小汽輪機排汽冷源損失回收系統及方法

2023-05-27 21:58:31

專利名稱：小汽輪機排汽冷源損失回收系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種冷源損失回收系統及方法，尤其涉及一種小汽輪機排汽冷源損失回收系統及方法。
背景技術：
常規火力發電廠工程中，大功率設備常採用小汽輪機驅動，例如鍋爐給水泵、引風機等設備，小汽輪機的排汽設置單獨的凝汽器或與大機合用，這種小汽輪機設置常規凝汽器的系統，小汽輪機排汽存在冷源損失的弊端。現有技術中，純凝發電機組均存在冷源損失。這是因為無論是小汽輪機還是大汽 輪機的排汽均是利用循環水或者空氣將汽輪機排汽的低品質熱能帶走(釋放到大氣中)，也就是冷源損失。冷源損失是火力發電廠中能量損失最大的一部分，也正是因為冷源損失的存在使發電廠的熱效率通常不足50%，是造成火電廠循環熱效率低的主要原因。

發明內容
本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種小汽輪機排汽冷源損失回收系統及方法，它具有能有效利用小汽輪機排汽熱量、經濟效益顯著的優點。為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案
一種小汽輪機排汽冷源損失回收系統，它包括背壓小汽輪機，背壓小汽輪機通過連接管道與排汽冷風換熱器連接，排汽冷風換熱器通過連接管道與疏水箱連接，疏水箱經過連接管道與疏水回收系統連接，凝結水經疏水箱通過疏水回收系統進入凝結水系統，同時排汽冷風換熱器通過管道與空氣預熱器連接，空氣預熱器設置在鍋爐省煤器出口煙道的第一分支煙道上，在省煤器出口煙道的第二分支煙道上還設有多級省煤器熱量回收系統，在排汽冷風換熱器和空氣預熱器之間的的連接管道上設有對空空排氣管道，在對空排氣管道上設有調節風門和關斷風門。所述疏水回收系統包括至少一個疏水泵，疏水泵將疏水回收至凝結水系統，在疏水箱與每個疏水泵之間的連接管道上設有相應的關斷閥，疏水泵將疏水回收至凝結水系統中的管道上依次設有止回閥、調節閥和關斷閥。所述多級省煤器熱量回收系統包括高溫給水省煤器、低溫給水省煤器和凝結水省煤器，第二分支煙道按煙氣流向上依次設有高溫給水省煤器、低溫給水省煤器和凝結水省煤器，兩路煙道上都設有調節風門，兩路煙氣經調節風門之後匯合進入除塵器。所述高溫給水省煤器的進水口與高壓加熱器連接，高壓加熱器與給水泵連接，給水泵與除氧器連接，高溫給水省煤器的出水口與給水操作臺連接。所述低溫給水省煤器的入水口經調節閥與給水泵連接，低溫給水省煤器的出水口與高溫給水省煤器的入水口連接。所述凝結水省煤器的入水口與凝結水系統連接，凝結水省煤器的出水口與凝結水系統連接或除氧器連接。
所述排汽冷風換熱器內利用背壓小汽輪機的排汽將冷風加熱，背壓小汽輪機的排汽冷凝成水。所述對空排氣管道可以加大冷風流量，保證背壓機的安全穩定運行；鍋爐燃燒剩餘的空氣可通過對空排氣管道排向大氣。基於上述小汽輪機排汽冷源損失回收系統的一種小汽輪機冷源損失回收方法，具體步驟為
步驟一背壓小汽輪機的排汽進入排汽冷風換熱器，排汽在排汽冷風換熱器內將吹入的冷風加熱；
步驟二 背壓小汽輪機的排汽冷凝成水，冷凝水通過疏水箱和疏水回收系統進入凝結水系統；
步驟三在排汽冷風換熱器內被加熱的冷風進入空氣預熱器；
步驟四來自鍋爐的煙氣一部分通過第一分支煙道用來加熱空氣預熱器內已被小汽輪機排汽加熱的冷風，一部分煙氣通過第二分支煙道經過多級省煤器系統回收熱量；
