一种湿空气透平的垃圾气化燃气和蒸汽轮机联合发电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种湿空气透平的垃圾气化燃气和蒸汽轮机联合发电系统，包括垃圾气化焚烧系统、锅炉系统、发电系统，发电系统包括混合器、空气压气机、合成烟气压气机、合成烟气燃烧室、涡轮机a、涡轮机b、汽轮机、发电机a、发电机b、余热锅炉以及给水输入系统，混合器的入口连接汽包的饱和蒸汽出口、空气压气机的出气口，混合器的出水口连接汽包的进水口，混合器的出汽口连接过热器、涡轮机a，涡轮机a连接发电机a，锅炉系统的废气排放口依次连接烟气压气机、合成烟气燃烧室、涡轮机b，涡轮机b连接发电机b。它可以进行大规模的垃圾连续气化处理，垃圾处理量更大，热量的回收效率较高，能够有效地减少污染物排放。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于固体废弃物焚烧处理及资源化处理
，尤其涉及一种湿空气透平的垃圾气化燃气和蒸汽轮机联合发电系统。
技术介绍
现有的垃圾处理技术主要有焚烧、卫生填埋、堆肥、废品回收等。在垃圾处理常规技术中，焚烧处理具有减量效果明显，无害化彻底，占地量小，余热能得到利用，二次污染少等优点，符合我国可持续发展的战略要求。但随着国内外对环保要求的不断提高，如何增强对二次污染的控制尤为重要。因此，垃圾热解气化焚烧技术被逐渐推到工业化应用的道路上，特别是针对国内垃圾现在主要采用的是各类焚烧技术，气化焚烧技术广泛的工业化将带来国内垃圾处理行业的技术革新换代。多年来，我国对生物质、垃圾等气化焚烧技术的科学研究，进展颇多，实验室的基础研究很多，也有应用研究，如：回转窑式、立式和流化床式的干馏气化或气化高温熔融技术等。但技术推广应用上还是存在一定限制，原料种类、垃圾处理量、二次污染控制和经济效益等是主要因素。在现有的焚烧工艺和设备中，炉排型焚烧炉形式多样，其应用占全世界垃圾焚烧市场总量的80％以上，其中有在炉体内采用机械式逆推炉排、顺推炉排或组合炉排，也有采用链板式和滚筒式等炉排。在锅炉设备中，锅炉回收热量方式方法颇多，技术成熟；热源种类也多，如：太阳能、冶炼炉余热、燃煤炉、流化床、固定床、回转窑等热源，利用锅炉回收热量，用于发电、供热、供暖等。综上所述，典型的气化焚烧和锅炉设备技术成熟，各有其自身优点，但在我国实际应用中需要解决的问题和不足：1.对于我国生活垃圾含水量高、成分复杂等特性，移动炉床的技术使用，对垃圾的输送能力需要重点考虑。同时焚烧后的烟气中飞灰含量较高，锅炉积灰较重，清灰检修维护周期短。2.随着垃圾产生量的不断增多，垃圾堆积如山，垃圾处理量必须得到有效的提高，才能适应市场需求。3.面对严格的污染物排放要求，二次污染控制是技术上需要解决的核心问题。4.为了有效的提高经济效益，垃圾热处理过程中，热量的回收效率需要提高。现有的垃圾热处理技术通常采用锅炉回收垃圾焚烧后的高温烟气热量，产生蒸汽推到汽轮机发电，整个转换热效率损耗较大，处理相同的垃圾量，相对减少热损耗和提高热交换效率就可以提高热效率。