一种垃圾发电厂定排排汽乏汽回收系统及方法

技术领域

本发明涉及垃圾发电厂乏汽回收技术领域，尤其涉及一种垃圾发电厂定排排汽乏汽回收系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

垃圾发电厂作为垃圾处理的终端环节，将垃圾投入垃圾发电厂的锅炉中燃烧，从而通过燃烧产生的蒸汽带动汽轮机进行发电，实现节能的目的。

垃圾发电厂中，定期排污扩容器主要是将锅炉的定期污水降压扩容，目前，大多数垃圾发电厂的定排扩容器产生的二次蒸汽都是直接排入大气，不能实现有效回收。现有技术公开了通过增加泵、阀以及文丘里管等设备实现乏汽回收，但是增加的设备使得系统复杂度增加。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种垃圾发电厂定排排汽乏汽回收系统及方法，充分利用原有的高位水箱设备的布置位置，通过改变高位水箱的结构，并构建垃圾发电厂定排排汽乏汽回收系统，回收了水工质，实现脱白，可实现疏放水的近零跑冒。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种垃圾发电厂定排排汽乏汽回收系统，包括：定排扩容器、高位水箱和低位水箱；所述高位水箱上分别设有进水口、出水口、进汽口和呼吸口，所述进水口通过冷却水供水管道与机力冷却塔连接，所述出水口经过焚烧炉给料斗冷却器或落渣管冷却器连接至低位水箱，所述进汽口经乏汽进汽管连接定排扩容器的排汽管，所述高位水箱通过呼吸口还连接呼吸管，呼吸管连通大气。

作为可选的方案，所述高位水箱内设有至少一个隔板，所述隔板将高位水箱划分为工作舱和平衡舱，所述隔板使得工作舱和平衡舱在上部隔离、底部连通；

所述乏汽进汽管与工作舱连通，所述呼吸管与平衡舱连通，所述冷却水供水管道通过进水口与平衡舱/工作舱连通，所述出水口与平衡舱/工作舱连通，所述出水口通过焚烧炉给料斗冷却器冷却水供水管道连接至焚烧炉给料斗冷却器，或者通过落渣管冷却器冷却水供水管道连接至落渣管冷却器。

作为可选的方案，所述高位水箱为一个或多个，至少一个高位水箱上设有进汽口，所述进汽口经乏汽进汽管连接定排扩容器的排汽管。

作为可选的方案，连接高位水箱与低温水箱的管道上设有漏斗，用于将高位水箱中的冷却水在流动过程中由于重力产生的动压头释放掉，以减少对低温水箱的扰动。

作为可选的方案，所述乏汽进汽管伸入到高位水箱的液面以下，所述呼吸管处于高位水箱的液面以上。

作为可选的方案，所述定排扩容器的排汽管一端与定排扩容器连接，另一端分为两路，其中一路经高位水箱的乏汽进汽管与高位水箱连接，另一路为旁路放空管道，所述旁路放空管道通过事故备用阀门与大气连通。

作为可选的方案，所述高位水箱内设有温度检测装置。

作为可选的方案，所述低位水箱通过冷却水回水母管与机力冷却塔连接。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种垃圾发电厂定排排汽乏汽回收方法，包括：定排扩容器中的排汽通过乏汽进汽管引入至少一个高位水箱，乏汽被所述高位水箱中的水吸收；

所述高位水箱中的水作为落渣管冷却器或焚烧炉给料斗冷却器的冷却水，然后进入低温水箱；高位水箱中的水还通过溢流管道进入低位水箱；

所述低位水箱中的水通过回水管道返回机力冷却塔；

实时监测所述高位水箱内设定点的温度，当温度高于设定值时，增加自机力冷却塔进入高位水箱的冷却水的水量。

作为可选的方案，定排扩容器排汽中的水蒸气被冷却并凝结吸附于高位水箱中的液态水中，定排扩容器排汽中的不凝结气体进入工作舱液面之上的气相空间；

随着该空间内不凝结气体的增加，工作舱内的压力升高，进而工作舱内的水流向平衡舱，形成水封；

当水封高度超过设定高度时，所述气相空间内的不凝结气体，或者所述不凝结气体携带的尚未来得及凝结的蒸汽，会进入平衡舱，通过高位水箱的呼吸管排入大气，实现自动泄压。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明巧妙利用隔板将高位水箱分隔为平衡舱和工作舱，正常工作时，隔板的下缘位于液面以下，从而隔板将平衡舱和工作舱的气相空间完全隔断，而平衡舱和工作舱的液相空间可以通过隔板与水箱底壁之间下方的联通孔来连通，从而为吸收定排排汽创造了空间条件和时间条件，可回收排汽中的水工质，实现脱白、节水，可实现疏放水的近零跑冒，且实施方案简单，成本低，易于实施；

