專利名稱：用于加熱高壓給水的電站鍋爐煙氣余熱深度利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于利用余熱的節(jié)約能源設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及ー種用于加熱高壓給水的電站鍋爐煙氣余熱深度利用系統(tǒng)。具體說是利用空氣預(yù)熱器分級(jí)加熱空氣和煙氣給水加熱器加熱主給水來完成煙氣余熱的深度利用，降低機(jī)組煤耗。
背景技術(shù)：
在中國，燃煤電廠消耗了全國近一半的煤炭產(chǎn)量，隨著近年來煤炭能源價(jià)格的不 斷上漲，以煤炭為基礎(chǔ)的發(fā)電成本日益増加，各火力發(fā)電廠面臨著巨大的節(jié)能壓力，不斷尋求降低煤耗、節(jié)約能源方面應(yīng)用的新技木，并加大相關(guān)的資金投入。出于避免尾部受熱面酸露點(diǎn)腐蝕的考慮，火力發(fā)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(fēng)器的鍋爐，排煙溫度可達(dá)150 180°C，個(gè)別鍋爐的排煙溫度更高達(dá)180°C以上。排煙溫度過高直接導(dǎo)致煙氣中相當(dāng)可觀的能量未經(jīng)利用就直接排向大氣。在環(huán)保脫硫要求方面，目前大多數(shù)火電廠采用的煙氣石灰石濕法脫硫エ藝中，最佳脫硫溫度為50°C左右，通過噴淋方式在脫硫塔內(nèi)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，而且也増加了煙氣排放量。因此，從節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)性兩方面考慮，進(jìn)一歩降低排煙溫度成為目前電站鍋爐發(fā)展節(jié)能減排技術(shù)的必然選擇。余熱利用技術(shù)應(yīng)用的前景廣泛。在國外，降低尾部排煙溫度并加以回收熱量的設(shè)備較早就得到了應(yīng)用。對(duì)于近期發(fā)展起來的超超臨界發(fā)電機(jī)組中，德國科隆Nideraussem1000MW級(jí)褐煤發(fā)電機(jī)組把余熱換熱設(shè)備加裝在空氣預(yù)熱器的旁路煙道中，采用分隔煙道系統(tǒng)來充分降低排煙溫度，同時(shí)引入部分煙氣到旁路煙道內(nèi)加熱鍋爐給水。德國SchwarzePumpe電廠2X800MW褐煤發(fā)電機(jī)組在靜電除塵器之后加裝了煙氣冷卻器，利用煙氣余熱來加熱鍋爐給水。在中國，上海外高橋電廠在三期擴(kuò)建百萬千瓦級(jí)超超臨界機(jī)組工程項(xiàng)目中，就應(yīng)用到余熱換熱器來回收尾部煙氣余熱。目前適合鍋爐尾部煙氣余熱利用的都是直接考慮用空預(yù)器出口處低溫?zé)煔饧訜崮Y(jié)水，由于空預(yù)器排煙溫度約為120-140°C，其溫度利用空間有限，形式単一。沒有從系統(tǒng)角度考慮煙氣、空氣、凝結(jié)水三者之間的能量利用關(guān)系，在本發(fā)明中，煙氣、空氣與給水組成四級(jí)加熱系統(tǒng)，考慮兩級(jí)常規(guī)空氣預(yù)熱器分級(jí)加熱空氣，在兩級(jí)常規(guī)空預(yù)器之間布置煙氣給水換熱器，用較高溫度的煙氣加熱高壓回?zé)嵯到y(tǒng)的給水。并考慮煙氣低溫腐蝕，在常規(guī)低溫空氣預(yù)熱器后安裝耐腐蝕前置式空預(yù)器，可考慮使用熱管式空預(yù)器。系統(tǒng)考慮到了在不同負(fù)荷下，煙氣換熱器與回?zé)峒訜崞鞯撵`活連接方式，確保整個(gè)電站鍋爐尾部煙氣余熱利用系統(tǒng)在多種エ況下、在空氣側(cè)與凝結(jié)水側(cè)均處于最佳的余熱回收狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)火電機(jī)組的排煙余熱深度利用而提出ー種用于加熱高壓給水的電站鍋爐煙氣余熱深度利用系統(tǒng)，其特征在干，該系統(tǒng)由三級(jí)煙氣空氣加熱系統(tǒng)和煙氣給水加熱器組成；在鍋爐I的排煙管道上依次串聯(lián)有高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2、煙氣給水加熱器3、低溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器4、除塵器5、前置式空氣預(yù)熱器6，和引風(fēng)機(jī)7 ;汽輪機(jī)高壓缸8、汽輪機(jī)中壓缸9和汽輪機(jī)低壓缸10與發(fā)電機(jī)11串聯(lián)連接，通過凝結(jié)水低壓加熱系統(tǒng)系統(tǒng)12把凝結(jié)水送至除氧器和給水泵13，經(jīng)除氧器和給水泵13給水依次送至3#高壓回?zé)峒訜崞鳌?