现有的技术如以下专利：外燃湿空气燃气轮机发电系统(ZL01120378.1)、燃气轮机发电系统及其运行控制方法(ZL200880007113.7)、双燃料助燃型燃气-蒸汽联合循环系统(ZL200610062631.1)、煤粉燃气轮机发电系统以及产生煤粉两相流燃料的工艺方法(ZL200610062055.0)、多列分段驱动复合式生活垃圾焚烧炉(ZL200710092508.9)和两段式垃圾焚烧炉(ZL201010268376.2)中均涉及到的问题：没有结合垃圾热处理方式方法，以及垃圾热处理的二次污染控制、烟气成分复杂等问题；现有垃圾热处理热化学反应以氧化反应为主，还原反应辅助，易产生二次污染物，且燃烧过氧系数大，一次风、二次风供入量大，烟气中粉尘含量较高，对热能回收系统和烟气处理系统影响较大，容易积灰，烟气量较大，相对降低了热转换效率；垃圾气化焚烧后合成烟气的深度净化问题，需要合成烟气清洁度满足燃气轮机要求，以及垃圾气化焚烧-燃气-蒸汽轮机联合循环发电的应用；垃圾热处理方式的革新，减少烟气量，改变烟气组分，化学反应环境变成还原反应，热效率的相对提高。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种湿空气透平的垃圾气化燃气和蒸汽轮机联合发电系统，提供一种转换热效率损耗较小，热量的回收效率更高，污染物排放更低的利用垃圾气化焚烧合成气的发电系统。本技术的目的是这样实现的：一种湿空气透平的垃圾气化燃气和蒸汽轮机联合发电系统，包括垃圾气化焚烧系统、锅炉系统、发电系统，所述锅炉系统具有汽包、过热器，所述发电系统包括混合器、空气压气机、合成烟气压气机、合成烟气燃烧室、涡轮机a、涡轮机b、汽轮机、发电机a、发电机b、余热锅炉以及给水输入系统，所述混合器的侧壁上设有第一入口、第二入口，所述混合器的底部设有出水口，所述混合器的顶部设有出汽口，所述混合器的第一入口连接汽包的饱和蒸汽出口，所述混合器的第二入口连接空气压气机的出气口，所述空气压气机的进气口与大气连通，所述混合器的出水口连接汽包的进水口，所述混合器的出汽口连接过热器的进汽口，所述过热器的出汽口输出高压过热蒸汽，所述过热器的出汽口连接涡轮机a的进气口，所述涡轮机a与发电机a动力连接，高压过热蒸汽推动涡轮机a发电，涡轮机a的出气口连接余热锅炉，所述烟气压气机的进气口连接锅炉系统的废气排放口，烟气压气机的出气口输出锅炉系统未利用完的高压合成烟气，所述合成烟气燃烧室的进气口分别连接烟气压气机的出气口、空气压气机的出气口，将高压空气与高压合成烟气输入合成烟气燃烧室内混合燃烧，烟气燃烧室的出气口连接涡轮机b的进气口，所述涡轮机b与发电机b动力连接，高温烟气推动涡轮机b发电，涡轮机b的出气口连接余热锅炉，所述余热锅炉的出汽口连接汽轮机，所述汽轮机与发电机b动力连接，余热锅炉排出的高压过热蒸汽推动汽轮机发电，所述余热锅炉的排水口连接给水输入系统，汽轮机的排水口连接给水输入系统，所述给水输入系统对锅炉系统、余热锅炉供水。进一步地，所述给水输入系统包括通过管道依次串联的冷凝器、水泵、除氧器、增压水泵，所述余热锅炉的排水口通过管道连接于水泵、除氧器之间，所述水泵、除氧器之间通过补水管道连接水源，所述冷凝器的进水口通过管道连接汽轮机的排水口，所述增压水泵的出水口通过管道连接锅炉系统以及余热锅炉的汽水进口。