一种具有沼气过热器的垃圾焚烧发电系统的制作方法

本实用新型属于化工技术领域，具体而言，本实用新型涉及垃圾焚烧发电系统。

背景技术：

随着垃圾处理费用越来越低，增加垃圾焚烧电厂的发电效率将会成为未来的主流趋势。现有的垃圾焚烧发电厂普遍采用的是中温中压(4mpa,400℃)的主汽参数，全场热效率在21％左右，该参数下的垃圾焚烧电厂的经济效益也越来越差，并且，该参数下焚烧炉的积灰和腐蚀问题愈加严重，焚烧电厂不得不3个月进行一次停炉检修。

而主汽参数越高，则垃圾焚烧电厂的发电量越多，经济效益也就越好，但随着主汽参数的提高，垃圾焚烧电厂主要承压受热面的腐蚀问题也越来越严重，电厂将面临极大的安全隐患，国内已有数十起爆管事故，对企业的财产及人身安全造成了不可挽回的损失。虽然有的电厂采用了特殊合金钢堆焊了主要的受热面，但堆焊材料依然存在着逐年减薄的问题，而且堆焊价格极其昂贵，在已有条件下，效益与安全不可兼得，如要继续提升参数如6.4mpa,480℃，必然会加剧余热锅炉相关受热面的积灰及腐蚀情况。而且垃圾焚烧电厂余热锅炉尾部烟气一般在210℃左右，存在一定的余热浪费。

另外，传统的垃圾焚烧工艺都是将垃圾产生的沼气直接通入焚烧炉进行焚烧发电，但对焚烧炉而言，沼气是一种品质较高的燃料，在焚烧炉中通入沼气会导致焚烧炉局部升温，进而导致积灰烧结等问题，而且将沼气通入焚烧炉后会相应的增加焚烧炉的烟气量和烟气流速，从而增使得余热锅炉受热面受到了更强的冲刷效果，加速了高温腐蚀的发生，因此，将沼气通入锅炉在一定程度上使得余热锅炉中积灰和腐蚀的状况更加恶化。

因此，现有的垃圾焚烧发电技术有待进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出垃圾焚烧发电系统，采用该系统提高了主汽参数，实现了沼气的充分利用，进而将该第二过热蒸汽供给至高速汽轮机进行发电，以提高电厂的经济效益，避免了传统技术中沼气进入焚烧炉燃烧而导致的结焦和积灰烧结等问题，保证了系统的顺行，降低了维修成本，实现了垃圾的资源化利用。

〔1〕一种垃圾焚烧发电系统，该系统包括：

垃圾坑，所述垃圾坑具有垃圾入口、干垃圾出口和垃圾渗滤液出口；

厌氧罐，所述厌氧罐具有垃圾渗滤液入口和沼气出口，所述垃圾渗滤液入口与所述垃圾渗滤液出口相连；

焚烧炉，所述焚烧炉具有干垃圾入口、烟气出口和灰渣出口，所述干垃圾入口与所述干垃圾出口相连；

余热锅炉，所述余热锅炉具有烟气入口、给水口和第一过热蒸汽出口，所述烟气入口与所述烟气出口相连；

沼气过热器，所述沼气过热器具有沼气入口、第一过热蒸汽入口和第二过热蒸汽出口，所述第一过热蒸汽入口与所述第一过热蒸汽出口相连，所述沼气入口与所述沼气出口相连，所述沼气过热器能够使沼气燃烧以对第一过热蒸汽进行加热，从而得到第二过热蒸汽；

高速汽轮机，所述高速汽轮机具有主汽入口和乏汽出口，所述主汽入口与所述第二过热蒸汽出口相连；

发电机，所述发电机与所述高速汽轮机相连。

凝汽器，所述凝汽器具有乏汽入口和冷凝水出口，所述乏汽入口与所述乏汽出口相连；

低压加热器，所述低压加热器具有冷凝水入口和热水出口，所述冷凝水入口与所述冷凝水出口相连。

除氧器，所述除氧器具有热水入口和除氧后水出口，所述热水入口与所述热水出口相连；

给水泵，所述给水泵具有除氧后水入口和出水口，所述除氧后水入口与所述除氧后水出口相连，所述出水口与所述给水口相连。

由此，根据本实用新型〔1〕所述的垃圾焚烧发电系统，将沼气供给至沼气过热器中进行燃烧以对通入其中的第一过热蒸汽进行加热，得到第二过热蒸汽，提高了主汽参数，实现了沼气的充分利用，进而将该第二过热蒸汽供给至高速汽轮机进行发电，以提高电厂的经济效益，避免了传统技术中沼气进入焚烧炉燃烧导致的结焦和积灰烧结等问题，保证了系统的顺行，降低了维修成本，实现了垃圾的资源化利用。

