一种垃圾电站耦合燃煤机组提高风温及燃料热值的系统及方法与流程

本发明涉及垃圾发电技术领域，具体涉及一种垃圾电站耦合燃煤机组提高风温及燃料热值的系统及方法。

背景技术：

燃煤电站锅炉排烟热损失是锅炉各项热损失中比重最大的一项，约占锅炉总损失的60％～70％、占锅炉总投入热量的5％～8％。燃煤火电机组排出空预器的烟气温度约为130℃，在不进行余热利用的情况下直接排入大气，会造成很大的热量浪费。

垃圾电站余热锅炉空气预热器均设计采用主蒸汽和汽轮机一段抽汽来加热一次风，且二次风不进行加热，这样显著降低了垃圾电站的发电能力和发电效率，以一台25mw等级的垃圾电站为例，余热锅炉空气预热器的蒸汽耗量约为12t/h，这导致机组发电功率减小约2.0mw。

由于冬季天气寒冷，垃圾电站垃圾池容易结冰，气温降低也会导致垃圾发酵不足，影响了垃圾的热值和余热锅炉的燃烧。

因此，对于那些同时拥有燃煤火电机组与垃圾发电机组的电站而言，探寻燃煤火电机组余热利用新方式、提高垃圾电站垃圾温度、减小垃圾电站空气加热用蒸汽耗量，对节能降耗、提高机组整体效率、增加电厂收益具有重要的意义。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种垃圾电站耦合燃煤机组提高风温及燃料热值的系统及方法，在同时包括燃煤机组及垃圾发电机组的电厂中，通过在燃煤机组中增设余热利用空预器，加热进入垃圾电站风机的冷空气，并将部分热空气送入垃圾池作为加热热源，从而一方面实现垃圾池温度精确控制、提高垃圾热值，另一方面降低垃圾发电机组加热一次风所需蒸汽用量、显著提高机组发电能力。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种垃圾电站耦合燃煤机组提高风温及燃料热值的系统，包括垃圾发电站垃圾池、一、二次风系统及与一、二次风系统相连的燃煤机组烟风系统；

所述燃煤机组烟风系统包括余热利用空预器7，所述余热利用空预器7布置在燃煤机组锅炉风烟系统空预器4下游与电除尘设备10上游烟道之间；所述余热利用空预器7空气侧进口前增设增压风机8，余热利用空预器7出口风管分为两路，其中一路通过垃圾池进风管16与垃圾池进风调节风门15相连接，垃圾池进风调节风门15出口通过风管与垃圾池底部进风口20相连接；另一路通过垃圾池进风旁路管14与垃圾池进风旁路管调节风门17相连接，垃圾池进风旁路管调节风门17出口通过风管与一、二次风进风管相连接。

所述垃圾发电站垃圾池为封闭系统。

所述垃圾池垃圾入口设置一道门22、二道门23，在垃圾池至锅炉炉膛燃料入口进料斗处设置燃料投入一道门24、二道门25，垃圾池底部设置空气进口20，垃圾池上部设置一、二次风吸风口19，一次风机进口设置一次风温调节风门21；二次风机进口设置二次风温调节风门18。

一种垃圾电站耦合燃煤机组提高风温及燃料热值的系统的运行方法，包括以下步骤；

(1)燃煤机组正常运行期间，锅炉尾部烟道空预器4出口烟气流经余热利用空预器7，将热量传递给经增压风机8加压后的冷空气，锅炉烟气温度降低，然后依次进入电除尘器10、脱硫装置12，最终从烟囱13排入大气环境；

(2)经增压风机8加压、余热利用空预器7加热后的热空气，其中一路通过垃圾池进风管16、垃圾池进风调节风门15及垃圾池进风口20进入垃圾池内，通过调整垃圾池进风调节风门15开度及垃圾池进风旁路管调节风门17的开度的开度，可以精确控制垃圾池内垃圾的温度，从而促进垃圾发酵、提高垃圾热值，垃圾池内空气通过垃圾池上部一、二次风吸风口19进入一、二次风进风管；其中另一路通过垃圾池进风旁路管14、垃圾池进风旁路管调节风门17进入一、二次风进风管；

