利用鍋爐煙氣分級預熱空氣與汽輪機凝結水的集成系統的製作方法

2023-08-07 02:29:46 2

專利名稱：利用鍋爐煙氣分級預熱空氣與汽輪機凝結水的集成系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於利用餘熱的節約能源設備領域，特別涉及一種利用鍋爐煙氣餘熱分級加熱空氣與汽輪機凝結水的集成系統，具體說是利用空氣預熱器分級加熱空氣和煙氣凝結水加熱器分級加熱凝結水來完成煙氣的分級餘熱利用，降低機組煤耗。
背景技術：
大型火電機組的節能減排是中國的重要國策。在中國，燃煤電廠消耗了全國近一半的煤炭產量，隨著近年來煤炭能源價格的不斷上漲，以煤炭為基礎的發電成本日益增加，各火力發電廠面臨著巨大的節能壓力，不斷尋求降低煤耗、節約能源方面應用的新技術，並加大相關的資金投入。出於避免尾部受熱面酸露點腐蝕的考慮，火力發電廠中鍋爐排煙溫度一般在 120 130°C左右；燃用高硫燃料的鍋爐，排煙溫度提高到150°C左右；加裝暖風器的鍋爐，排煙溫度可達150 180°C，個別鍋爐的排煙溫度更高達180°C以上。排煙溫度過高直接導致煙氣中相當可觀的能量未經利用就直接排向大氣。在環保脫硫要求方面，目前大多數火電廠採用的煙氣石灰石溼法脫硫工藝中，最佳脫硫溫度為50°C左右，通過噴淋方式在脫硫塔內將鍋爐排煙溫度降低到50°C左右，不僅消耗了大量的水和能源，而且也增加了煙氣排放量。因此，從節能減排和經濟性兩方面考慮，進一步降低排煙溫度成為目前電站鍋爐發展節能減排技術的必然選擇。餘熱利用技術應用的前景廣泛。在國外，降低尾部排煙溫度並加以回收熱量的設備較早就得到了應用。對於近期發展起來的超超臨界發電機組中，德國科隆Nideraussem1000MW級褐煤發電機組把餘熱換熱設備加裝在空氣預熱器的旁路煙道中，採用分隔煙道系統來充分降低排煙溫度，同時引入部分煙氣到旁通煙道內加熱鍋爐給水。德國SchwarzePumpe電廠2X800MW褐煤發電機組在靜電除塵器之後加裝了煙氣冷卻器，利用煙氣餘熱來加熱鍋爐給水。在中國，上海外高橋電廠在三期擴建百萬千瓦級超超臨界機組工程項目中，就應用到餘熱換熱器來回收尾部煙氣餘熱。目前適合鍋爐尾部煙氣餘熱利用的都是直接考慮用空預器出口處低溫煙氣加熱凝結水，由於空預器排煙溫度約為120-140°C，其溫度利用空間有限，形式單一。沒有從系統角度考慮，煙氣、空氣、凝結水三者之間的能量利用關係，在本發明中，煙氣、空氣與凝結水組成四級加熱系統，考慮用不同溫度等級的煙氣加熱不同溫度等級的凝結水與空氣。並考慮到了在不同負荷下，煙氣換熱器與回熱加熱器的靈活連接方式，確保整個電站鍋爐尾部煙氣餘熱利用系統在多種工況下、在空氣側與凝結水側均處於最佳的餘熱回收狀態。

發明內容
本發明的目的是針對火電機組的排煙餘熱深度利用而提出一種利用鍋爐煙氣餘熱分級加熱空氣與汽輪機凝結水的集成系統，其特徵在於，該系統由兩級煙氣凝結水加熱器和兩級空氣預熱器組成；該系統由兩級煙氣凝結水加熱器和兩級空氣預熱器組成；在鍋爐I的排煙管道上依次串聯有常規迴轉式空氣預熱器2、一級煙氣凝結水加熱器3、除塵器4、二級煙氣凝結水加熱器5、前置式低溫空氣預熱器6和引風機7 ;汽輪機高壓缸8、汽輪機中壓缸9和汽輪機低壓缸10逐級串聯，通過除氧器16和給水泵給水送至高壓回熱加熱系統11 ;由5#低壓加熱器、6#低壓加熱器、7#低壓加熱器和8#低壓加熱器組成的低壓回熱系統12通過閥門與一級煙氣凝結水加熱器3和二級凝結水加熱器5相串聯或並聯相接。所述一級煙氣凝結水加熱器3通過增壓泵13既可串聯在與5#_6#低壓加熱器或6#-7#低壓加熱器之間、又可並聯在7#或8#低壓加熱器兩端。所述二級煙氣凝結水加熱器5通過增壓泵14既可分別與7#低壓加熱器、8#低壓加熱器並聯或兩級加熱器跨級並聯、又可串聯在6#-7#低壓加熱器之間或7#-8#低壓加熱器之間。