CN216431722U - 一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置,包括垃圾焚烧炉,所述垃圾焚烧炉上设置有生活垃圾入口和空气入口;所述垃圾焚烧炉上设置有高温烟气出口和高温炉渣出口,其中,所述高温炉渣出口经过蒸汽朗肯循环***;所述高温烟气出口连接有机朗肯循环***;所述蒸汽朗肯循环***上设置有低温水入口,所述低温水入口连接有热网回水出口,所述蒸汽朗肯循环***上设置有高温水出口,所述高温水出口和有机朗肯循环***的高温水入口,所述高温水出口连接热网供水设备;所述有机朗肯循环***上设置有低温水出口,所述低温水出口连接有制冷设备;本实用新型通过多级热量回收将垃圾焚烧电厂焚烧炉底部的炉渣和烟气中的热量进行了同时回收利用,经由蒸汽朗肯循环和有机朗肯循环进行发电,提高了垃圾焚烧电厂的输出功率。
Description
技术领域
本实用新型属于垃圾焚烧发电领域,具体涉及一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置。
背景技术
填埋曾是处理垃圾的主要方式,其优势在于操作简单,成本较低,缺点在于占地面积大,从长期来看,填埋过程中产生的垃圾渗滤液难以处理,会造成该地区的土地和地下水资源被污染,随着城市化的推进,垃圾填埋面临的压力越来越大。
垃圾焚烧发电是通过焚烧释放储存在生活垃圾内部的化学能,将其转化为热能并加以利用。相较于填埋,垃圾焚烧产生的污染气体排放量要低得多,同时其产生的电力和供热还可以减小不可再生能源的消耗,实现了节能减排,目前正逐渐成为我国处理城市生活垃圾的主流。
虽然焚烧在城市生活垃圾无害化处理中有着显著的优势,但是也存在一些有待解决的关键问题,最广泛的问题是垃圾焚烧电厂的整体能量效率偏低,存在较大的低品位能量损失,主要原因是锅炉燃烧的热损失和尾气排烟的低温热损失。另外,垃圾焚烧发电厂焚烧炉底部的底灰颗粒也蕴含着较大的余热能,但目前的垃圾焚烧电厂极少利用到这部分热量。余热回收利用需要考虑地区的能源产品需求,因为余热资源不仅可以用来发电,也可以用来进行区域供热,提供生活热水,以及通过制冷技术提供冷能。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置,解决了现有技术对垃圾焚烧电厂焚烧炉底部的炉渣中的热量尚未利用,而只是利用了烟气中的余热,且现有垃圾焚烧装置一般用于供电,无法供冷供热的缺陷。
为了达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是:
本实用新型提供的一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置,包括垃圾焚烧炉,所述垃圾焚烧炉上设置有生活垃圾入口和空气入口;所述垃圾焚烧炉上设置有高温烟气出口和高温炉渣出口,其中,所述高温炉渣出口经过蒸汽朗肯循环***;所述高温烟气出口连接有机朗肯循环***;所述蒸汽朗肯循环***上设置有低温水入口,所述低温水入口连接有热网回水出口,所述蒸汽朗肯循环***上设置有高温水出口,所述高温水出口和有机朗肯循环***的高温水入口连接,所述有机朗肯循环***上的高温水出口连接热网供水设备;
所述有机朗肯循环***上设置有低温水出口,所述低温水出口连接有制冷设备。
优选地,所述蒸汽朗肯循环***包括炉渣余热锅炉、第一汽轮机、第一换热器、第三换热器和第四换热器,其中,所述高温炉渣出口连接炉渣余热锅炉上设置的炉渣入口,所述炉渣余热锅炉上设置的过热蒸汽出口连接第一汽轮机的蒸汽入口;所述第一汽轮机上设置的乏汽出口连接第一换热器上设置的高温入口,所述第一换热器上设置的有机工质出口连接有机朗肯循环***的有机工质入口;
所述第一换热器上设置的低温水出口连接第四换热器上设置的低温水入口;
所述第四换热器上设置的循环水出口连接炉渣余热锅炉上设置的循环水入口;
所述炉渣余热锅炉上设置的炉渣出口连接第三换热器上设置的炉渣入口,所述第三换热器上设置有热网回水入口;所述第三换热器上设置的高温热网回水连接第四换热器上设置的高温水入口,所述第四换热器上设置的高温水出口连接有机朗肯循环***的高温水入口。
