垃圾发电厂自适应运行负荷波动的系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种垃圾发电厂自适应运行负荷波动的系统。

背景技术：

2.近年来，随着城市化进程的不断推进，积极响应国家绿能源综合利用政策的号召，截止2021年全国已有约550座垃圾焚烧发电项目投运。已投运的垃圾焚烧发电项目中，有部分垃圾发电厂因为垃圾热值或（和）垃圾量的波动，与设计值存在一定偏差，造成实际运行的时候一些问题。
3.比如某垃圾发电厂a，设置2台300t/d垃圾焚烧炉，配套1台n12纯凝式汽轮发电机组。该项目现阶段能够入厂的垃圾量仅能满足1台垃圾焚烧炉运行。但是5年后有一个工业园区投产，届时入厂垃圾能满足2台垃圾焚烧炉运行，且工业垃圾热值较高。考虑到工业区投运时间约在垃圾电厂投运后3年时间周期不长，分两期配置2台n7.5纯凝式汽轮发电机组总投资更大，且运行效率更低。所以本期一次建成了1台n15纯凝式汽轮发电机组，包含远期发电能力。该项目投运后，由于汽轮机处于低负荷运行，为了汽机更好的运行，需要关闭作为空预器加热蒸汽的汽机一抽蒸汽，而用主蒸汽经过辅助减温减压器后向空预器供汽。这就产生了这部分蒸汽能量的利用浪费。
4.再比如某垃圾发电厂b，设置2台750t/d垃圾焚烧炉，配套1台n35纯凝式汽轮发电机组。该项目经过垃圾热值分析后，将6700kj/kg作为垃圾设计热值，并根据140.8t/h的额定蒸发量，选定了149t/h额定进汽量的n35汽轮发电机组，机组运行效率高。在项目投运的前两年运行良好。但是由于垃圾分类政策的落地和执行到位，入厂垃圾的热值有了较大的提高，汽机满发的进汽量小于运行锅炉额定蒸发量。造成的实际结果就是，适当减少入炉垃圾，减少了垃圾的处理量。
5.与传统的火力发电厂不同，垃圾焚烧发电厂或多或少都需要面临以下问题：（1）垃圾处理量变化：现阶段垃圾处理量低，但由于不久的未来会有新的垃圾来源，为了节省总投资以及考虑远期较好的运行效率，本期项目考虑远期垃圾处理量带来的低负荷运行问题（尤其是机组本来较小，现阶段垃圾处理量较少的项目）。（2）垃圾热值波动，尤其是垃圾分类政策推行以来，生活垃圾的热值得到较大提高，偏移设计值，考虑机组运行安全合理减少垃圾处理量，造成的垃圾处理能力减少问题。
6.因此，垃圾发电厂需要一种新的技术，回收利用低负荷时经过辅助减温减压器蒸汽能量，同时解决高垃圾热值时垃圾处理能力减少的问题，以适应可能出现的一定时间内锅炉热负荷偏移情况。

技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的垃圾发电厂自适应运行负荷波动的系统，能够有效回收利用低负荷时经过辅助减温减压器的蒸汽能量，同时解决高垃圾热值时垃圾处理能力减少的问题。
8.本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种垃圾发电厂自适应运行负荷波动的系统，包括锅炉、纯凝式汽轮机、除氧器、空预器、辅助减温减压器、减压阀、一号开关阀、二号开关阀、四号开关阀、五号开关阀、六号开关阀、七号开关阀、主蒸汽母管、辅助减温减压器进汽管路、辅助减温减压器排汽主管路、辅助减温减压器排汽支管路、空预器加热蒸汽母管和除氧加热蒸汽母管；锅炉的蒸汽出口通过主蒸汽母管与纯凝式汽轮机的蒸汽进口连接；纯凝式汽轮机的一抽蒸汽出口通过空预器加热蒸汽母管与空预器的蒸汽进口连接，在空预器加热蒸汽母管上安装有四号开关阀；纯凝式汽轮机的二抽蒸汽出口通过除氧加热蒸汽母管与除氧器的蒸汽进口连接，在除氧加热蒸汽母管上安装有五号开关阀；辅助减温减压器的蒸汽进口通过辅助减温减压器进汽管路与主蒸汽母管连接，在辅助减温减压器进汽管路上安装有一号开关阀；辅助减温减压器的排汽出口通过辅助减温减压器排汽主管