#高壓回?zé)峒訜崞鳌?#高壓回?zé)峒訜崞鳌?#高壓加熱器或3#高壓加熱器通過閥門與煙氣給水加熱器3串聯(lián)相接。所述的煙氣給水加熱器3通過相應(yīng)管道和閥門的組合既可與2#高壓回?zé)峒訜崞鞑⒙?lián)布置、又與3#高壓回?zé)峒訜崞鞑⒙?lián)布置；而通過增壓泵14和相應(yīng)管道/閥門的組合，則既可串聯(lián)在2#-3#高壓加熱器之間、又可串聯(lián)在3#高壓加熱器-除氧器之間所述汽輪機(jī)高壓缸8和汽輪機(jī)中壓缸9的回?zé)岢槠訜嵊?#高壓回?zé)峒訜崞鳌?# 高壓回?zé)峒訜崞骱?#高壓回?zé)峒訜崞鹘M成的高壓回?zé)嵯到y(tǒng)中的給水。所述汽輪機(jī)低壓缸10的回?zé)岢槠团牌M(jìn)入凝汽器和低壓回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)，加熱低壓回?zé)嵯到y(tǒng)中的凝結(jié)水。所述用于加熱高壓給水的電站鍋爐煙氣余熱深度利用方法，其特征在于，在煙氣偵牝鍋爐I尾部的300-400°C的煙氣經(jīng)過高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2，進(jìn)入煙氣給水加熱器3，再進(jìn)入低溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器4，然后經(jīng)除塵器5進(jìn)出前置式空氣預(yù)熱器6，其排煙經(jīng)引風(fēng)機(jī)7進(jìn)入脫硫裝置；設(shè)置的前置式空氣預(yù)熱器6和低溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器4使高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2入ロ空氣溫度升高，排煙溫度也隨之升高，高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2排煙溫度控制在220-280°C之間，確保其熱量能在不同負(fù)荷條件下可用來加熱3#高壓回?zé)峒訜崞?、或?jīng)除氧器和給水泵13出ロ處的給水，排擠較高壓カ等級(jí)的汽輪機(jī)抽汽，有效的梯級(jí)利用煙氣余熱，在主蒸汽流量和燃料消耗率基本不變時(shí)，最大限度的增加汽輪機(jī)輸出功，提高電廠效率。在空氣通道中，為了防止煙氣低溫腐蝕，在常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣器前布置前置式空預(yù)器6，推薦采用熱管式或管殼式空氣預(yù)熱器，常溫空氣經(jīng)前置式空氣預(yù)熱器6預(yù)熱到一定溫度后，串聯(lián)送入低溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器4、在高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2中繼續(xù)加熱，直至達(dá)到鍋爐熱風(fēng)所需要的溫度。本發(fā)明的有益效果是通過巧妙的煙氣分級(jí)加熱空氣的設(shè)計(jì)，可使煙氣余熱加熱回?zé)嵯到y(tǒng)的高壓給水，并可通過閥門調(diào)節(jié)煙氣給水加熱器入口水形成一套靈活的的余熱深度利用系統(tǒng)。本系統(tǒng)可根據(jù)機(jī)組負(fù)荷變化，實(shí)現(xiàn)煙氣給水加熱器在2#與3#高壓回?zé)峒訜崞髦g，以及3#高壓回?zé)峒訜崞骱统跗髦g的串聯(lián)，排擠2#或3#號(hào)高壓加熱器回?zé)岢槠谥髡羝髁坎蛔兊那闆r下，最大限度的增加汽輪機(jī)輸出功率，提高電廠效率，降低単位煤耗。


圖I為ー種用于加熱高壓給水的燃煤電站鍋爐煙氣余熱深度利用系統(tǒng)示意圖
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供提出一種用于加熱高壓給水的電站鍋爐煙氣余熱深度利用系統(tǒng)。下面結(jié)合附圖和實(shí)例予以說明。
