[实用新型]带可调节闪蒸系统的余热发电系统无效

专利信息
申请号: 200620166044.2 申请日: 2006-12-12
公开(公告)号: CN200993031Y 公开(公告)日: 2007-12-19
发明(设计)人: 隋元春;姚源 申请(专利权)人: 华效资源有限公司
主分类号: F01K27/00 分类号: F01K27/00;F22G1/02
代理公司: 北京挺立专利事务所 代理人: 皋吉甫
地址: 100011*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 调节 闪蒸 系统 余热 发电
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及一种余热发电系统,尤其涉及带可调节闪蒸系统的余热发电系统。该余热发电系统主动调节闪蒸量,充分吸收在波动工况下的烟气余热,保持余热发电系统在工艺排烟温度波动条件下稳定运行。

背景技术

进入第十一个五年规划以来,各高耗能行业的工艺废烟气余热的利用已迫切提到日程上来。近年来在水泥、冶金以及部分发电行业改造投入了大量的新型工艺设备和生产线。但配套的烟气余热利用系统远远未充分有效开发和利用。在实际应用中,由于工艺过程的特点,工艺余热烟气的参数大部分是处于波动状态。而且波动幅度经常超出常规余热发电系统设计的可自调节范围,使余热发电系统不能稳定运行。有的波动幅度甚至大到使通常的余热发电系统被迫解列和停炉,余热回收的经济效益无法保证。所以,余热利用不只是简单地设计吸收工艺系统的余热,更重要是应使系统具有主动调节能力,化解工艺烟气余热不稳定性的影响,在吸收波动余热的同时,保持余热发电系统能平稳运行,确保余热回收利用的真正实现。

闪蒸技术在世界上早有应用。例如地热发电、核发电等都是利用了闪蒸技术。但是地热发电和核发电都是利用了“可控制”的热源来发电。对于余热发电来说,由于利用的是工艺上的废烟气(废热),如水泥窑、冶金窑炉等,所以热源的工况不受发电要求的控制,是随主工艺过程的需要而变化的。成功的余热发电就应该适应于主工艺工况的变化,能平稳、充分地利用废热。

目前使用的蒸汽轮机发电,一旦设定了蒸汽轮机,它适用的蒸汽参数就被确定,不能随意变化,允许变化的范围也是有限的。当蒸汽的参数发生比较大的波动时,会对汽轮机产生损坏,轻则损坏叶片、降低效率,重则会导致汽轮机的事故。

任何的换热设备的设计(包括锅炉)都是有一定的换热条件的,都是针对一定参数(如烟气的进口温度和出口温度)设计的,都受到热平衡和传热学的可能性两方面的约束。锅炉设计一旦定型,都只能适应一定的烟气参数,并在此参数下保证出口蒸汽的参数满足发电用的汽轮机的需要。所以一个真正能平稳、有效运行的余热发电系统必须具有在烟气参数波动的变化条件下的适应性。

专利号ZL95201251,名称为“中低温余热蒸汽/热水闪蒸复合发电装置”的专利,提出一种利用闪蒸方法来吸收一部分低品位热能、并以提高发电出力为目的的余热发电装置,但是该专利并没有认识到利用闪蒸的特性对废烟气(废热)参数波动的调节作用的功能。恰恰是主动地适应热源的波动,保持余热发电系统始终稳定正常运行是衡量一个系统运行成功的关键。也就是说,有了余热吸收系统,但不能保持系统的稳定,热量多了不行,少了也不行,仅仅在某些工况下可正常运行,只是以吸收余热为设计目的的闪蒸发电系统,在实际的工艺运行中还达不到所设想的经济效益。

按该专利所设计的水泥窑窑头锅炉设计出水温度为220℃(烟气温度250℃),在实际运行中,当烟气温度波动到330℃时(经常发生),窑头锅炉省煤器末端产生汽化,使汽包水位调节失效(所谓“汽塞”),导致窑头炉解列,使发电系统无法正常运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种带可调节闪蒸系统的余热发电系统,其利用闪蒸技术对大幅波动的烟气余热发电系统进行主动调节,在系统(锅炉)吸收大量波动的烟气余热后,利用闪蒸技术仅产生少量蒸汽的原理,大大减小了对闪蒸余热发电系统的扰动,保证余热发电系统平稳运行。

本实用新型的目的通过以下方案实现,本实用新型的带可调节闪蒸系统的多热源(含单热源)余热发电系统,包括立式锅炉、卧式锅炉、闪蒸器和由汽轮机和发电机组成的汽轮发电机组,所述余热发电系统还包括:

一进水量主调节阀,安装在闪蒸器的进水管道,控制从余热锅炉的省煤器进入闪蒸器的过热水;

一调节组合控制器,根据余热锅炉省煤器的出口温度调节控制进水量主调节阀和给水泵,分别控制进入闪蒸器的过热水和进入省煤器的水量。

所述的闪蒸器设有旁路管道,直通汽轮发电机组的凝汽器,旁路管道上设旁通调节阀,由所述的调节组合控制器控制,保证闪蒸器不过压运行。

本实用新型还提供一种带可调节闪蒸系统的单热源余热发电系统,包括余热锅炉,该余热锅炉为立式锅炉或卧式锅炉、闪蒸器和由汽轮机和发电机组成的汽轮发电机组,所述余热发电系统还包括:

一进水量主调节阀,安装在闪蒸器的进水管道,控制从立式锅炉或卧式锅炉的省煤器进入闪蒸器的过热水;

一调节组合控制器,根据立式锅炉或卧式锅炉省煤器的出口温度调节控制进水量主调节阀和给水泵,分别控制进入闪蒸器的过热水和进入省煤器的水量。

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