冷凝器可以将蒸汽输出装置未利用完的蒸汽全部转换为水，并吸收蒸汽释放的热量，除氧器的主要作用就是用它来除去锅炉给水中的氧气及其他气体，保证给水的品质，增压水泵可以提高水压，保证给水输入系统的供水能力，给水输入系统可以对汽轮机、余热锅炉排出的水进行进一步的余热回收利用，提高热回收效率。进一步地，所述空气压气机、涡轮机a、发电机a依次动力连接，并同步转动；所述合成烟气压气机、涡轮机b、汽轮机、发电机b依次动力连接，并同步转动。进一步地，所述锅炉系统包括锅炉本体，所述锅炉本体具有旋风除尘室、炉室a、炉室b，所述旋风除尘室的下端设置烟气入口，旋风除尘室的烟气入口与垃圾气化焚烧系统连接，旋风除尘室上端为第三烟气出口，旋风除尘室上端的第三烟气出口与炉室a的上端连通，所述炉室a、炉室b的下端连通，所述炉室b的上端设置废气出口，所述旋风除尘室内沿周向设有呈环形的水冷壁，所述炉室a内设置有所述的过热器，炉室b内设置有蒸发器，锅炉本体的顶端设置所述的汽包，所述旋风除尘室、炉室a、炉室b均位于汽包下方，所述汽包上设有汽水进口，汽包内设有汽水分离装置，用于分离汽水混合物，汽包通过第一下降管连接水冷壁的进水口，用于输出汽水分离装置分离出的水，汽包通过第二下降管连接蒸发器的进水口，用于输出汽水分离装置分离出的水，所述水冷壁、蒸发器的出汽口分别通过汽管连接汽包的进汽口，用于回流高温蒸汽。为了对炉室c排出的烟气进行无害化处理，优选地，所述锅炉本体具有炉室c，所述炉室c的上端与炉室b上端的废气出口连通，炉室c的下端设置废气排放口，所述炉室c的废气排放口连接烟气净化系统，所述烟气净化系统包括依次连接的粗净化系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿空气透平的垃圾气化燃气和蒸汽轮机联合发电系统，包括垃圾气化焚烧系统、锅炉系统、发电系统，所述锅炉系统具有汽包、过热器，其特征在于：所述发电系统包括混合器、空气压气机、合成烟气压气机、合成烟气燃烧室、涡轮机a、涡轮机b、汽轮机、发电机a、发电机b、余热锅炉以及给水输入系统，所述混合器的侧壁上设有第一入口、第二入口，所述混合器的底部设有出水口，所述混合器的顶部设有出汽口，所述混合器的第一入口连接汽包的饱和蒸汽出口，所述混合器的第二入口连接空气压气机的出气口，所述空气压气机的进气口与大气连通，所述混合器的出水口连接汽包的进水口，所述混合器的出汽口连接过热器的进汽口，所述过热器的出汽口输出高压过热蒸汽，所述过热器的出汽口连接涡轮机a的进气口，所述涡轮机a与发电机a动力连接，高压过热蒸汽推动涡轮机a发电，涡轮机a的出气口连接余热锅炉，所述烟气压气机的进气口连接锅炉系统的废气排放口，烟气压气机的出气口输出锅炉系统未利用完的高压合成烟气，所述合成烟气燃烧室的进气口分别连接烟气压气机的出气口、空气压气机的出气口，将高压空气与高压合成烟气输入合成烟气燃烧室内混合燃烧，烟气燃烧室的出气口连接涡轮机b的进气口，所述涡轮机b与发电机b动力连接，高温烟气推动涡轮机b发电，涡轮机b的出气口连接余热锅炉，所述余热锅炉的出汽口连接汽轮机，所述汽轮机与发电机b动力连接，余热锅炉排出的高压过热蒸汽推动汽轮机发电，所述余热锅炉的排水口连接给水输入系统，汽轮机的排水口连接给水输入系统，所述给水输入系统对锅炉系统、余热锅炉供水。...