所述汽輪機中壓缸9和汽輪機低壓缸10的回熱抽汽加熱由5#低壓加熱器、6#低壓加熱器、7#低壓加熱器和8#低壓加熱器串聯組成的低壓回熱系統12中的凝結水。 所述集成系統利用鍋爐煙氣餘熱分級加熱空氣與汽輪機凝結水的方法，其特徵在於，在煙氣側，鍋爐I尾部的300-400°C的煙氣經過常規迴轉式空氣預熱器2，進入一級煙氣凝結水加熱器3，再進入除塵器4，除塵器出口煙氣則進入二級煙氣凝結水加熱器5，再進入前置式低溫空氣預熱器6，其排煙經引風機7進入脫硫裝置；設置的前置式低溫空氣預熱器6使常規迴轉式空氣預熱器2入口空氣溫度升高，亦使常規迴轉式空氣預熱器2排煙溫度升高，其溫度控制在150-180°C，確保其熱量品位在不同負荷條件下用來加熱6#、7#、8#低壓加熱器或凝氣器系統15出口的凝結水，經除塵器4後的二級煙氣凝結水換熱器5根據不同負荷加熱7#、8#低壓加熱器或凝氣器系統15出口處的的凝結水，排擠不同壓力等級的汽輪機抽汽，使得不同品位的煙氣加熱不同溫度等級的凝結水，合理有效的梯級利用煙氣餘熱，空氣經前置式低溫空氣預熱器6預熱到一定溫度後，串聯送入常規迴轉式空氣預熱器2中繼續加熱，直至達到鍋爐熱風所需要的溫度，在主蒸汽流量不變時，最大限度的增加汽輪機輸出功，通過不同負荷下煙氣、凝結水在不同溫度下的特性，選擇最優加熱器連接方案，達到最佳的餘熱回收狀態；提聞電廠效率。本發明的有益效果是通過巧妙的管路與閥門設計、形成一套靈活的汽輪機凝結水低壓回熱加熱系統。本系統即可實現一級煙氣凝結水加熱器與低壓加熱器的並聯布置，或串聯布置；或實現二級煙氣凝結水加熱器與低壓加熱器的分別並聯或跨級並聯。在不同負荷下，根據不同能級煙氣加熱不同品位工質，排擠汽輪機不同壓力等級抽汽，在主蒸汽流量不變的情況下，最大限度的增加汽輪機輸出功率，提高電廠效率，降低單位煤耗。


圖I為鍋爐煙氣餘熱分級加熱空氣與汽輪機凝結水的集成系統示意圖。
具體實施例方式本發明提供提出一種利用鍋爐煙氣餘熱分級加熱空氣與汽輪機凝結水的集成系統。下面結合附圖和實施例予以說明。圖I所示為鍋爐煙氣餘熱分級加熱空氣與汽輪機凝結水的集成系統示意圖。圖中，集成系統由兩級煙氣凝結水加熱器和兩級空氣預熱器組成；該系統由兩級煙氣凝結水加熱器和兩級空氣預熱器組成；在鍋爐I的排煙管道上依次串聯有常規迴轉式空氣預熱器2、一級煙氣凝結水加熱器3、除塵器4、二級煙氣凝結水加熱器5、前置式低溫空氣預熱器6和引風機7 ;汽輪機高壓缸8、汽輪機中壓缸9和汽輪機低壓缸10逐級串聯。汽輪機中壓缸9和汽輪機低壓缸10的回熱抽汽加熱由5#低壓加熱器、6#低壓加熱器、7#低壓加熱器和8#低壓加熱器組成的低壓回熱加熱系統12中的凝結水，低壓回熱加熱系統12通過閥門與兩級凝一級煙氣凝結水加熱器3和二級煙氣凝結水加熱器5串聯或並聯相接。其中，一級煙氣凝結水加熱器3通過第13增壓泵既可串聯在與5#-6#低壓加熱器或6#-7#低壓加熱器之間、又可並聯連接7#、8#低壓加熱器兩端。二級煙氣凝結水加熱器5通過第14增壓泵既可分別與7#低壓加熱器、8#低壓加熱器並聯或兩級加熱器跨級並聯、又可串聯在6#-7#低壓加熱器之間或7#-8#低壓加熱器之間。本集成系統利用鍋爐煙氣餘熱分級加熱空氣與汽輪機凝結水的原理如下，在煙氣偵牝鍋爐I尾部的300-400°C的煙氣經過常規迴轉式空氣預熱器2，進入一級煙氣凝結水加 熱器3，再進入除塵器4，除塵器出口煙氣則進入二級煙氣凝結水加熱器5，再進入前置式低溫空氣預熱器6，其排煙經引風機7進入脫硫裝置；設置的前置式低溫空氣預熱器6使常規迴轉式空氣預熱器2入口空氣溫度升高，亦使常規迴轉式空氣預熱器2排煙溫度升高，其溫度控制在150-180°C，確保其熱量品位在不同負荷條件下用來加熱6#、7#、8#低壓加熱器或凝氣器系統15出口的凝結水，經除塵器4後的二級煙氣凝結水換熱器5根據不同負荷加熱7#、8#低壓加熱器或凝氣器系統15出口處的的凝結水，排擠不同壓力等級的汽輪機抽汽，使得不同品位的煙氣加熱不同溫度等級的凝結水，合理有效的梯級利用煙氣餘熱，空氣經前置式低溫空氣預熱器6預熱到一定溫度後，串聯送入常規迴轉式空氣預熱器2中繼續加熱，直至達到鍋爐熱風所需要的溫度，在主蒸汽流量不變時，最大限度的增加汽輪機輸出功，通過不同負荷下煙氣、凝結水在不同溫度下的特性，選擇最優加熱器連接方案，達到最佳的餘熱回收狀態；提高電廠效率。
