專利名稱：利用鍋爐煙氣分級預(yù)熱空氣與汽輪機(jī)凝結(jié)水的集成系統(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，特別涉及一種利用鍋爐煙氣余熱分級加熱空氣與汽輪機(jī)凝結(jié)水的集成系統(tǒng)，具體說是利用空氣預(yù)熱器分級加熱空氣和煙氣凝結(jié)水加熱器分級加熱凝結(jié)水來完成煙氣的分級余熱利用，降低機(jī)組煤耗。
背景技術(shù)：
大型火電機(jī)組的節(jié)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(chǎn)量，隨著近年來煤炭能源價格的不斷上漲，以煤炭為基礎(chǔ)的發(fā)電成本日益增加，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)用的新技術(shù)，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(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，而且也增加了煙氣排放量。因此，從節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)性兩方面考慮，進(jìn)一步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，同時引入部分煙氣到旁通煙道內(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，形式單一。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、空氣與凝結(jié)水組成四級加熱系統(tǒng)，考慮用不同溫度等級的煙氣加熱不同溫度等級的凝結(jié)水與空氣。并考慮到了在不同負(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)明的目的是針對火電機(jī)組的排煙余熱深度利用而提出一種利用鍋爐煙氣余熱分級加熱空氣與汽輪機(jī)凝結(jié)水的集成系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由兩級煙氣凝結(jié)水加熱器和兩級空氣預(yù)熱器組成；該系統(tǒng)由兩級煙氣凝結(jié)水加熱器和兩級空氣預(yù)熱器組成；在鍋爐I的排煙管道上依次串聯(lián)有常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2、一級煙氣凝結(jié)水加熱器3、除塵器4、二級煙氣凝結(jié)水加熱器5、前置式低溫空氣預(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逐級串聯(lián)，通過除氧器16和給水泵給水送至高壓回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)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?zé)嵯到y(tǒng)12通過閥門與一級煙氣凝結(jié)水加熱器3和二級凝結(jié)水加熱器5相串聯(lián)或并聯(lián)相接。所述一級煙氣凝結(jié)水加熱器3通過增壓泵13既可串聯(lián)在與5#_6#低壓加熱器或6#-7#低壓加熱器之間、又可并聯(lián)在7#或8#低壓加熱器兩端。所述二級煙氣凝結(jié)水加熱器5通過增壓泵14既可分別與7#低壓加熱器、8#低壓加熱器并聯(lián)或兩級加熱器跨級并聯(lián)、又可串聯(lián)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(jī)中壓缸9和汽輪機(jī)低壓缸10的回?zé)岢槠訜嵊?#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(lián)組成的低壓回?zé)嵯到y(tǒng)12中的凝結(jié)水。 所述集成系統(tǒng)利用鍋爐煙氣余熱分級加熱空氣與汽輪機(jī)凝結(jié)水的方法，其特征在于，在煙氣側(cè)，鍋爐I尾部的300-400°C的煙氣經(jīng)過常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2，進(jìn)入一級煙氣凝結(jié)水加熱器3，再進(jìn)入除塵器4，除塵器出口煙氣則進(jìn)入二級煙氣凝結(jié)水加熱器5，再進(jìn)入前置式低溫空氣預(yù)熱器6，其排煙經(jīng)引風(fēng)機(jī)7進(jìn)入脫硫裝置；設(shè)置的前置式低溫空氣預(yù)熱器6使常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2入口空氣溫度升高，亦使常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)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(fù)荷條件下用來加熱6#、7#、8#低壓加熱器或凝氣器系統(tǒng)15出口的凝結(jié)水，經(jīng)除塵器4后的二級煙氣凝結(jié)水換熱器5根據(jù)不同負(fù)荷加熱7#、8#低壓加熱器或凝氣器系統(tǒng)15出口處的的凝結(jié)水，排擠不同壓力等級的汽輪機(jī)抽汽，使得不同品位的煙氣加熱不同溫度等級的凝結(jié)水，合理有效的梯級利用煙氣余熱，空氣經(jīng)前置式低溫空氣預(yù)熱器6預(yù)熱到一定溫度后，串聯(lián)送入常規(guī)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，在主蒸汽流量不變時，最大限度的增加汽輪機(jī)輸出功，通過不同負(fù)荷下煙氣、凝結(jié)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)；提聞電廠效率。