优选地,所述第三换热器上设置有低温炉渣出口。
优选地,所述有机朗肯循环***上设置的有机工质出口连接第一换热器上设置的有机工质入口。
优选地,所述有机朗肯循环***包括烟气余热锅炉、第二汽轮机、第三汽轮机、第二换热器和第五换热器,其中,所述高温烟气出口连接烟气余热锅炉的烟气入口,所述烟气余热锅炉上设置的过热蒸汽出口连接第三汽轮机;所述烟气余热锅炉上设置的低温烟气出口连接第二换热器上设置的烟气入口,所述第二换热器上设置的过热蒸汽出口连接第二汽轮机;
所述第二换热器上设置的烟气出口连接第五换热器上设置的烟气入口,所述第五换热器上设置的高温水入口连接蒸汽朗肯循环***上设置的热网回水出口;
所述第五换热器上设置有高温热网供水出口和低温烟气出口,
所述低温烟气出口连接制冷设备。
优选地,所述第三汽轮机上的乏汽出口连接第一冷凝器的乏汽入口,所述第一冷凝器上设置的冷凝水出口连接烟气余热锅炉上设置的循环水入口。
优选地,所述第二汽轮机上的乏汽出口连接第二冷凝器的乏汽入口,所述第二冷凝器上的冷凝水出口连接蒸汽朗肯循环***上设置的有机工质入口。
优选地,所述制冷设备包括制冷机,所述制冷机上设置有供冷回水入口和烟气入口,其中,所述有机朗肯循环***的低温烟气出口连接烟气入口,所述制冷机上设置有供冷水出口。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
本实用新型提供的一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置,本实用新型通过多级热量回收将垃圾焚烧电厂焚烧炉底部的炉渣和烟气中的热量进行了同时回收利用,经由蒸汽朗肯循环和有机朗肯循环进行发电,提高了垃圾焚烧电厂的输出功率。利用热网回水将经余热锅炉回收热量后的低温炉渣、蒸汽朗肯循环中汽轮机乏汽和烟气的低位热量进行充分回收,热网回水升温后送回到热网中,可以增加电厂供热量。利用低温烟气热量制取冷量,实现电厂的冷热电三联供。
进一步的,通过烟气和炉渣热量的梯级回收和不同品位热量之间的匹配、耦合,提高了垃圾焚烧电厂的输出功率和能量利用效率。
进一步的,通过用余热锅炉回收炉渣热量进行蒸汽朗肯循环发电和热网回水二次回收炉渣热量,大大降低了炉渣常规处理过程中的冷却水消耗。
进一步的,通过热网回水回收低温炉渣热量、汽轮机乏汽和低温烟气的热量,增加了电厂供热量和供热收入,提高了电厂的经济效益。
进一步的,通过利用低温烟气驱动制冷机制冷,实现冷热电三联供,为电厂增加供冷收益。
附图说明
图1是本实用新型提供的***结构图。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型进一步详细说明。
如图1所示,本实用新型提供的一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置,包括垃圾焚烧炉1、炉渣余热锅炉2、第一汽轮机3、第二汽轮机4、第三汽轮机5、烟气余热锅炉6、冷凝器7、第一换热器8、第二换热器9、第三换热器10、第四换热器11、第五换热器12、冷凝器13、制冷机14、生活垃圾15、空气16、高温烟气17、高温炉渣18、热网回水19、供冷回水 20、循环水21、过热蒸汽22、循环水23和循环有机工质24,其中,垃圾焚烧炉1上设置有生活垃圾入口和空气入口,所述垃圾焚烧炉1上设置的高温烟气出口与烟气余热锅炉6的高温烟气入口连接;所述垃圾焚烧炉1上设置的高温炉渣出口连接炉渣余热锅炉2的炉渣入口。
炉渣余热锅炉2上设置有循环水入口;所述炉渣余热锅炉2上设置的过热蒸汽出口与第一汽轮机3上设置的过热蒸汽入口。
所述炉渣余热锅炉2上设置的低温炉渣出口与第三换热器10上设置的低温入口;所述第三换热器10上设置有高温入口,所述第三换热器10设置的高温出口连接第四换热器11的高温入口,所述第三换热器上的高温出口连接热网回水19。
所述第三换热器10上设置有炉渣出口。
所述第四换热器11的高温出口连接第五换热器12的高温入口。
所述第五换热器12上设置的循环水出口连接有制冷机14上设置的循环水入口,所述制冷机上设置有烟气入口和供冷回水入口,所述制冷机14上设置有供冷水出口。
