、换热面Ⅵ和换热面Ⅶ，所述的换热面由内到外依次设有膜式水冷壁、保温岩棉和外壳。

所述的换热面I、换热面Ⅱ和换热面III采用串联连接方式。

所述的换热面Ⅳ、换热面Ⅴ、换热面Ⅵ和换热面Ⅶ采用并联连接方式。

所述的窑头双压余热锅炉包括：公共省煤器、和低压过热器，所述公共省煤器一端通过管道连接中压给水泵，另一端通过管道，经减压阀与换热面I连接，所述的换热面IV~换热面VII汇总后通过管道与低压汽包连接，所述低压汽包的顶部设有管道，与公共省煤器连接。

所述换热面的边缘处均采用迷宫式密封结构，每个换热面均设计有旁路管道。

所述的膜式水冷壁与外壳之间，以及外壳本体的支撑均采用螺栓连接。

一种利用回转窑筒体热发电的装置的发电工艺，其特征在于：包括如下步骤：

（1）、锅炉给水经除氧器进入中压给水泵进行加压；

（2）、水流进入公共省煤器，经过公共省煤器加热后的水分为两部分，其中一部分热水经过减压阀降压后依次进入换热面I、换热面Ⅱ、换热面Ⅲ；

（3）、然后水流（或汽、水混合物）被分为4股分别进入换热面Ⅳ、换热面Ⅴ、换热面Ⅵ、换热面Ⅶ，汽、水混合物汇合后进入低压汽包进行水汽分离；

（4）、经过低压汽包的低压饱和蒸汽进入低压过热器进行加热，最后进入低压蒸汽利用装置。

本发明带来的有益效果为：

①进入换热面的给水为窑头双压余热锅炉公用省煤器出口的高温给水，故可充分利用回转窑筒体表面的高温余热加热给水产生蒸汽，实现了高品位热源的高效利用；

②换热面出口的蒸汽/水混合物进入窑头双压余热锅炉低压汽包进行汽水分离，分离出的蒸汽进入窑头双压余热锅炉低压过热器进一步加热，不仅提高了蒸汽的品质，满足了汽轮机运行的要求，而且可以降低锅炉排烟温度，提高锅炉效率；

③充分利用了回转窑筒体表面温度沿长度方向不同的特点，换热面I~换热面III采用串联连接方式，布置在1#轮带与2#轮带之间回转窑表面温度较低的区域，可提高换热管内汽/水流动速度，从而提高换热效率。换热面IV~换热面VII采用并联连接方式，布置在2#轮带与3#轮带之间回转窑表面温度较高的区域，从而可降低管道内阻力损失；

④换热面边缘处设计有迷宫式密封结构，可以防止回转窑转动过程中，携带环境中的冷却空气进入回转窑与换热面间的腔室内，降低回转窑转动带来的对流热损失；