路与空预器加热蒸汽母管连接，在辅助减温减压器排汽主管路上依次安装有六号开关阀和七号开关阀；辅助减温减压器排汽支管路一端与辅助减温减压器排汽主管路连接，连接处位于六号开关阀和七号开关阀之间，另一端与除氧加热蒸汽母管连接；在辅助减温减压器排汽支管路上安装有二号开关阀和减压阀；其特征在于：还包括背压式小汽轮机、发电机、调节阀、三号开关阀、背压式小汽轮机进汽管路和背压式小汽轮机排汽管路；背压式小汽轮机的蒸汽进口通过背压式小汽轮机进汽管路与主蒸汽母管连接，在背压式小汽轮机进汽管路上安装有调节阀；背压式小汽轮机排汽管路一端与背压式小汽轮机的排汽出口连接，另一端与辅助减温减压器排汽主管路连接，连接处位于六号开关阀和七号开关阀之间，在背压式小汽轮机排汽管路上安装有三号开关阀；发电机与背压式小汽轮机连接。
9.本实用新型所述的除氧器的出水口通过主给水管路与锅炉的进水口连接。
10.本实用新型所述的辅助减温减压器的减温水出口通过辅助减温减压器减温水管路与主给水管路连接。
11.本实用新型所述的一号开关阀、二号开关阀、三号开关阀、四号开关阀、五号开关阀、六号开关阀和七号开关阀均为闸阀。
12.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简单，便于对已有系统进行改造，便于推广和应用，市场前景广阔。利用设置背压式小汽轮机，用背压式小汽轮机的排汽代替辅助减温减压器排汽，向空预器和除氧器提供蒸汽，从而实现回收利用低负荷时经过辅助减温减压器的蒸汽能量，同时解决高垃圾热值情况下垃圾处理能力减少的问题，以实现垃圾发电厂系统对锅炉热负荷较大偏移时的自适应。
附图说明
13.图1是本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
15.本实用新型实施例包括锅炉1、纯凝式汽轮机2、除氧器3、空预器4、辅助减温减压器5、背压式小汽轮机6、发电机7、调节阀20、减压阀22、一号开关阀21、二号开关阀28、三号开关阀23、四号开关阀24、五号开关阀25、六号开关阀26、七号开关阀27、主蒸汽母管31、背
压式小汽轮机进汽管路32、辅助减温减压器进汽管路33、辅助减温减压器排汽主管路34、背压式小汽轮机排汽管路35、辅助减温减压器排汽支管路36、空预器加热蒸汽母管37、除氧加热蒸汽母管38、主给水管路39和辅助减温减压器减温水管路40。
16.锅炉1的蒸汽出口通过主蒸汽母管31与纯凝式汽轮机2的蒸汽进口连接。
17.纯凝式汽轮机2的一抽蒸汽出口通过空预器加热蒸汽母管37与空预器4的蒸汽进口连接，在空预器加热蒸汽母管37上安装有四号开关阀24；纯凝式汽轮机2的二抽蒸汽出口通过除氧加热蒸汽母管38与除氧器3的蒸汽进口连接，在除氧加热蒸汽母管38上安装有五号开关阀25。
18.除氧器3的出水口通过主给水管路39与锅炉1的进水口连接。
19.辅助减温减压器5的蒸汽进口通过辅助减温减压器进汽管路33与主蒸汽母管31连接，在辅助减温减压器进汽管路33上安装有一号开关阀21；辅助减温减压器5的减温水出口通过辅助减温减压器减温水管路40与主给水管路39连接；辅助减温减压器5的排汽出口通过辅助减温减压器排汽主管路34与空预器加热蒸汽母管37连接，在辅助减温减压器排汽主管路34上依次安装有六号开关阀26和七号开关阀27。
20.辅助减温减压器排汽支管路36一端与辅助减温减压器排汽主管路34连接，连接处位于六号开关阀26和七号开关阀27之间，另一端与除氧加热蒸汽母管38连接；在辅助减温减压器排汽支管路36上安装有二号开关阀28和减压阀22。
21.背压式小汽轮机6的蒸汽进口通过背压式小汽轮机进汽管路32与主蒸汽母管31连接，在背压式小汽轮机进汽管路32上安装有调节阀20；背压式小汽轮机排汽管路35一端与