【技术特征摘要】
1.一种湿空气透平的垃圾气化燃气和蒸汽轮机联合发电系统，包括垃圾气化焚烧系统、锅炉系统、发电系统，所述锅炉系统具有汽包、过热器，其特征在于：所述发电系统包括混合器、空气压气机、合成烟气压气机、合成烟气燃烧室、涡轮机a、涡轮机b、汽轮机、发电机a、发电机b、余热锅炉以及给水输入系统，所述混合器的侧壁上设有第一入口、第二入口，所述混合器的底部设有出水口，所述混合器的顶部设有出汽口，所述混合器的第一入口连接汽包的饱和蒸汽出口，所述混合器的第二入口连接空气压气机的出气口，所述空气压气机的进气口与大气连通，所述混合器的出水口连接汽包的进水口，所述混合器的出汽口连接过热器的进汽口，所述过热器的出汽口输出高压过热蒸汽，所述过热器的出汽口连接涡轮机a的进气口，所述涡轮机a与发电机a动力连接，高压过热蒸汽推动涡轮机a发电，涡轮机a的出气口连接余热锅炉，所述烟气压气机的进气口连接锅炉系统的废气排放口，烟气压气机的出气口输出锅炉系统未利用完的高压合成烟气，所述合成烟气燃烧室的进气口分别连接烟气压气机的出气口、空气压气机的出气口，将高压空气与高压合成烟气输入合成烟气燃烧室内混合燃烧，烟气燃烧室的出气口连接涡轮机b的进气口，所述涡轮机b与发电机b动力连接，高温烟气推动涡轮机b发电，涡轮机b的出气口连接余热锅炉，所述余热锅炉的出汽口连接汽轮机，所述汽轮机与发电机b动力连接，余热锅炉排出的高压过热蒸汽推动汽轮机发电，所述余热锅炉的排水口连接给水输入系统，汽轮机的排水口连接给水输入系统，所述给水输入系统对锅炉系统、余热锅炉供水。2.根据权利要求1所述的一种湿空气透平的垃圾气化燃气和蒸汽轮机联合发电系统，其特征在于：所述给水输入系统包括通过管道依次串联的冷凝器、水泵、除氧器、增压水泵，所述余热锅炉的排水口通过管道连接于水泵、除氧器之间，所述水泵、除氧器之间通过补水管道连接水源，所述冷凝器的进水口通过管道连接汽轮机的排水口，所述增压水泵的出水口通过管道连接锅炉系统以及余热锅炉的汽水进口。3.根据权利要求1所述的一种湿空气透平的垃圾气化燃气和蒸汽轮机联合发电系统，其特征在于：所述空气压气机、涡轮机a、发电机a依次动力连接，并同步转动；所述合成烟气压气机、涡轮机b、汽轮机、发电机b依次动力连接，并同步转动。4.根据权利要求1所述的一种湿空气透平的垃圾气化燃气和蒸汽轮机联合发电系统，其特征在于：所述锅炉系统包括锅炉本体，所述锅炉本体具有旋风除尘室、炉室a、炉室b，所述旋风除尘室的下端设置烟气入口，旋风除尘室的烟气入口与垃圾气化焚烧系统连接，旋风除尘室上端为第三烟气出口，旋风除尘室上端的第三烟气出口与炉室a的上端连通，所述炉室a、炉室b的下端连通，所述炉室b的上端设置废气出口，所述旋风除尘室内沿周向设有呈环形的水冷壁，所述炉室a内设置有所述的过热器，炉室b内设置有蒸发器，锅炉本体的顶端设置所述的汽包，所述旋风除尘室、炉室a、炉室b均位于汽包下方，所述汽包上设有汽水进口，汽包内设有汽水分离装置，用于分离汽水混合物，汽包通过第一下降管连接水冷壁的进水口，用于输出汽水分离装置分离出的水，汽包通过第二下降管连接蒸发器的进水口，用于输出汽水分离装置分离出的水，所述水冷壁、蒸发器的出汽口分别通过汽管连接汽包的进汽口，用于回流高温蒸汽。5.根据权利要求4所述的一种湿空气透平的垃圾气化燃气和蒸汽轮机联合发电系统，其特征在于：所述锅炉本体具有炉室c，所述炉室c的上端与炉室b上端的废气出口连通，炉室c的下端设置废气排放口，所述炉室c的...

【专利技术属性】
技术研发人员：严欣平，肖大志，周雄，林顺洪，李长江，胡桂川，徐明，胡文金，汤毅，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：新型
国别省市：重庆;50