本發(fā)明的有益效果是通過巧妙的管路與閥門設(shè)計、形成一套靈活的汽輪機(jī)凝結(jié)水低壓回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)。本系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)一級煙氣凝結(jié)水加熱器與低壓加熱器的并聯(lián)布置，或串聯(lián)布置；或?qū)崿F(xiàn)二級煙氣凝結(jié)水加熱器與低壓加熱器的分別并聯(lián)或跨級并聯(lián)。在不同負(fù)荷下，根據(jù)不同能級煙氣加熱不同品位工質(zhì)，排擠汽輪機(jī)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(jī)輸出功率，提高電廠效率，降低單位煤耗。


圖I為鍋爐煙氣余熱分級加熱空氣與汽輪機(jī)凝結(jié)水的集成系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供提出一種利用鍋爐煙氣余熱分級加熱空氣與汽輪機(jī)凝結(jié)水的集成系統(tǒng)。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例予以說明。圖I所示為鍋爐煙氣余熱分級加熱空氣與汽輪機(jī)凝結(jié)水的集成系統(tǒng)示意圖。圖中，集成系統(tǒng)由兩級煙氣凝結(jié)水加熱器和兩級空氣預(yù)熱器組成；該系統(tǒng)由兩級煙氣凝結(jié)水加熱器和兩級空氣預(yù)熱器組成；在鍋爐I的排煙管道上依次串聯(lián)有常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2、一級煙氣凝結(jié)水加熱器3、除塵器4、二級煙氣凝結(jié)水加熱器5、前置式低溫空氣預(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逐級串聯(lián)。汽輪機(jī)中壓缸9和汽輪機(jī)低壓缸10的回?zé)岢槠訜嵊?#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?zé)峒訜嵯到y(tǒng)12中的凝結(jié)水，低壓回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)12通過閥門與兩級凝一級煙氣凝結(jié)水加熱器3和二級煙氣凝結(jié)水加熱器5串聯(lián)或并聯(lián)相接。其中，一級煙氣凝結(jié)水加熱器3通過第13增壓泵既可串聯(lián)在與5#-6#低壓加熱器或6#-7#低壓加熱器之間、又可并聯(lián)連接7#、8#低壓加熱器兩端。二級煙氣凝結(jié)水加熱器5通過第14增壓泵既可分別與7#低壓加熱器、8#低壓加熱器并聯(lián)或兩級加熱器跨級并聯(lián)、又可串聯(lián)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(tǒng)利用鍋爐煙氣余熱分級加熱空氣與汽輪機(jī)凝結(jié)水的原理如下，在煙氣偵牝鍋爐I尾部的300-400°C的煙氣經(jīng)過常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2，進(jìn)入一級煙氣凝結(jié)水加 熱器3，再進(jìn)入除塵器4，除塵器出口煙氣則進(jìn)入二級煙氣凝結(jié)水加熱器5，再進(jìn)入前置式低溫空氣預(yù)熱器6，其排煙經(jīng)引風(fēng)機(jī)7進(jìn)入脫硫裝置；設(shè)置的前置式低溫空氣預(yù)熱器6使常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2入口空氣溫度升高，亦使常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)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(fù)荷條件下用來加熱6#、7#、8#低壓加熱器或凝氣器系統(tǒng)15出口的凝結(jié)水，經(jīng)除塵器4后的二級煙氣凝結(jié)水換熱器5根據(jù)不同負(fù)荷加熱7#、8#低壓加熱器或凝氣器系統(tǒng)15出口處的的凝結(jié)水，排擠不同壓力等級的汽輪機(jī)抽汽，使得不同品位的煙氣加熱不同溫度等級的凝結(jié)水，合理有效的梯級利用煙氣余熱，空氣經(jīng)前置式低溫空氣預(yù)熱器6預(yù)熱到一定溫度后，串聯(lián)送入常規(guī)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，在主蒸汽流量不變時，最大限度的增加汽輪機(jī)輸出功，通過不同負(fù)荷下煙氣、凝結(jié)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。
權(quán)利要求
