概述

蒸汽/熱水閃蒸復(fù)合發(fā)電技術(shù)是一種能最大限度地利用中、低溫余熱的純余熱利用型發(fā)電技術(shù)。該技術(shù)主要以200℃~500℃的低溫廢氣作為熱源，通過余熱鍋爐生產(chǎn)出過熱蒸汽和一定量的飽和水，將常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)無法利用的部分低品位低溫?zé)崮埽ㄟ^閃蒸系統(tǒng)生產(chǎn)出飽和蒸汽，與過熱蒸汽一起進(jìn)入多參數(shù)汽輪機(jī)作功發(fā)電，從而增加余熱發(fā)電功率。采用此項(xiàng)技術(shù)一般可比常規(guī)技術(shù)多發(fā)電10%左右。

技術(shù)原理

1、工藝流程

給水經(jīng)給水泵進(jìn)入余熱鍋爐，經(jīng)廢氣加熱后，一部分變?yōu)檫^熱蒸汽，進(jìn)入汽輪機(jī)作功發(fā)電。另一部分經(jīng)余熱鍋爐低溫段加熱后，產(chǎn)生熱水(飽和水)，這部分熱水進(jìn)入閃蒸器，經(jīng)一級擴(kuò)容閃蒸出一定量的低壓飽和蒸氣，進(jìn)入汽輪機(jī)相應(yīng)低壓進(jìn)汽口作功發(fā)電。閃蒸器內(nèi)的飽和水進(jìn)入除氧器，與冷凝水一起經(jīng)除氧后由給水泵供給鍋爐，實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的熱力循環(huán)。

2、閃蒸系統(tǒng)高效率技術(shù)原理

常規(guī)余熱發(fā)電系統(tǒng)與蒸汽/熱水閃蒸復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)的余熱利用情況如圖1所示。BCDE為常規(guī)蒸汽余熱鍋爐的介質(zhì)吸熱特性， ACDE為復(fù)合發(fā)電余熱鍋爐的工質(zhì)吸熱特性。圖中取兩種鍋爐的介質(zhì)始飽和溫度（C點(diǎn)）相同，C點(diǎn)與所對應(yīng)煙氣c點(diǎn)的溫差稱之為窄點(diǎn)溫差。從圖中看出，兩種系統(tǒng)的工質(zhì)吸熱曲線自C點(diǎn)后（CDE）重合，即過熱蒸汽參數(shù)相同，過熱蒸汽量相等；而兩種系統(tǒng)在低溫段（C點(diǎn)前）所利用的熱量差異較大。常規(guī)余熱爐將59.5噸產(chǎn)生蒸汽的水自105℃加熱到 249 .2℃(飽和溫度)，使煙氣自269.2℃降為209℃排出；而蒸汽/熱水閃蒸系統(tǒng)則將143t水自68℃加熱到249.2（飽和溫度），相應(yīng)的煙氣自269.2℃降為100℃，比常規(guī)系統(tǒng)多利用余熱1666×104kcal/h，即煙氣曲線中的ab段。是常規(guī)蒸汽余熱鍋爐一次余熱利用率的1.40倍。

工藝系統(tǒng)

與常規(guī)火力發(fā)電系統(tǒng)不同的是，蒸汽/熱水閃蒸復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)引入了閃蒸器。給水經(jīng)給水泵進(jìn)入余熱鍋爐后, 其中的一部分被廢氣余熱直接加熱為過熱蒸汽，進(jìn)入汽輪機(jī)做功發(fā)電。另一部分經(jīng)余熱鍋爐低溫段加熱后，產(chǎn)生一定壓力下的熱水，這部分熱水進(jìn)入閃蒸器，生產(chǎn)出一定量的低壓飽和蒸汽，進(jìn)入汽輪機(jī)相應(yīng)的低壓級做功發(fā)電。閃蒸器產(chǎn)生的飽和水進(jìn)入除氧器（或水箱），與冷凝水一起經(jīng)除氧后由給水泵供給鍋爐，實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的熱力循環(huán)。

在這一工藝流程中，引入閃蒸系統(tǒng)，使排煙溫度降到90℃左右，大大提高了余熱利用率。同時(shí)由于增加了閃蒸系統(tǒng)，可通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)水量來較大范圍地適應(yīng)水泥窯（尤其窯頭）廢氣參數(shù)的大幅波動，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。

根據(jù)水泥窯的特點(diǎn)及余熱發(fā)電系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)要求，采用一窯兩爐一機(jī)加一臺閃蒸器的設(shè)備配置方式。余熱鍋爐的過熱蒸汽匯合后直接進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電；余熱鍋爐所產(chǎn)生的多余熱水共同進(jìn)入閃蒸器，閃蒸出來的飽和蒸汽進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)組的低壓級作功發(fā)電。

兩爐一機(jī)方案是在綜合考慮了投資、廢氣成分、系統(tǒng)復(fù)雜程度、可靠性、運(yùn)行可操作性等因素后確定的最佳方案。其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

系統(tǒng)簡單，投資降低且便于管理；單機(jī)容量增大，汽輪發(fā)電機(jī)組效率提高。