圖I所示為用于加熱高壓給水的燃煤電站鍋爐煙氣余熱深度利用系統(tǒng)示意圖。圖中，系統(tǒng)由三級(jí)煙氣空氣加熱系統(tǒng)和煙氣給水加熱器組成；在鍋爐I的排煙管道上依次串聯(lián)有高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2、煙氣給水加熱器3、低溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器4、除塵器5、前置式空氣預(yù)熱器6和引風(fēng)機(jī)7 ;汽輪機(jī)高壓缸8、汽輪機(jī)中壓缸9和汽輪機(jī)低壓缸10與發(fā)電機(jī)11串聯(lián)連接。汽輪機(jī)低壓缸10的回?zé)岢槠团牌M(jìn)入凝汽器和低壓回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)12，カロ熱低壓回?zé)嵯到y(tǒng)中的凝結(jié)水，汽輪機(jī)高壓缸8和汽輪機(jī)中壓缸9的回?zé)岢槠訜嵊?#高壓加熱器、2#高壓加熱器、3#高壓加熱組成的高壓回?zé)嵯到y(tǒng)中的給水。2#、3#高壓回?zé)峒訜崞魍ㄟ^閥門14與煙氣給水加熱器3串聯(lián)相接。本系統(tǒng)利用煙氣余熱分級(jí)加熱空氣和高壓回?zé)峤o水，其原理如下；鍋爐I尾部的300-400°C的煙氣經(jīng)過高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2，進(jìn)入煙氣給水加熱器3，再進(jìn)入低溫回 轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器4，然后經(jīng)除塵器5進(jìn)出前置式空氣預(yù)熱器6，其排煙經(jīng)引風(fēng)機(jī)7進(jìn)入脫硫裝置；設(shè)置的前置式空氣預(yù)熱器6和低溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器4使高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2入口空氣溫度升高，排煙溫度也隨之升高，高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2排煙溫度控制在220-280°C之間，確保其熱量能在不同負(fù)荷條件下用來加熱3#高壓回?zé)峒訜崞?、或?jīng)除氧器和給水泵13出口處的給水，排擠較高壓カ等級(jí)的汽輪機(jī)抽汽，有效的梯級(jí)利用煙氣余熱，在主蒸汽流量和燃料消耗率基本不變吋，最大限度的增加汽輪機(jī)輸出功，提高電廠效率。在空氣通道中，為了防止煙氣低溫腐蝕，在常規(guī)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器前布置前置式空預(yù)器6，推薦采用熱管式或管殼式空氣預(yù)熱器，常溫空氣經(jīng)前置式空氣預(yù)熱器6預(yù)熱到一定溫度后，串聯(lián)送入低溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器4、在高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2中繼續(xù)加熱，直至達(dá)到鍋爐熱風(fēng)所需要的溫度。
權(quán)利要求
1.. 一種用于加熱高壓給水的燃煤電站鍋爐煙氣余熱深度利用系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由三級(jí)空氣預(yù)熱器和一級(jí)煙氣凝結(jié)水加熱器組成；在鍋爐(I)的排煙管道上依次串聯(lián)有高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(2)、煙氣給水加熱器(3)、低溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(4)、除塵器(5)、前置式空預(yù)器(6)和引風(fēng)機(jī)(7);汽輪機(jī)高壓缸(8)、汽輪機(jī)中壓缸(9)和汽輪機(jī)低壓缸(10)與發(fā)電機(jī)(11)串聯(lián)連接，汽輪機(jī)低壓缸(10 )通過凝結(jié)水低壓加熱系統(tǒng)(12 )把凝結(jié)水送至除氧器和給水泵(13)，經(jīng)除氧器和給水泵(13)給水依次被送至3#高壓回?zé)峒訜崞鳌?#高壓回?zé)峒訜崞鳌?#高壓回?zé)峒訜崞鳎?#高壓回?zé)峒訜崞骰?