(2)本发明为吸收定排排汽设置了两项安全措施，均易于操作且成本低廉，一项是非能动的泄压措施，即通过气压平衡原理将工作舱内的水压至平衡舱，当工作舱内的气相空间的下缘与隔板的下缘暨联通孔的上缘平齐时，实现自动泄压；第二项是主动的温度监测，当高位水箱中的水温偏高时，可以通过加大冷却水量来对高位水箱中的水进行降温。

(3)本发明高位水箱兼有两个作用，即高位水箱具有吸收定排排汽工质的作用，同时兼有冷却落渣管和/或冷却垃圾料斗的作用，因此高位水箱中的水是动态流动的，所以通过将高位水箱内的乏汽进汽管道插入到高位水箱液位以下，有助于强化换热效果。

(4)本发明作为吸收定排排汽工质的安全措施的冷却水泵及其冷却水供水管路，可以与冷却落渣管和/或冷却垃圾料斗的冷却水泵及其冷却水供水管路共用，从而一方面降低了冷却水泵的投资，另一方面，由于冷却落渣管和/或冷却垃圾料斗的冷却水泵是一直处于开启状态的，因此，本发明不会为了吸收定排排汽工质而频繁启停冷却水泵，只是当该冷却水泵作为吸收定排排汽的安全措施时，适当增大冷却水泵的运行流量和运行功率而已，从而降低了冷却水泵及其配套阀组的启停频率和故障维修成本，提高了乏汽回收系统的安全性和经济性。

(5)本发明可以充分利用已投运的垃圾发电厂的原有的落渣管冷却用的高位水箱或者垃圾料斗冷却水系统的高位水箱的布置位置，无需新增高位水箱、仅需对本发明所述高位水箱及相关联的系统进行简单改造就可以将定排扩容器的排汽引入本发明所述高位水箱内进行有效回收，成本低，易于实施；对垃圾发电厂原有系统的影响较小，当对老旧垃圾电厂进行定排排汽回收改造时，与现有方案相比，投资极低。

本发明的其他特征和附加方面的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，或通过本方面的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例中的一种定排扩容器与垃圾料斗冷却水系统的高位水箱结构示意图；

图2为本发明实施例中的又一种定排扩容器与垃圾料斗冷却水系统的高位水箱结构示意图；

图3为本发明实施例中乏汽进汽管伸入到高位水箱的液面以下示意图；

图4为本发明实施例中乏汽进汽管伸入到高位水箱的液面以下时管壁开孔示意图；

1.第一高位水箱，2.第二高位水箱，3.低位水箱，4.定排扩容器，5.焚烧炉给料斗冷却器，6.机力冷却塔，7.落渣管冷却器，8.隔板，9.工作舱，10.平衡舱，11.呼吸管，12-1.冷却水供水母管，12-2.冷却水回水母管，13.冷却水泵，14-1.落渣管冷却器冷却水供水管道，14-2.落渣管冷却器冷却水回水管道；15-1.焚烧炉给料斗冷却器冷却水供水管道，15-2.焚烧炉给料斗冷却器冷却水回水管道，16.漏斗，17.第一溢流水管，18.第二溢流水管，19.旁路放空管道，20.事故备用阀门，21.呼吸口，22.乏汽进汽管，23.孔。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

在一个或多个实施方式中，公开了一种垃圾发电厂定排排汽乏汽回收系统，参照图1，包括：定排扩容器4、高位水箱和低位水箱3；其中，高位水箱上分别设有进水口、出水口、进汽口和呼吸口21，进水口通过冷却水供水管道与机力冷却塔6连接，出水口经过焚烧炉给料斗冷却器5或落渣管冷却器7连接至低位水箱3，进汽口经乏汽进汽管22连接定排扩容器4的顶端，高位水箱通过呼吸口21还连接呼吸管11。

本实施例中，高位水箱内设有隔板8，隔板8设置在乏汽进汽管22接口和呼吸管11接口之间的位置，隔板8一端与高位水箱顶部连接，另一端与底部间隔设定距离，形成联通孔23，使得高位水箱底部相连通。隔板8将高位水箱分成了两部分，与乏汽进汽管22连接的部分作为工作舱9，与呼吸管11连接的部分作为平衡舱10；