權利要求
1.一種利用鍋爐煙氣餘熱分級加熱空氣與汽輪機凝結水的集成系統，其特徵在於，該系統由兩級煙氣凝結水加熱器和兩級空氣預熱器組成；在鍋爐(I)的排煙管道上依次串聯有常規迴轉式空氣預熱器(2)、一級煙氣凝結水加熱器(3)、除塵器(4)、二級煙氣凝結水加熱器(5)、前置式低溫空氣預熱器(6)和引風機(7);汽輪機高壓缸(8)、汽輪機中壓缸(9)和汽輪機低壓缸(10)逐級串聯，通過除氧器(16)和給水泵給水送至高壓回熱加熱系統(11);由5#低壓加熱器、6#低壓加熱器、7#低壓加熱器和8#低壓加熱器組成的低壓回熱系統(12 )通過閥門與一級煙氣凝結水加熱器(3 )和二級煙氣凝結水加熱器(5 )相串聯或並聯相接。
2.根據權利要求I所述的一種煙氣餘熱分級加熱空氣與汽輪機凝結水的集成系統，其特徵在於，所述一級煙氣凝結水加熱器(3)通過增壓泵(13)既可串聯在與5#-6#低壓加熱器或6#-7#低壓加熱器之間、又可並聯在7#或8#回熱加熱器兩端。
3.根據權利要求I所述的一種煙氣餘熱分級加熱空氣與汽輪機凝結水的集成系統，其特徵在於，所述二級煙氣凝結水加熱器(5)通過增壓泵(14)既可分別與7#低壓加熱器、8#低壓加熱器並聯或兩級加熱器跨級並聯、又可串聯在6#-7#低壓加熱器之間或7#-8#低壓加熱器之間。
4.權利要求I所述集成系統利用鍋爐煙氣餘熱分級加熱空氣與汽輪機凝結水的方法，其特徵在於，在煙氣側，鍋爐(I)尾部的300-400°C的煙氣經過常規迴轉式空氣預熱器(2)，進入一級煙氣凝結水加熱器(3)，再進入除塵器(4)，除塵器出口煙氣則進入二級煙氣凝結水加熱器(5 )，再進入前置式低溫空氣預熱器(6 )，其排煙經弓I風機(7 )進入脫硫裝置；設置的前置式低溫空氣預熱器(6)使常規迴轉式空氣預熱器(2)入口空氣溫度升高，亦使常規迴轉式空氣預熱器(2)排煙溫度升高，其溫度控制在150-180°C，確保其熱量品位在不同負荷條件下用來加熱6#、7#、8#低壓加熱器或凝氣器系統(15)出口的凝結水，經除塵器(4)後的二級煙氣凝結水換熱器(5)根據不同負荷加熱7#、8#低壓加熱器或凝氣器系統(15)出口處的的凝結水，排擠不同壓力等級的汽輪機抽汽，使得不同品位的煙氣加熱不同溫度等級的凝結水，合理有效的梯級利用煙氣餘熱，空氣經前置式低溫空氣預熱器(6)預熱到一定溫度後，串聯送入常規迴轉式空氣預熱器(2)中繼續加熱，直至達到鍋爐熱風所需要的溫度，在主蒸汽流量不變時，增加汽輪機輸出功，通過不同負荷下煙氣、凝結水在不同溫度下的特性，選擇最優加熱器連接方案，達到最佳的餘熱回收狀態；提高電廠效率。
全文摘要
本發明公開了屬於利用餘熱的節約能源設備領域的一種利用鍋爐煙氣餘熱分級加熱空氣與汽輪機凝結水的集成系統，本發明中鍋爐尾部的300-400℃左右的煙氣分別進入常規迴轉式空氣預熱器、兩個煙氣凝結水加熱器和前置式低溫空氣預熱器，直至降至60-100℃左右排出系統，可以使不同溫度等級的煙氣得到合理的利用。同時，本發明通過巧妙的管路與閥門設計、提出一套靈活的汽輪機凝結水低壓回熱加熱系統，可實現煙氣凝結水加熱器中的凝結水靈活地從多個位置抽取，確保各工況下煙氣餘熱均可獲得較好應用。進而確保整個電站鍋爐尾部煙氣餘熱利用系統在多種工況下、在空氣側與凝結水側均處於最佳的餘熱回收狀態。
文檔編號F22D1/38GK102767822SQ20121021689
公開日2012年11月7日 申請日期2012年6月27日 優先權日2012年6月27日
發明者劉彤, 尹宗齊, 徐鋼, 楊勇平, 楊志平, 許誠, 黃聖偉 申請人:華北電力大學