(3)垃圾发电机组正常运行过程中，空气从一、二次风吸风管进入一次风机，一次风机出口风进入空预器进行二次加热，经过空预器加热器的一次风进入一次风配风母管；一次风温调节风门21用于降低一次风机进风温度，当紧急事故状态，可开启该风门；

(4)垃圾发电机组正常运行过程中，二次风经过二次风机升压，从一、二次风进风管进入锅炉炉膛，参与锅炉燃烧；二次风温调节风门18用于降低二次风机进风温度，当紧急事故状态，可开启该风门；

(5)垃圾车将垃圾倾倒至垃圾池的过程为：首先打开一道门22，并同时关闭二道门23，垃圾被倾倒至一道门22与二道门23之间；紧接着，关闭一道门22，然后打开二道门23，垃圾进入垃圾池内部；最后，关闭二道门23，垃圾倾倒过程结束；

(6)垃圾进入锅炉炉膛的过程为：首先，打开锅炉炉膛燃料入口进料斗处一道门24，并同时关闭二道门25；紧接着，垃圾抓钩将垃圾抓取后投送至进料斗中，垃圾位于一道门24与二道门25之间；最后，关闭一道门24，然后打开二道门25，垃圾进入锅炉炉膛后参与燃烧。

在燃煤机组与垃圾发电机组正常并行运行期间，燃煤机组锅炉空预器4进口a点烟气温度约为330℃，空预器4出口b点烟气温度约为130℃，经过余热利用空预器7冷却后的c点烟气温度约为100℃，经过余热利用空预器7加热后的d点空气温度约为90℃，垃圾发电机组一次风机进风口f点温度约为85℃，二次风机进口e点风温约为83℃，垃圾池进口点g处风温满足垃圾池垃圾发酵最佳温度要求。

本发明的有益效果：

1.采用本发明技术方案，可以提高进入垃圾发电机组一、二次风机进口空气温度，从而减小空预器加热用主蒸汽及一段抽汽的用量，显著提高机组发电功率及发电效率；

2.增设的垃圾池进风系统，可以精确控制垃圾池进风温度，因此可以促进垃圾池内垃圾的发酵进程，有效提高燃料垃圾的热值，从而提高余热锅炉热效率；

3.采用本发明，可以实现对燃煤火电机组空预器出口烟气余热进行有效利用，从而从整体上提高了电站整体效率及收益。

附图说明

图1为一种垃圾电站耦合燃煤机组提高风温及燃料热值的系统。

附图标记说明：1-燃煤机组锅炉；2-燃煤机组磨煤机系统；3-燃煤机组省煤器；4-燃煤机组空预器；5-燃煤机组一次风机；6-燃煤机组送风机；7-余热利用空气预热器；8-增压风机；9-余热利用空气预热器出口热风管；10-燃煤机组电除尘器；11-燃煤机组引风机；12-燃煤机组脱硫装置；13-燃煤机组烟囱；14-垃圾池进风旁路管；15-垃圾池进风调节风门；16-垃圾池进风管；17-垃圾池进风旁路管调节风门；18-垃圾发电机组二次风温调节风门；19-垃圾池顶部一、二次风吸风口；20-垃圾池底部空气进口；21-垃圾发电机组一次风温调节风门；22-垃圾池垃圾入口一道门；23-垃圾池垃圾入口二道门；24-锅炉炉膛燃料入口燃料投入一道门；25-锅炉炉膛燃料入口燃料投入二道门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种垃圾电站耦合燃煤机组提高风温及燃料热值的系统，适用于同一电厂应同时装有燃煤机组与垃圾发电机组的情况；需要对现有垃圾发电站垃圾池及一、二次风系统进行改进设计；需要对燃煤机组烟风系统进行改进设计。