#高壓回?zé)峒訜崞魍ㄟ^閥門與煙氣給水加熱器(3 )相串聯(lián)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于加熱高壓給水的燃煤電站鍋爐煙氣余熱深度利用系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣給水加熱器(3)通過相應(yīng)管道和閥門的組合既與2#高壓回?zé)峒訜崞鞑⒙?lián)布置、又與3#高壓回?zé)峒訜崞鞑⒙?lián)布置；而通過增壓泵(14)和相應(yīng)管道和閥門的組合，則既串聯(lián)在與2#-3#高壓回?zé)峒訜崞髦g、又可串聯(lián)在3#高壓回?zé)峒訜崞?除氧器之間。
3.權(quán)利要求I所述一種用于加熱高壓給水的燃煤電站鍋爐煙氣余熱深度利用系統(tǒng)，其特征在于，在煙氣側(cè)，鍋爐(I)尾部的300-400°C的煙氣經(jīng)過高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(2)，進(jìn)入煙氣給水加熱器(3)，再進(jìn)入低溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(4)，然后經(jīng)除塵器(5)進(jìn)入前置式空氣預(yù)熱器(6 )，其排煙經(jīng)弓I風(fēng)機(jī)(7 )進(jìn)入脫硫裝置。
4.權(quán)利要求I所述一種用于加熱高壓給水的燃煤電站鍋爐煙氣余熱深度利用方法，其特征在于，設(shè)置的前置式空氣預(yù)熱器(6)和低溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(4)使高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(2)入口空氣溫度升高，排煙溫度也隨之升高，高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(2)排煙溫度控制在220-280°C之間，確保其熱量能在不同負(fù)荷條件下用來加熱3#高壓回?zé)峒訜崞?、或?jīng)除氧器和給水泵(13)出口處的給水，排擠不同壓力等級(jí)的汽輪機(jī)抽汽，在主蒸汽流量和燃料消耗率基本不變時(shí)，最大限度的增加汽輪機(jī)輸出功，通過不同負(fù)荷下煙氣、給水在不同溫度下的特性，選擇最優(yōu)加熱器連接方案，達(dá)到最佳的余熱回收狀態(tài)，提高電廠效率；常溫空氣經(jīng)前置式空氣預(yù)熱器(6)預(yù)熱到一定溫度后，串聯(lián)送入低溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(4)，再在高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(2)中繼續(xù)加熱，直至達(dá)到鍋爐熱風(fēng)所需要的溫度。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于利用余熱的節(jié)約能源設(shè)備領(lǐng)域的一種用于加熱高壓給水的燃煤電站鍋爐煙氣余熱深度利用系統(tǒng)，本發(fā)明中鍋爐尾部的300-400℃左右的煙氣分別進(jìn)入高溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(2)、煙氣凝結(jié)水加熱器(3)、和低溫回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(4)，并經(jīng)過除塵器(5)，進(jìn)入前置式空氣預(yù)熱器(6)，直至降至60-100℃左右排出系統(tǒng)，利用較高溫度煙氣加熱回?zé)嵯到y(tǒng)的高壓給水，從而獲取更高的節(jié)能效果。同時(shí)，通過管道設(shè)計(jì)，可以靈活調(diào)整煙氣凝結(jié)水加熱器(3)入口水從不同高壓回?zé)崞魅肟诔槿?，進(jìn)而確保整個(gè)電站鍋爐尾部煙氣余熱利用系統(tǒng)在多種工況下，在空氣側(cè)與給水側(cè)均處于最佳的運(yùn)行工況。
文檔編號(hào)F22D1/36GK102767821SQ201210216449
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者劉彤, 尹宗齊, 徐鋼, 李君 , 楊勇平, 楊志平, 許誠 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)