本实用新型涉及生物质直燃、垃圾焚烧技术领域，具体而言涉及一种生物质直燃与垃圾焚烧一体化发电厂的耦合运行系统。
背景技术：
随着居民生活水平的日益提升，城镇生活垃圾产量逐渐提升，而且生活垃圾热值也在逐步升高。而农村农林废弃物如秸秆、果木纸条等作为生物燃料市场巨大。生物质直燃发电的基本原理是把生物质进行高温焚烧，产生的热能转化为高温蒸汽，推动汽轮机转动，使发电机产生电能。在生物质直燃发电过程中，给水经加热器加热生成高温蒸汽，推动汽轮机转动，使发电机发电，然后高温蒸汽冷凝为给水，由给水泵再次泵送至加热器。垃圾焚烧发电的基本原理是把垃圾进行高温焚烧，产生的热能转化为高温蒸汽，推动汽轮机转动，使发电机产生电能。目前，生物质直燃与垃圾焚烧发电一体化项目越来越多。
然而，一方面，目前一体化项目中，生物质与垃圾焚烧发电系统单独运行，生物质处理系统单独采用一套系统(9.5MPa/540℃)，垃圾焚烧发电单独采用另一套系统(4.0MPa/400℃)，因此，目前一体化项目仅仅是项目建设一体，而并没有实现真正一体化，生物质电厂全厂热效率可达30％，而垃圾焚烧发电厂整场热效率仅达21％左右。另一方面，由于垃圾焚烧成分复杂，受垃圾燃烧本质的影响，在燃烧过程中易对锅炉受热面产生高温腐蚀，因此垃圾焚烧发电厂蒸汽参数受到限制，进而导致垃圾电厂的热效率较低。
因此，有必要提供一种生物质直燃与垃圾焚烧一体化发电厂的耦合运行系统，以解决上述技术问题。
技术实现要素：
在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
针对目前的不足，本实用新型提供一种生物质直燃与垃圾焚烧一体化发电厂的耦合运行系统，包括：并列设置的垃圾锅炉和生物质锅炉，和与所述垃圾锅炉、所述生物质锅炉连接的汽轮机，以及与所述汽轮机连接的发电机，其中，所述垃圾锅炉用于焚烧垃圾并产生饱和或微过热蒸汽；所述生物质锅炉用于焚烧生物质并产生饱和蒸汽，并使所述生物质锅炉产生的所述饱和蒸汽与所述垃圾锅炉产生的所述饱和或微过热蒸汽混合，形成混合蒸汽，然后进一步转变为高温高压蒸汽；所述汽轮机用于使所述高温高压蒸汽做功，并推动所述发电机发电。
进一步，所述生物质锅炉包括生物质汽包，用于使所述生物质锅炉产生的所述饱和蒸汽和所述垃圾锅炉产生的所述饱和或微过热蒸汽混合，形成所述混合蒸汽。
进一步，所述生物质锅炉还包括与所述生物质汽包连接的生物质过热器，用于使所述混合蒸汽受热转变为所述高温高压蒸汽。
进一步，还包括设置在所述汽轮机的后端，并与所述垃圾锅炉、生物质锅炉连接的凝汽器，用于使做功后的所述高温高压蒸汽凝结成给水。
进一步，所述高温高压蒸汽的温度为500℃‐600℃。
进一步，所述高温高压蒸汽的压强为9MPa‐10MPa。
进一步，所述生物质汽包包括汽水分离装置和蒸汽清洗装置。
进一步，所述生物质过热器采用蛇形管式结构。
进一步，还包括设置在所述垃圾锅炉、所述生物质锅炉与所述凝汽器之间的给水泵。
进一步，还包括与所述汽轮机连接的给水预处理装置。
综上所述，根据本实用新型的耦合运行系统，通过垃圾锅炉产生饱和或微过热蒸汽，通过生物质锅炉产生饱和蒸汽，并与所垃圾锅炉产生的饱和或微过热蒸汽混合，形成混合蒸汽，然后进一步转变为高温高压蒸汽，将两种锅炉蒸汽耦合，最终同时进入一个汽轮机做功，可使得电厂的蒸汽品质得到提升，从而提高全厂的热效率；而且垃圾锅炉作为饱和或微过热蒸汽的锅炉，可以降低受热管壁面的温度，从而保护受热面，进而缓解垃圾锅炉中的高温腐蚀现象。
附图说明
本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。
附图中：
图1为本实用新型实施例的生物质直燃与垃圾焚烧一体化发电厂的耦合运行系统的结构示意图。
附图标记说明：
100、生物质直燃与垃圾焚烧一体化发电厂的耦合运行系统
101、垃圾锅炉 102、生物质锅炉
103、生物质汽包 104、汽轮机
105、发电机106、凝汽器
107、生物质过热器
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出具体的实施方案，以便阐释本实用新型如何改进目前存在的问题。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