其中，对现有垃圾发电站垃圾池及一、二次风系统进行的改进设计主要包括：

(1)垃圾池设计为封闭系统，不直接与大气环境相通；

(2)设置垃圾池垃圾入口一道门22、二道门23；

(3)在垃圾池至锅炉炉膛燃料入口进料斗处设置燃料投入一道门24、二道门25；

(4)垃圾池底部设置空气进口20；

(5)垃圾池上部设置一、二次风吸风口19；

(6)一次风机进口设置一次风温调节风门21；

(7)二次风机进口设置二次风温调节风门18。

其中，对燃煤机组烟风系统进行改进设计主要是增加设备包括：

(1)余热利用空预器7；

(2)增压风机8；

(3)垃圾池进风管16；

(4)垃圾池进风旁路管14；

(5)垃圾池进风调节风门15；

(6)垃圾池进风旁路管调节风门17。

对燃煤机组烟风系统进行改进设计而增加的设备，其系统连接方式如下：

(1)增设的余热利用空预器7布置在燃煤机组锅炉风烟系统空预器4下游与电除尘设备10上游烟道之间；

(2)余热利用空预器7空气侧进口前增设增压风机8；

(3)余热利用空预器7出口风管分为两路，其中一路通过垃圾池进风管16与垃圾池进风调节风门15相连接，垃圾池进风调节风门15出口通过风管与垃圾池底部进风口20相连接；其中另一路通过垃圾池进风旁路管14与垃圾池进风旁路管调节风门17相连接，垃圾池进风旁路管调节风门17出口通过风管与一、二次风进风管相连接。

经过改进设计的现有燃煤机组烟风系统、垃圾发电站垃圾池及一、二次风系统工作过程为：

(1)燃煤机组正常运行期间，锅炉尾部烟道空预器4出口烟气流经增设的余热利用空预器7，将热量传递给经增压风机8加压后的冷空气，锅炉烟气温度降低，然后依次进入电除尘器10、脱硫装置12，最终从烟囱13排入大气环境。

(2)经增压风机8加压、余热利用空预器7加热后的热空气，其中一路通过垃圾池进风管16、垃圾池进风调节风门15及垃圾池进风口20进入垃圾池内，通过调整垃圾池进风调节风门15开度及垃圾池进风旁路管调节风门17的开度的开度，可以精确控制垃圾池内垃圾的温度，从而促进垃圾发酵、提高垃圾热值，垃圾池内空气通过垃圾池上部一、二次风吸风口19进入一、二次风进风管；其中另一路通过垃圾池进风旁路管14、垃圾池进风旁路管调节风门17进入一、二次风进风管。

(3)垃圾发电机组正常运行过程中，空气从一、二次风吸风管进入一次风机，一次风机出口风进入空预器进行二次加热，经过空预器加热器的一次风进入一次风配风母管；一次风温调节风门21用于降低一次风机进风温度，当紧急事故状态，可开启该风门。

(4)垃圾发电机组正常运行过程中，二次风经过二次风机升压，从一、二次风进风管进入锅炉炉膛，参与锅炉燃烧；二次风温调节风门18用于降低二次风机进风温度，当紧急事故状态，可开启该风门。

(5)垃圾车将垃圾倾倒至垃圾池的过程为：首先打开一道门22，并同时关闭二道门23，垃圾被倾倒至一道门22与二道门23之间；紧接着，关闭一道门22，然后打开二道门23，垃圾进入垃圾池内部；最后，关闭二道门23，垃圾倾倒过程结束。

(6)垃圾进入锅炉炉膛的过程为：首先，打开锅炉炉膛燃料入口进料斗处一道门24，并同时关闭二道门25；紧接着，垃圾抓钩将垃圾抓取后投送至进料斗中，垃圾位于一道门24与二道门25之间；最后，关闭一道门24，然后打开二道门25，垃圾进入锅炉炉膛后参与燃烧。

在燃煤机组与垃圾发电机组正常并行运行期间，燃煤机组锅炉空预器4进口a点烟气温度约为330℃，空预器4出口b点烟气温度约为130℃，经过余热利用空预器7冷却后的c点烟气温度约为100℃，经过余热利用空预器7加热后的d点空气温度约为90℃，垃圾发电机组一次风机进风口f点温度约为85℃，二次风机进口e点风温约为83℃，垃圾池进口点g处风温满足垃圾池垃圾发酵最佳温度要求。