步驟五經第一分支煙道和第二分支煙道回收熱量之後的煙氣進入除塵器。背壓小汽輪機通過連接管道將排汽送入排汽冷風換熱器，排汽在排汽冷風換熱器中將吹入排汽冷風換熱器的冷風加熱，排汽冷凝成水進入疏水箱，在經過疏水回收系統進入凝結水系統；由於冷風在進入空氣預熱器之前已經在排汽冷風換熱器中被小汽輪機的排汽加熱，使空氣預熱器換熱所需的煙氣量減少，富餘的煙氣通過第二分支煙道，經過多級省煤器回收熱量後，進入除塵器。設置多級省煤器的目的是為了實現煙氣按照溫度等級，分級利用。通常空預器入口煙氣溫度在380°C左右，空氣預熱器出口煙氣溫度在125°C左右。將煙氣按照溫度劃分可劃分為多個溫度區間。例如本系統圖中劃分為3個溫度區間，第一級溫度約380°C 310°C區間，第二級約310°C 210°C區間，第三級約210°C 125°C區間。第一級稱為高溫給水省煤器系統，採用全部的高加出口給水加上第二級低溫給水省煤器出口的給水進行換熱，實現加熱給水的同時，將煙氣從380°C左右冷卻至310°C左右，該級省 煤器系統不影響汽輪機回熱系統的運行。第二級稱為低溫給水省煤器系統，採用引接給水泵出口的部分給水進入第二級系統換熱，將煙氣從310°C左右冷卻至210°C左右進入第三級。第三級稱凝結水省煤器系統，冷卻介質採用引接合適溫度的凝結水換熱，煙氣經過三級冷卻後達到通常的125°C左右，與空氣預熱器出口的煙氣一起進入除塵器。
本發明的有益效果
(I)本發明採用背壓汽輪機提高汽輪機排汽壓力，進而提高排汽溫度；使冷風可以被加熱到更高的溫度，進而使鍋爐燃燒所需的有限冷風能夠回收小汽輪機排汽的熱量。(2)對空排氣管道，目的是在必要時加大冷風的流量，來保證背壓機的安全穩定運行，鍋爐燃燒剩餘的空氣可通過對空排氣管道排向大氣。(3)將鍋爐的煙氣熱量進行分級利用，有效回收了煙氣的熱量。(4)本發明有效回收小汽輪機的排汽熱量，為火電廠冷源損失的回收提供了一個新的途徑，可有效節約電廠的燃煤，經濟效益顯著。


圖I為本發明小汽輪機排汽冷源損失回收系統的系統示意圖。
其中，I.背壓小汽輪機，2.排汽冷風換熱器，3.疏水箱，4.疏水泵，5.關斷閥，6.止回閥，7.調節閥，8.空氣預熱器，9.高溫給水省煤器，10.低溫給水省煤器，11.凝結水省煤器，12.調節風門，13.關斷風門，14.高壓加熱器，15.給水泵，16.除氧器，17.對空排氣管道，18.給水 操作臺。
具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。如圖1，小汽輪機排汽冷源損失回收系統，如圖I所示，背壓小汽輪機I的供汽來自主汽輪發電機的蒸汽系統，背壓小汽輪機I的排汽通過連接管道與排汽冷風換熱器2連接，排汽冷風換熱器2通過管道與疏水箱3連接，疏水箱3通過管道與疏水泵4連接，連接管道上設有關斷閥5，止回閥6，調節閥7，疏水泵4的疏水回收至凝結水系統。在排汽冷風換熱器2的下遊設置了對空排氣管道17，並設置了調節風門12和關斷風門13。空氣預熱器8與主煙道分出的第一分支煙道連接，主煙道分出的第二分支煙道內設置了高溫給水省煤器9，低溫給水省煤器10和凝結水省煤器11。第一分支煙道和第二分支煙道均設置了調節風門12，運行時通過調節風門12來實現兩煙道煙氣量的調節。高溫給水省煤器9採用高壓加熱器14出口的全部給水進行換熱，低溫給水省煤器10採用給水泵15出口的部分給水進行換熱。凝結水省煤器11採用凝結水進行換熱，給水泵15與除氧器16連接，高溫給水省煤器的出水口與給水操作臺18連接。基於上述小汽輪機排汽冷源損失回收系統的一種小汽輪機冷源損失回收方法，具體步驟為
步驟一背壓小汽輪機I的排汽進入排汽冷風換熱器2，排汽在排汽冷風換熱器2內將吹入的冷風加熱；
步驟二 背壓小汽輪機I的排汽冷凝成水，冷凝水通過疏水箱3和疏水回收系統進入凝結水系統；
步驟三在排汽冷風換熱器2內被加熱的冷風進入空氣預熱器8 ；
步驟四來自鍋爐的煙氣一部分通過第一分支煙道用來加熱空氣預熱器8內已被小汽輪機排汽加熱的冷風，一部分煙氣通過第二分支煙道，煙氣經過多級省煤器系統回收熱量;
步驟五經第一分支煙道和第二分支煙道回收熱量之後的煙氣進入除塵器。上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式
進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。