22.背压式小汽轮机6的排汽出口连接，另一端与辅助减温减压器排汽主管路34连接，连接处位于六号开关阀26和七号开关阀27之间，在背压式小汽轮机排汽管路35上安装有三号开关阀23。
23.发电机7与背压式小汽轮机6连接。
24.一号开关阀21、二号开关阀28、三号开关阀23、四号开关阀24、五号开关阀25、六号开关阀26、七号开关阀27均为闸阀。
25.（1）当投运项目，垃圾热值较低和垃圾量较少，一定程度偏离设计值时，打开调节阀20、三号开关阀23、七号开关阀27和二号开关阀28，关闭一号开关阀21、六号开关阀26、四号开关阀24和五号开关阀25。凝汽式汽轮机2低负荷运行，关闭一级抽汽和二级抽汽。同时部分主蒸汽经过背压式小汽轮机6后，一部分与辅助减温减压器排汽主管路34连接，向空预器4提供加热蒸汽；另一部分经过减压阀22后与除氧加热蒸汽管路38连接，向除氧器3提供加热蒸汽。
26.以垃圾发电厂a为例，主蒸汽参数为6.4mpag，450℃。汽机额定进汽量为52.1t/h，两台余热锅炉远期额定蒸发量为51t/h，现阶段投运锅炉实际蒸发量为24.5t/h,空预器4加热蒸汽耗量为3.5t/h,除氧加热蒸汽耗量约为1.0t/h。锅炉实际蒸发量24.5t/h，其中20.5t/h主蒸汽进入凝汽式汽轮机2，调节调节阀20的开度让剩下4.5t/h主蒸汽进入背压式小汽轮机6。背压式小汽轮机6的背压根据空预器4加热蒸汽的需求参数1.2mpa（绝压）确定。考虑主蒸汽压损和温降，背压式小汽轮机6的入口蒸汽参数为6.2mpa（绝压），445℃，排汽压力为1.2mpa（绝压），按46%的内效率，背压式小汽轮机6的发电量约为240kw。而凝汽式汽轮机2的发电量约为4300kw。总发电量为4540kw。原来未采用本发明时，垃圾发电厂a的总发电
量为4395kw。所以，若采用本发明所示的系统，可以多发145kw电；按年运行8000小时考虑，全年可以多发116万度电，节约折合标煤近40万吨。
27.（2）当投运项目，随着垃圾分类项目推进或者垃圾来源变化引起的垃圾热值较设计值偏高时，打开调节阀20、三号开关阀23和七号开关阀27，关闭一号开关阀21、六号开关阀26、二号开关阀28、四号开关阀24和五号开关阀25。凝汽式汽轮机2满负荷运行，关闭一级抽汽。同时部分主蒸汽经过背压式小汽轮机6后，与辅助减温减压器排汽主管路34连接，向空预器4提供加热蒸汽。
28.以垃圾发电厂b为例，主蒸汽参数为6.4mpag，450℃。汽机额定进汽量为149t/h，两台余热锅炉远期额定蒸发量为140.8t/h，现阶段投运锅炉实际可达蒸发量为160t/h,空预器4加热蒸汽耗量为22t/h,除氧加热蒸汽耗量约为8t/h。锅炉蒸发量168t/h，其中146t/h主蒸汽进入凝汽式汽轮机2，调节调节阀20的开度让剩下22t/h主蒸汽进入背压式小汽轮机6。背压式小汽轮机6的背压根据空预器4加热蒸汽的需求参数1.41mpa（绝压）确定。背压式小汽轮机6的入口蒸汽参数为6.2mpa（绝压），445℃，排汽压力为1.41mpa（绝压），按50%的内效率，背压式小汽轮机6的发电量约为1200kw。凝汽式汽轮机2，关闭一级抽汽后汽耗率降低，机组发电量约为38640kw。总发电量为39840kw，日处理垃圾量为1500t/d。原来未采用本发明时，垃圾发电厂b的最大总发电量为38500kw，日处理垃圾量为1462t/d。所以，若采用本发明所示的系统，可以多发1340kw电量；按年运行8000小时考虑，全年可以多发1072万度电，节约折合标煤近370万吨，全年可多处理12.6万吨垃圾。