正常工作时，隔板8的下缘位于液面以下，从而隔板8将平衡舱10和工作舱9的气相空间完全隔断，而平衡舱10和工作舱9的液相空间可以通过隔板8与水箱底壁之间下方的联通孔23来连通。

泄压时，工作舱9内的气相压力升高，而平衡舱10内的气相空间通过呼吸管11与大气保持联通，故平衡舱10内的气相压力保持与大气压力相同，故工作舱9内的气相压力压迫工作舱9内的水流向平衡舱10，形成水封，或者进一步通过与平衡舱10/工作舱9连接的冷却水出水口排放至焚烧炉给料斗冷却器5和/或落渣管冷却器7。

当水封高度超过设定高度时，乏汽会进入平衡舱10，进而通过呼吸管11排入大气，实现自动泄压，保证了设备和管道的安全。

接至低位水箱3的冷却水出水管既可以从高位水箱的工作舱9连接，也可以从平衡舱10连接。接至高位水箱的冷却水进水管既可以从高位水箱的工作舱9连接，也可以从平衡舱10连接。

本实施例中，工作舱9和/或平衡舱10设有经常运行的靠重力自流作用排向焚烧炉给料斗冷却器5或落渣管冷却器7的冷却水供水管道，可能会弱化平衡作用，但同时也增加了流动冷却的作用，因此，为了强化高位水箱工作舱9的吸收乏汽的作用效果，在一些实施方式中，将高位水箱内的乏汽进汽管22插入到高位水箱的液位以下，如图3，可以增强乏汽与高位水箱内水的换热效果。

机力冷却塔6连接冷却水泵13，用于不断向冷却水供水母管12-1输送水，冷却水泵13除了供给垃圾焚烧炉的各个需要冷却的部件所需的冷却水外，还可以兼用于供给冷却定排排汽所需的冷却水，而不必为了冷却定排排汽单独设置一台冷却水泵13，节省了冷却水泵13的投资。由于冷却水供水母管12-1来的水源源不断，因此高位水箱中的水是动态流动的，因此，通过将高位水箱内的乏汽管道插入到液位以下，有助于强化换热效果。

本实施例中，高位水箱为一个或多个，可以是每台垃圾焚烧炉搭配一个高位水箱，也可以是每台垃圾焚烧炉搭配多个高位水箱，或多台垃圾焚烧炉搭配一个高位水箱。当一台垃圾焚烧炉搭配多个高位水箱时，定排扩容器4连接的乏汽进汽管22可以连接多个高位水箱，也可以仅连接其中一个高位水箱。比如：图1中示出了一台垃圾焚烧炉搭配两个高位水箱，分别为带隔板8的乏汽吸收用的第一高位水箱1和不带隔板8的普通第二高位水箱2，乏汽进汽管22仅连接第一高位水箱1，其中，第一高位水箱1的冷却水通过焚烧炉给料斗冷却器冷却水供水管道15-1接入焚烧炉给料斗冷却器5，实现对焚烧炉给料斗的冷却，然后通过焚烧炉给料斗冷却器冷却水回水管道15-2接入低位水箱3；第二高位水箱2的冷却水通过落渣管冷却器冷却水供水管道14-1接入落渣管冷却器7，实现对落渣管的冷却，然后通过落渣管冷却器冷却水回水管道14-2接入低位水箱3；低位水箱3的冷却水经过冷却水回水母管12-2流回机力冷却塔6。

作为可选的实施方案，第一高位水箱1和第二高位水箱2上还分别设有溢流接口，第一高位水箱1通过第一溢流水管17连接低位水箱3，第二高位水箱2通过第二溢流水管18连接低位水箱3。设置溢流接口可以防止因吸收乏汽用的高位水箱的水位过高而导致的高位水箱的气相空间太小、乏汽进汽阻力过大。

作为进一步的方案，乏汽进汽管22上开有泄压孔23，用于降低乏汽进汽的阻力，如图4所示。

本实施例中，从高位水箱的溢流接口或焚烧炉给料斗冷却器5或落渣管冷却器7到低位水箱3之间的管道上设有漏斗16，用于将垂直高度上溢流管中由于重力产生的动压头释放掉，进而当液体从漏斗向低位水箱3流动时，减少了对低位水箱3中储存的水的扰动。由于漏斗的主要作用是泄压，故每个设置漏斗16的管道连接处称为高程泄压点。漏斗可以选择简易漏斗或集中漏斗(比如可以采用专利号CN216243520U中所述的集中漏斗，当然也可以选择其他形式的集中漏斗)；当多个高程泄压点的布置位置较为集中时，可以采用集中漏斗，能够减少漏斗数量、降低投资，且易于集中运维。