所述炉渣余热锅炉2上设置的过热蒸汽出口连接第一汽轮机3上设置的蒸汽入口,所述第一汽轮机3上设置的乏汽出口连接第一换热器8的乏汽入口,所述第一换热器8上设置的低温气体出口连接第四换热器11的蒸汽入口。
所述第四换热器11上设置的冷凝水出口连接炉渣余热锅炉2的循环水入口。
所述第三换热器8上设置的有机工质出口连接第二换热器9的有机工质入口,所述第二换热器9上设置的过热蒸汽出口连接第二汽轮机4上设置的蒸汽入口,所述第二汽轮机4上设置的乏汽出口连接第二冷凝器13的乏汽入口,所述第二冷凝器13上设置的冷凝水出口连接第一换热器8上设置的有机工质入口。
所述第二换热器9上设置的低温出口连接第五换热器12的低温入口,所述第五换热器12 上设置的高温热网供水出口连接外接设备。
所述烟气余热锅炉6上设置的过热蒸汽出口连接第二汽轮机5的蒸汽入口,所述第二汽轮机5上设置的乏汽出口连接冷凝器7的乏汽入口,所述冷凝器7的凝结水出口连接烟气余热锅炉6上设置的冷凝水入口。
所述烟气余热锅炉6上设置的低温水出口连接第二换热器9低温水入口。
本装置的工作过程:
生活垃圾15进入垃圾焚烧炉1中,且在空气16的助燃下焚烧,产生高温炉渣18和高温烟气17。
来自垃圾焚烧电厂焚烧炉底部的高温炉渣18进入炉渣余热锅炉2与循环水21进行换热,降温后的炉渣进入第三换热器10继续与热网回水19换热后排出。
加热的热网回水19进入第四换热器11。
循环水21接受高温炉渣18的热量升温形成过热蒸汽22,送往第一汽轮机3做功发电,做工后的乏汽进入第一换热器8与循环有机工质24进行换热,降温后的乏汽随后进入第四换热器11继续与加热后的热网回水换热后形成冷凝水,得到的冷凝水继续回到炉渣余热锅炉2中,完成蒸汽朗肯循环。
循环有机工质24在第一换热器8中与乏汽换热后升温,之后进入第二换热器9与降温后的烟气尾气换热蒸发成蒸汽,随后进入第二汽轮机4做功发电,做工后的有机工质蒸汽经过第二冷凝器13冷凝成液态,完成有机朗肯循环。
焚烧炉排出的烟气尾气17进入烟气余热锅炉6与循环水换热降温后进入第二换热器9与有机工质换热,再进入第五换热器12与热网回水换热降温,随后进入制冷机14驱动制冷机制取冷量,最后去往净化装置。
循环水23在烟气余热锅炉6中产生过热蒸汽,进入第三汽轮机5做功发电,乏汽进入第一冷凝器7冷凝成水后回到烟气余热锅炉6完成循环。
热网回水19先后经过第三换热器10、第四换热器11和第五换热器12升温后回到热网进行利用。
供冷回水20进入制冷机14提取冷能后,用于供冷。
本实用新型通过多级热量回收将垃圾焚烧电厂焚烧炉底部的炉渣和烟气中的热量进行了同时回收利用,经由蒸汽朗肯循环和有机朗肯循环进行发电,提高了垃圾焚烧电厂的输出功率。利用热网回水将经余热锅炉回收热量后的低温炉渣、蒸汽朗肯循环中汽轮机乏汽和烟气的低位热量进行充分回收,热网回水升温后送回到热网中,可以增加电厂供热量。利用低温烟气热量制取冷量,实现电厂的冷热电三联供。
1.通过烟气和炉渣热量的梯级回收和不同品位热量之间的匹配、耦合,提高了垃圾焚烧电厂的输出功率和能量利用效率;
2.通过用余热锅炉回收炉渣热量进行蒸汽朗肯循环发电和热网回水二次回收炉渣热量,大大降低了炉渣常规处理过程中的冷却水消耗。
3.通过热网回水回收低温炉渣热量、汽轮机乏汽和低温烟气的热量,增加了电厂供热量和供热收入,提高了电厂的经济效益。
4.通过利用低温烟气驱动制冷机制冷,实现冷热电三联供,为电厂增加供冷收益。
通过烟气和炉渣热量的梯级回收和不同品位热量之间的匹配、耦合,提高了垃圾焚烧电厂的输出功率和能量利用效率;通过用余热锅炉回收炉渣热量进行蒸汽朗肯循环发电和热网回水二次回收炉渣热量,大大降低了炉渣常规处理过程中的冷却水消耗;通过热网回水回收汽轮机乏汽和低温烟气的热量,增加了电厂供热量和供热收入,提高了电厂的经济效益。通过利用低温烟气驱动制冷机制冷,实现冷热电三联供,为电厂增加供冷收益。
Claims (8)