〔2〕根据〔1〕所述的系统，所述沼气过热器为逆流布置，所述沼气过热器用于利用沼气燃烧产生的热量对所述第一过热蒸汽进行加热而得到所述第二过热蒸汽。由此，可以充分利用沼气在沼气过热器中燃烧产生的热量。

〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的系统，所述沼气过热器内布置有用于输送所述第一过热蒸汽以使所述第一过热蒸汽在所述沼气过热器内受热的平行管道。由此，可以充分利用沼气在沼气过热器中燃烧产生的热量。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的垃圾焚烧发电的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种垃圾焚烧发电系统。根据本实用新型的一个实施方式，参考图1，该系统包括：垃圾坑100、厌氧罐200、焚烧炉300、余热锅炉400、沼气过热器500、高速汽轮机600、发电机700、凝汽器800、低压加热器900、除氧器1000、给水泵1100。

垃圾坑100具有垃圾入口101、干垃圾出口102和垃圾渗滤液出口103，且适于将垃圾进行堆滤，从而可以得到干垃圾和垃圾渗滤液。具体地，这里的垃圾主要指生活垃圾，垃圾通过地磅房称量后，经卸料平台倒入垃圾坑中进行堆滤，得到干垃圾和垃圾渗滤液。

厌氧罐200具有垃圾渗滤液入口201和沼气出口202，垃圾渗滤液入口201与垃圾渗滤液出口103相连，且适于将上述得到的垃圾渗滤液进行厌氧消化，以便得到沼气。具体地，垃圾渗滤液收集后经泵输送至厌氧罐中进行厌氧消化处理，厌氧罐温度设置为36摄氏度，停留时间为30天，ph为7，产生沼气。由此，不仅可以变废为宝，而且得到高附加值的沼气。

焚烧炉300具有干垃圾入口301、烟气出口302和灰渣出口303，干垃圾入口301与干垃圾出口102相连，且适于将干垃圾进行焚烧，以便得到烟气和灰渣。具体地，上述得到的干垃圾在焚烧炉中依次经过干燥、热解、燃烧和燃尽过程，最终成为烟气和灰渣。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对垃圾焚烧处理的具体条件进行选择。

余热锅炉400具有烟气入口401、给水口402和第一过热蒸汽出口403，烟气入口401与烟气出口302相连，且适于将上述得到的烟气与给水进行换热，以便得到第一过热蒸汽。具体地，干垃圾在焚烧炉中焚烧后产生的烟气从高温过热器上的烟气入口进入，并依次经过高温过热器、中温过热器、低温过热器、蒸发器和省煤器，而给水依次经过省煤器、蒸发器、低温过热器、中温过热器和高温过热器与烟气进行换热，换热后的第一过热蒸汽从高温过热器的第一过热蒸汽出口排出，进行下段工序。由此，通过采用余热锅炉对焚烧炉中得到的烟气进行余热回收，充分利用了垃圾焚烧产生的热量，实现了垃圾的资源化利用。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要选择余热锅炉中各部件的材质，此处不再赘述。

沼气过热器500具有沼气入口501、第一过热蒸汽入口503、和第二过热蒸汽出口502，第一过热蒸汽入口503与第一过热蒸汽出口403相连，沼气入口501与沼气出口202相连，沼气过热器500能够使沼气燃烧以对第一过热蒸汽进行加热，从而得到第二过热蒸汽，且适于将沼气进行燃烧后对余热锅炉中得到的第一过热蒸汽进行加热，以便得到第二过热蒸汽。优选地，沼气过热器500为逆流布置，用于利用沼气燃烧产生的热量对第一过热蒸汽进行加热而得到第二过热蒸汽，得到的第二过热蒸汽的温度为480～490摄氏度，压力为6.45～6.55mpa。优选地，所述沼气过热器500内布置有用于输送所述第一过热蒸汽以使所述第一过热蒸汽在所述沼气过热器内受热的平行管道(未示出)。发明人发现，将沼气供给至沼气过热器中进行燃烧以对通入其中的第一过热蒸汽进行加热，可以将从余热锅炉流出的第一过热蒸汽进行加热，从而得到更高品质的第二过热蒸汽，从而以较低的成本提升主汽参数，同时不需要垃圾以外的热源，实现了沼气的充分利用，进而将该第二过热蒸汽供给至高速汽轮机进行发电提高电厂的经济效益，优化了焚烧炉中的温度场流场，避免了传统技术中沼气进入焚烧炉燃烧导致的结焦和积灰烧结等问题，保证了系统的顺行，降低了维修成本，实现了垃圾的资源化利用。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要选择沼气过热器中各部件的材质，此处不再赘述。