一方面，目前一体化项目中，生物质与垃圾焚烧发电系统单独运行，生物质处理系统单独采用一套系统(9.5MPa/540℃)，垃圾焚烧发电单独采用另一套系统(4.0MPa/400℃)，因此，目前一体化项目仅仅是项目建设一体，而并没有实现真正一体化，生物质电厂全厂热效率可达30％，而垃圾焚烧发电厂整场热效率仅达21％左右。另一方面，由于垃圾焚烧成分复杂，受垃圾燃烧本质的影响，在燃烧过程中易对锅炉受热面产生高温腐蚀，因此垃圾焚烧发电厂蒸汽参数受到限制，进而导致垃圾电厂的热效率较低。
示例性实施例
图1示出了本实用新型的实施例的一种生物质直燃与垃圾焚烧一体化发电厂的耦合运行系统100的结构示意图。下面参照图1来具体描述该耦合运行系统100。
如图1所示，本实用新型提供一种用于生物质直燃与垃圾焚烧一体化发电厂的耦合运行系统100，包括并列设置的垃圾锅炉101和生物质锅炉102，和与所述垃圾锅炉101、所述生物质锅炉102连接的汽轮机104，以及与所述汽轮机104连接的发电机105，其中，所述垃圾锅炉101用于焚烧垃圾并产生饱和或微过热蒸汽；所述生物质锅炉102用于焚烧生物质并产生饱和蒸汽，并使所述生物质锅炉102产生的所述饱和蒸汽与所述垃圾锅炉101产生的所述饱和或微过热蒸汽混合，形成混合蒸汽，然后进一步转变为高温高压蒸汽，所述汽轮机104用于使所述高温高压蒸汽做功，并推动所述发电机105发电。
根据本实用新型的耦合运行系统，通过垃圾锅炉产生饱和或微过热蒸汽，通过生物质锅炉产生饱和蒸汽，并与所垃圾锅炉产生的饱和或微过热蒸汽混合，形成混合蒸汽，然后进一步转变为高温高压蒸汽，将两种锅炉蒸汽耦合，最终同时进入一个汽轮机做功，可使得电厂的蒸汽品质得到提升，从而提高全厂的热效率；而且垃圾锅炉作为饱和或微过热蒸汽的锅炉，可以降低受热管壁面的温度，从而保护受热面，进而缓解垃圾锅炉中的高温腐蚀现象。
在本实施例中，所述高温高压蒸汽的温度为500℃‐600℃，如540℃；所述高温高压蒸汽的压强为9MPa‐10MPa，如9.5MPa。可见，在本实用新型中，垃圾锅炉的给水参数得到提高，压强由原本的4MPa提升至9.5MPa，温度由原来的400℃提高至540℃，可使得电厂的蒸汽品质得到提升，从而提高全厂的热效率。
具体地，如图1所示，所述生物质锅炉102包括生物质汽包103，所述生物质汽包103用于使所述生物质锅炉102产生的所述饱和蒸汽和所述垃圾锅炉101产生的所述饱和或微过热蒸汽混合，形成混合蒸汽。进一步地，所述生物质汽包103包括汽水分离装置、蒸汽清洗装置等装置，可以有效地进行汽水分离、蒸汽清洗等，是生物质锅炉汽、水的集散中心。
进一步地，所述生物质锅炉102还包括与所述生物质汽包103连接的生物质过热器107，所述生物质过热器107用于使所述混合蒸汽受热转变为高温高压蒸汽。所述生物质过热器107可以采用各种合适的结构，例如可以采用蛇形管式、屏式、墙式或包墙式，并通过对流、辐射或半辐射方式对混合蒸汽进行加热以产生高温高压蒸汽。示例性地，在本实施例中，所述生物质过热器107采用蛇形管式结构，当混合蒸汽进入生物质过热器107之后，生物质过热器107利用生物质锅炉102内的烟气热量对给混合蒸汽进行加热产生高温高压蒸汽。
所述耦合运行系统100还包括与所述汽轮机104连接的凝汽器106，用于使做功后的所述高温高压蒸汽凝结成给水，然后重新分配分别进入所述垃圾锅炉101及生物质锅炉102，完成系统循环。如图1所示，所述凝汽器106设置在所述汽轮机104的后端，并与所述垃圾锅炉101及生物质锅炉102连接。所述凝汽器106可以是各种合适的换热器，示例性地，在本实施例中，所述凝汽器利用冷却水冷凝做功后的所述高温高压蒸汽，即从所述汽轮机104排出的蒸汽进入所述凝汽器106后，与冷却水进行换热，以降低温度，实现冷凝。
所述耦合运行系统100还包括设置在所述凝汽器106与所述垃圾锅炉101或所述生物质锅炉102之间的给水泵(未示出)，所述给水泵用于使从所述凝汽器106排出的给水经重新分配后，再次进入所述垃圾锅炉101或所述生物质锅炉102，作为所述垃圾锅炉101或所述生物质锅炉102的给水，从而实现循环利用。
所述耦合运行系统100还包括与所述汽轮机104连接的给水预处理装置(未示出)，所述给水预处理装置包括除氧器和/或加热器，其中，所述除氧器用于除去给水中的溶解氧，以避免设备腐蚀。所述加热器配置为使所述给水与从所述汽轮机104排出的做完功的高温高压蒸汽(乏汽)进行热交换，以预热所述给水。