1.一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置,其特征在于,包括垃圾焚烧炉(1),所述垃圾焚烧炉(1)上设置有生活垃圾入口和空气入口;所述垃圾焚烧炉(1)上设置有高温烟气出口和高温炉渣出口,其中,所述高温炉渣出口经过蒸汽朗肯循环***;所述高温烟气出口连接有机朗肯循环***;所述蒸汽朗肯循环***上设置有低温水入口,所述低温水入口连接有热网回水出口,所述蒸汽朗肯循环***上设置有高温水出口,所述高温水出口和有机朗肯循环***的高温水入口连接,所述有机朗肯循环***上的高温水出口连接热网供水设备;
所述有机朗肯循环***上设置有低温水出口,所述低温水出口连接有制冷设备。
2.根据权利要求1所述的一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置,其特征在于,所述蒸汽朗肯循环***包括炉渣余热锅炉(2)、第一汽轮机(3)、第一换热器(8)、第三换热器(10)和第四换热器(11),其中,所述高温炉渣出口连接炉渣余热锅炉(2)上设置的炉渣入口,所述炉渣余热锅炉(2)上设置的过热蒸汽出口连接第一汽轮机(3)的蒸汽入口;所述第一汽轮机(3)上设置的乏汽出口连接第一换热器(8)上设置的高温入口,所述第一换热器(8)上设置的有机工质出口连接有机朗肯循环***的有机工质入口;
所述第一换热器(8)上设置的低温水出口连接第四换热器(11)上设置的低温水入口;
所述第四换热器(11)上设置的循环水出口连接炉渣余热锅炉(2)上设置的循环水入口;
所述炉渣余热锅炉(2)上设置的炉渣出口连接第三换热器(10)上设置的炉渣入口,所述第三换热器(10)上设置有热网回水入口;所述第三换热器(10)上设置的高温热网回水连接第四换热器(11)上设置的高温水入口,所述第四换热器(11)上设置的高温水出口连接有机朗肯循环***的高温水入口。
3.根据权利要求2所述的一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置,其特征在于,所述第三换热器(10)上设置有低温炉渣出口。
4.根据权利要求2所述的一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置,其特征在于,所述有机朗肯循环***上设置的有机工质出口连接第一换热器(8)上设置的有机工质入口。
5.根据权利要求1所述的一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置,其特征在于,所述有机朗肯循环***包括烟气余热锅炉(6)、第二汽轮机(4)、第三汽轮机(5)、第二换热器(9)和第五换热器(12),其中,所述高温烟气出口连接烟气余热锅炉(6)的烟气入口,所述烟气余热锅炉(6)上设置的过热蒸汽出口连接第三汽轮机(5);所述烟气余热锅炉(6)上设置的低温烟气出口连接第二换热器(9)上设置的烟气入口,所述第二换热器(9)上设置的过热蒸汽出口连接第二汽轮机(4);
所述第二换热器(9)上设置的烟气出口连接第五换热器(12)上设置的烟气入口,所述第五换热器(12)上设置的高温水入口连接蒸汽朗肯循环***上设置的热网回水出口;
所述第五换热器(12)上设置有高温热网供水出口和低温烟气出口,
所述低温烟气出口连接制冷设备。
6.根据权利要求5所述的一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置,其特征在于,所述第三汽轮机(5)上的乏汽出口连接第一冷凝器(7)的乏汽入口,所述第一冷凝器(7)上设置的冷凝水出口连接烟气余热锅炉(6)上设置的循环水入口。
7.根据权利要求5所述的一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置,其特征在于,所述第二汽轮机(4)上的乏汽出口连接第二冷凝器(13)的乏汽入口,所述第二冷凝器(13)上的冷凝水出口连接蒸汽朗肯循环***上设置的有机工质入口。
8.根据权利要求1所述的一种冷热电三联供的垃圾焚烧余热利用装置,其特征在于,所述制冷设备包括制冷机(14),所述制冷机(14)上设置有供冷回水入口和烟气入口,其中,所述有机朗肯循环***的低温烟气出口连接烟气入口,所述制冷机(14)上设置有供冷水出口。
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