需要说明的是，垃圾焚烧炉本体的需冷却的部件，仅以焚烧炉给料斗冷却器5和/或落渣管冷却器7指代，当有其他需要冷却的部件时，同样在本发明要求保护的范围内。

在一些实施例中，水箱内设有温度检测装置，对某一监测点进行温度检测，当温度高于设定值时，增加自机力冷却塔6进入高位水箱的掺凉水的水量。

本实施例定排扩容器4的排汽接入高位水箱后，水蒸气在水箱中的液态水的冷却作用下凝结成液态水；相当于采用高位水箱的冷水对排汽进行“水洗”，“水洗”之后的排汽不再对空排放大量的水蒸气。

高位水箱的作用是让高位水箱中的液态水与排汽中的水蒸气接触，在接触过程中，水蒸气被冷却凝结成液态水，并存储在高位水箱中。高位水箱中的水会不断升温，为了继续使高位水箱中的水能继续冷却排汽中的水蒸气，故需要在水箱设有温度测点，当温度高于某个值时，增加进入高位水箱的掺凉水的水量。高位水箱中由于不断有排汽中的水蒸气凝结成液态水而导致高位水箱的水量增加，以及使高位水箱的水温持续保持低温所用的掺凉水量的增加，故为了防止水满外溢，需要将高位水箱的一部分高温水释放到低位水箱3。低位水箱3的作用是收集高位水箱的一部分高温水，以减少高位水箱所需的掺凉水量。

与不具有定排排汽乏汽回收功能的高位水箱相比，本实施例的掺凉水量是增加的，冷却水泵13的流量参数是增加的，但冷却水泵13的数量并未增加，因此冷却水泵13增加的投资很少。

本实施例定排排汽的乏汽在高位水箱中通过与掺凉水发生接触式冷凝的方式被冷却；而落渣管、焚烧炉给料斗是在焚烧炉给料斗冷却器5、落渣管冷却器7中通过与从高位水箱自流下来的冷却水发生间壁式冷却的方式被冷却。

本实施例的高位水箱具有两个作用，即高位水箱具有吸收定排排汽工质的作用，同时兼有冷却落渣管和/或冷却垃圾料斗的作用；低位水箱3也具有两个作用，即：收集落渣管和/或冷却垃圾料斗冷却水回水的作用，以及收集定排排汽冷凝后的凝结水工质。

实施例二

在一个或多个实施方式中，公开了一种垃圾发电厂定排排汽乏汽回收系统，参照图2，本实施例系统与实施例一中系统的区别在于：本实施例定排扩容器4的排汽管的一端与定排扩容器4连接，另一端连接的乏汽进汽管22分为两路，其中一路与高位水箱连接，另一路为旁路放空管道19，旁路放空管道19通过事故备用阀门20与大气连通。高位水箱正常运行时，旁路放空管道19上的事故备用阀门20处于常闭状态；当高位水箱故障时，可以通过打开旁路放空管道19上的阀门将排汽释放到大气中，防止定排排汽憋压、排不出来，提高了定排排汽乏汽回收系统的安全性。

实施例三

在一个或多个实施方式中，公开了一种垃圾发电厂定排排汽乏汽回收方法，包括：定排扩容器4中的排汽通过乏汽进汽管22引入至少一个高位水箱，乏汽被所述高位水箱中的水吸收；

高位水箱中的水作为落渣管冷却器7或焚烧炉给料斗冷却器5的冷却水，然后进入低温水箱；高位水箱中的水还通过溢流管道进入低位水箱3；

低位水箱3中的水通过回水管道返回机力冷却塔6。

实时监测所述高位水箱内设定点的温度，当温度高于设定值时，增加自机力冷却塔6进入高位水箱的冷却水的水量。

作为可选的实施方式，定排扩容器4排汽中的水蒸气被冷却并凝结吸附于高位水箱中的液态水中，定排扩容器4排汽中的不凝结气体进入工作舱9液面之上的气相空间；

随着该空间内不凝结气体的增加，工作舱9内的压力升高，进而工作舱9内的水流向平衡舱10，形成水封；

当水封高度超过设定高度时，所述气相空间内的不凝结气体，或者所述不凝结气体携带的尚未来得及凝结的蒸汽，会进入平衡舱10，通过高位水箱的呼吸管11排入大气，实现自动泄压。

上述过程的具体实现方式已经在实施例一中进行了详细的说明，不再赘述。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。