1.一種利用鍋爐煙氣余熱分級加熱空氣與汽輪機(jī)凝結(jié)水的集成系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由兩級煙氣凝結(jié)水加熱器和兩級空氣預(yù)熱器組成；在鍋爐(I)的排煙管道上依次串聯(lián)有常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(2)、一級煙氣凝結(jié)水加熱器(3)、除塵器(4)、二級煙氣凝結(jié)水加熱器(5)、前置式低溫空氣預(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)逐級串聯(lián)，通過除氧器(16)和給水泵給水送至高壓回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)(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?zé)嵯到y(tǒng)(12 )通過閥門與一級煙氣凝結(jié)水加熱器(3 )和二級煙氣凝結(jié)水加熱器(5 )相串聯(lián)或并聯(lián)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煙氣余熱分級加熱空氣與汽輪機(jī)凝結(jié)水的集成系統(tǒng)，其特征在于，所述一級煙氣凝結(jié)水加熱器(3)通過增壓泵(13)既可串聯(lián)在與5#-6#低壓加熱器或6#-7#低壓加熱器之間、又可并聯(lián)在7#或8#回?zé)峒訜崞鲀啥恕?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煙氣余熱分級加熱空氣與汽輪機(jī)凝結(jié)水的集成系統(tǒng)，其特征在于，所述二級煙氣凝結(jié)水加熱器(5)通過增壓泵(14)既可分別與7#低壓加熱器、8#低壓加熱器并聯(lián)或兩級加熱器跨級并聯(lián)、又可串聯(lián)在6#-7#低壓加熱器之間或7#-8#低壓加熱器之間。
4.權(quán)利要求I所述集成系統(tǒng)利用鍋爐煙氣余熱分級加熱空氣與汽輪機(jī)凝結(jié)水的方法，其特征在于，在煙氣側(cè)，鍋爐(I)尾部的300-400°C的煙氣經(jīng)過常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(2)，進(jìn)入一級煙氣凝結(jié)水加熱器(3)，再進(jìn)入除塵器(4)，除塵器出口煙氣則進(jìn)入二級煙氣凝結(jié)水加熱器(5 )，再進(jìn)入前置式低溫空氣預(yù)熱器(6 )，其排煙經(jīng)弓I風(fēng)機(jī)(7 )進(jìn)入脫硫裝置；設(shè)置的前置式低溫空氣預(yù)熱器(6)使常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(2)入口空氣溫度升高，亦使常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)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(fù)荷條件下用來加熱6#、7#、8#低壓加熱器或凝氣器系統(tǒng)(15)出口的凝結(jié)水，經(jīng)除塵器(4)后的二級煙氣凝結(jié)水換熱器(5)根據(jù)不同負(fù)荷加熱7#、8#低壓加熱器或凝氣器系統(tǒng)(15)出口處的的凝結(jié)水，排擠不同壓力等級的汽輪機(jī)抽汽，使得不同品位的煙氣加熱不同溫度等級的凝結(jié)水，合理有效的梯級利用煙氣余熱，空氣經(jīng)前置式低溫空氣預(yù)熱器(6)預(yù)熱到一定溫度后，串聯(lián)送入常規(guī)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，在主蒸汽流量不變時，增加汽輪機(jī)輸出功，通過不同負(fù)荷下煙氣、凝結(jié)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。
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)域的一種利用鍋爐煙氣余熱分級加熱空氣與汽輪機(jī)凝結(jié)水的集成系統(tǒng)，本發(fā)明中鍋爐尾部的300-400℃左右的煙氣分別進(jìn)入常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器、兩個煙氣凝結(jié)水加熱器和前置式低溫空氣預(yù)熱器，直至降至60-100℃左右排出系統(tǒng)，可以使不同溫度等級的煙氣得到合理的利用。同時，本發(fā)明通過巧妙的管路與閥門設(shè)計、提出一套靈活的汽輪機(jī)凝結(jié)水低壓回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)煙氣凝結(jié)水加熱器中的凝結(jié)水靈活地從多個位置抽取，確保各工況下煙氣余熱均可獲得較好應(yīng)用。進(jìn)而確保整個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)與凝結(jié)水側(cè)均處于最佳的余熱回收狀態(tài)。
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(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者劉彤, 尹宗齊, 徐鋼, 楊勇平, 楊志平, 許誠, 黃圣偉 申請人:華北電力大學(xué)