高速汽轮机600具有主汽入口601，主汽入口601与第二过热蒸汽出口502相连，且适于利用第二过热蒸汽(即是上下文中的主汽)进行做功发电，以便产生乏汽。优选地，高速汽轮机还具有乏汽出口602。发明人发现，通过采用高速汽轮机进行做功，从而带动发电机发电，可以提升电厂发电量，进而增加电厂的经济效益。

发电机700，发电机700与高速汽轮机600相连。具体地，高速汽轮机通过轴承与发电机相连，第二过热蒸汽经主汽入口进入高速汽轮机，并推动叶轮做功，同时高速汽轮机带动发电机发电。

凝汽器800具有乏汽入口801和冷凝水出口802，乏汽入口801与乏汽出口602相连，且适于将乏汽进行冷凝，得到冷凝水。由此，采用凝汽器对乏汽进行冷凝，可以减少汽水损失，提高循环水的利用效率。

低压加热器900具有冷凝水入口901和热水出口902，冷凝水入口901与冷凝水出口802相连，且适于将冷凝水进行低压加热，得到热水。具体地，冷凝水经冷凝水入口进入低压加热器中，低压加热器对冷凝水进行加热，热水出口流出，冷凝水的温度为54～64摄氏度，热水的温度为80～90摄氏度，压力为0.10～0.14mpa。由此，提高水的温度，降低了能源损失，提高了热力系统的循环效率。

除氧器1000具有热水入口1001和除氧后水出口1002，热水入口1001与热水出口902相连，且适于将热水进行除氧，以便得到除氧后水。具体地，热水经热水入口进入除氧器中，除氧器除去水中的氧气等非冷凝气体，防止设备及管路腐蚀，除氧后水经除氧后水出口流出，进入下一段工序进行处理。由此，提高了机组的经济性，并保证设备长周期安全的运行。

给水泵1100有除氧后水入口1101和出水口1102，除氧后水入口1101与除氧后水出口1002相连，出水口1102与给水口402相连，且适于将除氧后水供给至余热锅炉400中作为给水。具体地，除氧后水经除氧后水入口进入泵中，除氧后水在泵的作用下经出水口输送至余热锅炉的给水口，作为余热锅炉的给水使用，从而完成该垃圾发电系统的水循环。由此，实现了循环水的综合利用，节约了水资源。

如上所述，根据本实用新型的一个实施方式的一种垃圾焚烧发电系统可具有选自下列的优点至少之一：

根据本实用新型的一个实施方式的垃圾焚烧发电系统采用沼气过热器对第一过热蒸汽进行加热，可以以较低的成本提升主汽参数，同时不需要垃圾以外的热源，实现了沼气的充分利用，进而将该第二过热蒸汽供给至高速汽轮机进行发电，以提高电厂的经济效益。

根据本实用新型的一个实施方式的垃圾焚烧发电系统将垃圾渗滤液厌氧消化产生的沼气通入沼气过热器燃烧，优化了焚烧炉中的温度场流场，避免了传统技术中沼气进入焚烧炉燃烧而导致的结焦和积灰烧结等问题，保证了系统的顺行，降低了维修成本，实现了垃圾的资源化利用。

根据本实用新型的一个实施方式的垃圾焚烧发电系统采用高转速汽轮机，进而提升电厂发电量。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。

实施例

下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本实用新型。

以江苏某垃圾焚烧电厂为例，该电厂采用沼气过热器方式，可以以较低的成本提升主汽参数，同时不需要垃圾以外的热源，参考图1，具体操作如下：将垃圾进行堆滤，从而除去垃圾中的水分，得到干垃圾和垃圾渗滤液，然后将得到的垃圾渗滤液进行厌氧消化(厌氧罐温度设置为36摄氏度，停留时间为30天，ph为7)，产生沼气，而将干垃圾进行焚烧，焚烧后的烟气与给水进行换热，得到第一过热蒸汽，然后将沼气输送至沼气过热器进行燃烧，对第一过热蒸汽进行加热，得到第二过热蒸汽，从而提高主汽参数，然后将乏汽进行冷凝，得到冷凝水，并将冷凝水进行低压加热(加热的温度为85摄氏度，压力为0.11mpa)，从而得到热水，再将热水进行除氧，得到除氧后水，再将除氧后水作为余热锅炉的给水使用，从而完成该垃圾发电系统的水循环。采用以上系统进行垃圾焚烧发电，垃圾产生的沼气量可以稳定地将主汽参数提升到6.5mpa，490℃。

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