權利要求
1.一種小汽輪機排汽冷源損失回收系統，其特徵是，它包括背壓小汽輪機，背壓小汽輪機通過連接管道與排汽冷風換熱器連接，排汽冷風換熱器通過連接管道與疏水箱連接，疏水箱經過連接管道與疏水回收系統連接，凝結水經疏水箱通過疏水回收系統進入凝結水系統，排汽冷風換熱器通過管道與空氣預熱器連接，空氣預熱器設置在鍋爐省煤器出口煙道的第一分支煙道上，鍋爐省煤器出口煙道的第二分支煙道上還設有多級省煤器熱量回收系統，在排汽冷風換熱器和空氣預熱器之間的的連接管道上設有對空空排氣管道，在對空排氣管道上設有調節風門和關斷風門。
2.如權利要求I所述小汽輪機排汽冷源損失回收系統，其特徵是，所述疏水回收系統包括至少一個疏水泵，疏水泵將疏水回收至凝結水系統，在疏水箱與每個疏水泵之間的連接管道上設有相應的關斷閥，疏水泵將疏水回收至凝結水系統中的管道上依次設有止回閥、調節閥和關斷閥。
3.如權利要求I所述小汽輪機排汽冷源損失回收系統，其特徵是，所述多級省煤器熱量回收系統包括高溫給水省煤器、低溫給水省煤器和凝結水省煤器，第二分支煙道按煙氣流向上依次設有高溫給水省煤器、低溫給水省煤器和凝結水省煤器，兩路煙道上都設有調節風門，兩路煙氣經調節風門之後匯合進入除塵器。
4.如權利要求3所述小汽輪機排汽冷源損失回收系統，其特徵是，所述高溫給水省煤器的進水口與高壓加熱器連接，高壓加熱器與給水泵連接，給水泵與除氧器連接，高溫給水省煤器的出水口與給水操作臺連接。
5.如權利要求3所述小汽輪機排汽冷源損失回收系統，其特徵是，所述低溫給水省煤器的入水口經調節閥與給水泵連接，低溫給水省煤器的出水口與高溫給水省煤器的入水口連接。
6.如權利要求3所述小汽輪機排汽冷源損失回收系統，其特徵是，所述凝結水省煤器的入水口與凝結水系統連接，凝結水省煤器的出水口與凝結水系統連接或除氧器連接。
7.如權利要求I所述小汽輪機排汽冷源損失回收系統，其特徵是，所述排汽冷風換熱器內利用背壓小汽輪機的排汽將冷風加熱，背壓小汽輪機的排汽冷凝成水。
8.如權利要求I所述小汽輪機排汽冷源損失回收系統，其特徵是，所述對空排氣管道可以加大冷風流量，保證背壓機的安全穩定運行；鍋爐燃燒剩餘的空氣可通過對空排氣管道排向大氣。
9.利用權利要求I所述的小汽輪機排汽冷源損失回收系統的一種小汽輪機排汽冷源損失回收方法，其特徵是，具體步驟為 步驟一背壓小汽輪機的排汽進入排汽冷風換熱器，排汽在排汽冷風換熱器內將吹入的冷風加熱； 步驟二 背壓小汽輪機的排汽冷凝成水，冷凝水通過疏水箱和疏水回收系統進入凝結水系統； 步驟三在排汽冷風換熱器內被加熱的冷風進入空氣預熱器； 步驟四來自鍋爐的煙氣一部分通過第一分支煙道用來加熱空氣預熱器內已被小汽輪機排汽加熱的冷風，一部分煙氣通過第二分支煙道煙氣經過多級省煤器系統回收熱量； 步驟五經第一分支煙道和第二分支煙道回收熱量之後的煙氣進入除塵器。
全文摘要
本發明公開了一種小汽輪機排汽冷源損失回收系統，它包括背壓小汽輪機，背壓小汽輪機通過連接管道與排汽冷風換熱器連接，排汽冷風換熱器通過連接管道與疏水箱連接，疏水箱經過連接管道與疏水回收系統連接，凝結水經疏水箱通過疏水回收系統進入凝結水系統，排汽冷風換熱器通過管道與空氣預熱器連接，空氣預熱器與多級省煤器熱量回收系統分別設置在兩個並聯的分支煙道上，在排汽冷風換熱器和空氣預熱器之間的連接管道上設有對空空排氣管道，在對空排氣管道上設有調節風門和關斷風門。並介紹了利用本系統應用的方法，本發明有效回收小汽輪機的排汽熱量，為火電廠冷源損失的回收提供了一個新的途徑，可有效節約電廠的燃煤，經濟效益顯著。
文檔編號F22D1/36GK102839999SQ20121034944
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月19日 優先權日2012年9月19日
發明者李洪超, 呂玉紅, 高永芬, 祁金勝, 蔣莉 申請人:山東電力工程諮詢院有限公司