本实用新型的工作原理在于，垃圾锅炉101产生饱和或者微过热蒸汽进入生物质锅炉102的生物质汽包103与生物质锅炉102产生的饱和蒸汽混合，形成混合蒸汽，混合蒸汽进入生物质锅炉102的生物质过热器107进一步加热变为高温高压蒸汽，最终高温高压蒸汽(540℃，9.5MPa)进入汽轮机104膨胀做功并推动发电机105产生电能，完成热能向电能的转变。做完功的高温高压蒸汽(乏汽)进入凝汽器106凝结，然后重新分配分别进入垃圾锅炉101及生物质锅炉102，完成系统循环。
综上所述，根据本实用新型的耦合运行系统，通过垃圾锅炉产生饱和或微过热蒸汽，通过生物质锅炉产生饱和蒸汽，并与所垃圾锅炉产生的饱和或微过热蒸汽混合，形成混合蒸汽，然后进一步转变为高温高压蒸汽，将两种锅炉蒸汽耦合，最终同时进入一个汽轮机做功，可使得电厂的蒸汽品质得到提升，从而提高全厂的热效率；而且垃圾锅炉作为饱和或微过热蒸汽的锅炉，可以降低受热管壁面的温度，从而保护受热面，进而缓解垃圾锅炉中的高温腐蚀现象。
本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例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例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，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。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
技术特征：
1.一种生物质直燃与垃圾焚烧一体化发电厂的耦合运行系统，其特征在于，包括：
并列设置的垃圾锅炉和生物质锅炉，和与所述垃圾锅炉、所述生物质锅炉连接的汽轮机，以及与所述汽轮机连接的发电机，其中，所述垃圾锅炉用于焚烧垃圾并产生饱和或微过热蒸汽；所述生物质锅炉用于焚烧生物质并产生饱和蒸汽，并使所述生物质锅炉产生的所述饱和蒸汽与所述垃圾锅炉产生的所述饱和或微过热蒸汽混合，形成混合蒸汽，然后进一步转变为高温高压蒸汽；所述汽轮机用于使所述高温高压蒸汽做功，并推动所述发电机发电。
2.根据权利要求1所述的耦合运行系统，其特征在于，所述生物质锅炉包括生物质汽包，用于使所述生物质锅炉产生的所述饱和蒸汽和所述垃圾锅炉产生的所述饱和或微过热蒸汽混合，形成所述混合蒸汽。
3.根据权利要求2所述的耦合运行系统，其特征在于，所述生物质锅炉还包括与所述生物质汽包连接的生物质过热器，用于使所述混合蒸汽受热转变为所述高温高压蒸汽。
4.根据权利要求1所述的耦合运行系统，其特征在于，还包括设置在所述汽轮机的后端，并与所述垃圾锅炉、生物质锅炉连接的凝汽器，用于使做功后的所述高温高压蒸汽凝结成给水。
5.根据权利要求1所述的耦合运行系统，其特征在于，所述高温高压蒸汽的温度为500℃‐600℃。
6.根据权利要求5所述的耦合运行系统，其特征在于，所述高温高压蒸汽的压强为9MPa‐10MPa。
7.根据权利要求2所述的耦合运行系统，其特征在于，所述生物质汽包包括汽水分离装置和蒸汽清洗装置。
8.根据权利要求3所述的耦合运行系统，其特征在于，所述生物质过热器采用蛇形管式结构。
9.根据权利要求4所述的耦合运行系统，其特征在于，还包括设置在所述垃圾锅炉、所述生物质锅炉与所述凝汽器之间的给水泵。
10.根据权利要求1所述的耦合运行系统，其特征在于，还包括与所述汽轮机连接的给水预处理装置。
技术总结
本实用新型提供一种生物质直燃与垃圾焚烧一体化发电厂的耦合运行系统，包括：并列设置的垃圾锅炉和生物质锅炉，和与所述垃圾锅炉、所述生物质锅炉连接的汽轮机，以及与所述汽轮机连接的发电机，其中，垃圾锅炉用于焚烧垃圾并产生饱和或微过热蒸汽；生物质锅炉用于焚烧生物质并产生饱和蒸汽，并与垃圾锅炉产生的饱和或微过热蒸汽混合，形成混合蒸汽，进一步转变为高温高压蒸汽；汽轮机用于使高温高压蒸汽做功，并推动发电机发电。根据本实用新型的耦合运行系统，将两种锅炉蒸汽耦合，最终同时进入一个汽轮机做功，使得电厂的蒸汽品质得到提升，提高全厂的热效率；垃圾锅炉作为饱和或微过热蒸汽的锅炉，可以缓解垃圾锅炉中的高温腐蚀现象。
技术研发人员：李磊;蔡旭;刘洋;胡利华;邵哲如
受保护的技术使用者：光大环境科技（中国）有限公司;光大环保技术研究院（深圳）有限公司;光大环保（中国）有限公司;光大环保技术研究院（南京）有限公司
技术研发日：.04.11
技术公布日：.12.25
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