[发明专利]一种水泥窑自备电站燃煤发电与余热发电耦合系统

说明书

技术领域

本发明涉及自备电站燃煤发电与余热发电耦合系统，特别适合于需要建设自备电站，同时需要回收水泥窑窑头、窑尾的余热用来发电的系统。

背景技术

水泥窑余热发电系统主要有单压、双压、闪蒸三种系统，其热回收效率不同，经过实践运行及计算比较来看，双压系统比单压系统发电量增加大约1.5%～1.9%，机组热效率增加约1.7%。即双压系统的热回收率高一些，所以采用双压系统较多。

对于闪蒸系统而言，与单压系统相比，热利用率也稍高，双压和闪蒸都可以降低窑头锅炉的排烟温度，且都能适应窑头工况的波动。闪蒸系统在主厂房设置闪蒸器，利用窑头锅炉省煤器出水温度的变化，调节进入闪蒸器的热水流量，从而降低窑头锅炉的排烟温度、适应窑头工况的变化。双压是在窑头锅炉低温段设置低压汽包、低压过热器，当窑头工况波动的时候，根据低压蒸汽压力调节进入汽轮机的补汽流量，从而降低窑头锅炉的排烟温度、适应窑头工况的变化。但闪蒸系统产生含有一定的湿度的饱和蒸汽进入汽轮机做功发电，双压系统产生低压过热蒸汽做为补汽进入汽轮机做功发电。综合考虑运行费用，系统的复杂性以及闪蒸系统对汽轮机的转子、叶片要求较高，所以一般采用双压系统。但目前使用双压系统余热汽轮机一般都采用补汽式汽轮机，即低压汽包产生的蒸汽作为汽轮机的补汽，这对于单压汽轮机来说结构变的更复杂，初投资增多，操作难度加大。

对于常规燃煤机组发电系统的汽轮发电机组，一般采用抽汽加热给水的回热系统，可以减少热源损失、提高汽轮机机组的循环热效率及热经济性，如果能减少汽轮机的非调抽汽，又能提高燃煤机组发电系统的给水温度，这对提高燃煤发电系统的效率有极大的提高。

对于单独的水泥窑余热发电系统和常规的燃煤机组发电系统热力循环相比，水泥窑余热发电系统的热力循环效率要低很多，这主要是由于水泥窑余热发电的蒸汽温度、压力较低等所引起。

由以上论述可知，若能够通过科学地耦合燃煤发电系统和余热发电系统，既能够使余热发电采用双压系统而汽轮机不采取补汽的形式，使余热汽轮机更简单，又能减少燃煤发电系统的非调抽汽，从而提高燃煤发电的循环效率，以致提高整个系统的效率是很有实际意义的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水泥窑自备电站燃煤发电与余热发电耦合系统，能做到余热资源最大化利用和燃煤发电系统耗煤量最少，可以较大幅度提高整个系统的热力循环效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种水泥窑自备电站燃煤发电与余热发电耦合系统，包括燃煤发电系统、余热发电系统及其他辅助系统，所述燃煤发电系统包括燃煤锅炉、凝汽式汽轮机、凝汽器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、高压加热器，所述余热发电系统包括窑头余热锅炉、窑尾余热锅炉、窑头汽包、窑尾汽包、减温减压器、凝汽式汽轮机、凝结水泵、锅炉给水泵、加热器、除氧器、中间水箱等，所述窑头余热锅炉采用双压系统，其中低压系统的一级省煤器做为所述余热发电系统的公共省煤器，所述低压系统产生的过热蒸汽与所述燃煤发电系统的除氧器相接，所述窑头余热锅炉的高温省煤器产生的高压蒸汽与所述窑尾余热锅炉产生的蒸汽一起汇集到所述余热发电系统的主蒸汽管道，所述余热发电主蒸汽管道一路与所述余热发电系统的汽轮机相接，另一路与所述燃煤发电系统的汽轮机二段非调抽汽相接，所述燃煤发电系统的的主蒸汽管道一路与所述燃煤发电系统的汽轮机相接，另一路通过减温减压器与所述余热发电系统的汽轮机相接。

其中，水泥窑熟料冷却机中部抽风口与所述窑头余热锅炉的废气进口相接，窑尾预热器的出口与所述窑尾余热锅炉的废气进口相接。窑尾余热锅炉内设有过热器、蒸发器、省煤器，窑头余热锅炉内设有一级省煤器、低压蒸发器、低压过热器、高温省煤器、高温蒸发器、过热器。燃煤锅炉的给水压力由电动给水泵提供，电动给水泵与除氧器相接，电动给水泵的出口与高压加热器相接，经高压加热器加热后水进入燃煤锅炉。燃煤发电系统采用凝汽式汽轮机组，中间进行两段非调抽汽，一段供低压加热用汽，二段供高压加热器和除氧器加热用汽，除氧器另一路与余热锅炉中间水箱相接，通过给水泵接入窑头余热锅炉内的一级省煤器，窑头一级省煤器的出口分三路，一路连接窑头余热锅炉的低压蒸发器，另一路接窑头高温省煤器，再一路与窑尾余热锅炉的省煤器相接，窑头过热器所产的过热蒸汽与窑尾过热器的过热蒸汽汇集到余热发电主蒸汽管道后，与余热发电纯凝汽轮机组相接，窑头低压汽包出来的的蒸汽通入前述燃煤汽轮机系统的二段抽汽管道，燃煤锅炉出来的蒸汽一路与汽轮机相接，另一路通过减温减压器与余热汽轮机组相接。

本发明的目的还可以通过以下技术方案来进一步实现：