29.由于一般锅炉的可连续运行最大蒸发量不超过额定工况的115%，部分不超过120%（如垃圾发电厂b），汽轮机的可连续运行最大工况不超过汽机额定工况的110%。在该情况下，空预器4加热蒸汽的耗量能很好覆盖这部分蒸汽富裕差（空预器加热蒸汽量＞锅炉最大蒸发量-汽机最大进汽量），且除氧加热蒸汽通过二抽提供这样的能量梯级利用方式更合理，所以，在该情况下背压式小汽轮机6的进汽量只考虑空预器4的加热蒸汽量。
30.对于较大型的垃圾发电厂，尤其是选定的锅炉最大热负荷较高的，可以再增加一套背压式小汽轮机6，从主蒸汽引出一路管路接至背压式小汽轮机6，其排汽接入除氧加热蒸汽母管，用背压式小汽轮机6的排汽作为除氧器的除氧加热蒸汽，以利用更多的蒸汽，充分实现垃圾最大化处理和系统效益最大化。
31.通过以上方式，实现回收利用低负荷时经过辅助减温减压器的蒸汽能量，同时解决高垃圾热值情况下垃圾处理能力减少的问题。
32.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种垃圾发电厂自适应运行负荷波动的系统，包括锅炉、纯凝式汽轮机、除氧器、空预器、辅助减温减压器、减压阀、一号开关阀、二号开关阀、四号开关阀、五号开关阀、六号开关阀、七号开关阀、主蒸汽母管、辅助减温减压器进汽管路、辅助减温减压器排汽主管路、辅助减温减压器排汽支管路、空预器加热蒸汽母管和除氧加热蒸汽母管；锅炉的蒸汽出口通过主蒸汽母管与纯凝式汽轮机的蒸汽进口连接；纯凝式汽轮机的一抽蒸汽出口通过空预器加热蒸汽母管与空预器的蒸汽进口连接，在空预器加热蒸汽母管上安装有四号开关阀；纯凝式汽轮机的二抽蒸汽出口通过除氧加热蒸汽母管与除氧器的蒸汽进口连接，在除氧加热蒸汽母管上安装有五号开关阀；辅助减温减压器的蒸汽进口通过辅助减温减压器进汽管路与主蒸汽母管连接，在辅助减温减压器进汽管路上安装有一号开关阀；辅助减温减压器的排汽出口通过辅助减温减压器排汽主管路与空预器加热蒸汽母管连接，在辅助减温减压器排汽主管路上依次安装有六号开关阀和七号开关阀；辅助减温减压器排汽支管路一端与辅助减温减压器排汽主管路连接，连接处位于六号开关阀和七号开关阀之间，另一端与除氧加热蒸汽母管连接；在辅助减温减压器排汽支管路上安装有二号开关阀和减压阀；其特征在于：还包括背压式小汽轮机、发电机、调节阀、三号开关阀、背压式小汽轮机进汽管路和背压式小汽轮机排汽管路；背压式小汽轮机的蒸汽进口通过背压式小汽轮机进汽管路与主蒸汽母管连接，在背压式小汽轮机进汽管路上安装有调节阀；背压式小汽轮机排汽管路一端与背压式小汽轮机的排汽出口连接，另一端与辅助减温减压器排汽主管路连接，连接处位于六号开关阀和七号开关阀之间，在背压式小汽轮机排汽管路上安装有三号开关阀；发电机与背压式小汽轮机连接。2.根据权利要求1所述的垃圾发电厂自适应运行负荷波动的系统，其特征在于：所述的除氧器的出水口通过主给水管路与锅炉的进水口连接。3.根据权利要求2所述的垃圾发电厂自适应运行负荷波动的系统，其特征在于：所述的辅助减温减压器的减温水出口通过辅助减温减压器减温水管路与主给水管路连接。4.根据权利要求1所述的垃圾发电厂自适应运行负荷波动的系统，其特征在于：所述的一号开关阀、二号开关阀、三号开关阀、四号开关阀、五号开关阀、六号开关阀和七号开关阀均为闸阀。

技术总结

本实用新型提供一种垃圾发电厂自适应运行负荷波动的系统，能够有效回收利用低负荷时经过辅助减温减压器的蒸汽能量，同时解决高垃圾热值时垃圾处理能力减少的问题。锅炉蒸汽出口与纯凝式汽轮机蒸汽进口连接；纯凝式汽轮机一抽蒸汽出口与空预器蒸汽进口连接；纯凝式汽轮机二抽蒸汽出口与除氧器蒸汽进口连接；辅助减温减压器蒸汽进口与主蒸汽母管连接；辅助减温减压器排汽出口与空预器加热蒸汽母管连接；辅助减温减压器排汽支管路与辅助减温减压器排汽主管路和除氧加热蒸汽母管连接；背压式小汽轮机蒸汽进口与主蒸汽母管连接；背压式小汽轮机排汽管路与背压式小汽轮机排汽出口和辅助减温减压器排汽主管路连接；发电机与背压式小汽轮机连接。小汽轮机连接。小汽轮机连接。