本發(fā)明涉及火電廠煙氣余熱利用的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種利用鍋爐煙氣余熱的蒸汽發(fā)生裝置。

背景技術(shù)：

目前火力發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程是根據(jù)朗肯循環(huán)原理進(jìn)行的，在熱、功、電進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，存在著較大的熱量損失。在能量轉(zhuǎn)換的整個(gè)過(guò)程中，由燃料燃燒放出的所有熱量中僅有35%左右最終轉(zhuǎn)化為可利用的電能，其它的60%左右的能量是在汽輪機(jī)冷端冷源以及鍋爐的排煙散失到周圍環(huán)境中，而這其中鍋爐的排煙熱損失是鍋爐的主要熱量損失源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在火力發(fā)電廠中，排煙損失是鍋爐各項(xiàng)熱損失中最大的一項(xiàng)，一般約為5%-12%，占鍋爐熱損失的60%-70%。影響排煙熱損失的主要因素是排煙溫度，一般情況下，排煙溫度每增加10℃，排煙熱損失增加0.6%-1%，相應(yīng)多耗煤1.2%-2.4%。一般電站鍋爐的設(shè)計(jì)排煙溫度在120-140℃左右，在我國(guó)，有大批運(yùn)行機(jī)組的鍋爐排煙溫度偏高，很多高于設(shè)計(jì)值20-30℃，有的甚至接近200℃。

鍋爐的排煙溫度過(guò)高，造成了火力發(fā)電廠的煤消耗量的增加。研究表明，若排煙熱量直接被鍋爐利用，排煙溫度降低22℃，鍋爐效率就會(huì)提高1%。此外，鍋爐排煙溫度上升，還會(huì)導(dǎo)致電除塵器除塵效率下降，造成脫硫工藝水耗水量的增加，增加脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行成本。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，對(duì)排煙余熱進(jìn)行深度利用都是目前電站鍋爐節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展的必然選擇。

近幾年來(lái)，根據(jù)實(shí)際的情況，電力行業(yè)提出了許多有益和實(shí)用的方法，來(lái)利用電站鍋爐的排煙熱量，在節(jié)約能源的同時(shí)也降低電站的生產(chǎn)成本。在這種情況下，應(yīng)用低溫省煤器作為一個(gè)有效的方法，開(kāi)始為人們所廣泛利用。根據(jù)余熱利用用途的不同，它以電站的凝結(jié)水或供熱網(wǎng)水，作為冷卻水，通過(guò)在鍋爐尾部除塵器前或濕法脫硫吸收塔入口裝設(shè)煙氣余熱回收裝置，在回收鍋爐低溫?zé)煔鉄崃康耐瑫r(shí)，不僅降低了煙氣溫度和排煙損失，同時(shí)節(jié)約了脫硫過(guò)程中的耗水量，提高了效率，起到了很好的效果。

目前國(guó)內(nèi)已有不少燃煤電廠進(jìn)行了低溫省煤器的安裝和改造工作，在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)低溫省煤器設(shè)置在煙氣下游不同布置位置給除塵、脫硫等設(shè)備帶來(lái)較大影響。近兩年來(lái)低溫省煤器技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)工程實(shí)際先行于基礎(chǔ)研究的態(tài)勢(shì)，實(shí)際工程中很多電廠選擇將低溫省煤器布置在空預(yù)器后除塵器前的煙道上，但不少工程上馬后發(fā)現(xiàn)低溫省煤器存在較為嚴(yán)重的腐蝕、磨損和積灰問(wèn)題，嚴(yán)重的甚至造成低溫省煤器泄漏，給電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)極大風(fēng)險(xiǎn)。在此背景下，研究低溫省煤器和各種除塵器的綜合配置，確定最佳技術(shù)低溫省煤器配置方案，尤其是研究低溫省煤器在除塵器出口設(shè)置的技術(shù)方案，對(duì)于進(jìn)一步指導(dǎo)火電廠節(jié)能減排技術(shù)改造，特別是對(duì)于當(dāng)前燃煤機(jī)組超低排放背景下的綜合達(dá)標(biāo)改造都是至關(guān)重要的。

在實(shí)際應(yīng)用中，余熱回收利用是有一定難度的，當(dāng)使用常規(guī)換熱器進(jìn)行換熱時(shí)，由于鍋爐受熱面中煙氣與工質(zhì)之間的傳熱溫差的減小，需要增加傳熱面積，因此需要布置較多的換熱管，這會(huì)造成一系列的后續(xù)問(wèn)題，包括動(dòng)力的增加、管道的阻力消耗以及成本增多。同時(shí)，排煙溫度的設(shè)置也較為重要，排煙溫度較高，余熱利用的效果不明顯，而如果排煙溫度設(shè)置過(guò)低，可能會(huì)造成受熱面的壁溫低于酸露點(diǎn)溫度，從而引起煙氣中硫酸蒸汽的凝結(jié)，導(dǎo)致受熱面金屬的嚴(yán)重腐蝕，對(duì)鍋爐安全運(yùn)行造成重大影響。同時(shí)低溫省煤器的換熱在煙氣\水之間進(jìn)行，鍋爐低溫?zé)煔庥酂崂眯实汀?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用鍋爐煙氣余熱的蒸汽發(fā)生裝置，以煙氣余熱作為熱源將換熱介質(zhì)水加熱成蒸汽，再將蒸汽冷凝時(shí)釋放的熱量與需熱設(shè)備進(jìn)行熱交換，利用蒸汽的汽化潛熱，提高換熱效率，從而達(dá)到充分利用煙氣余熱的目的，同時(shí)解決了設(shè)備投資大，能耗高，煙道換熱器低溫腐蝕的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：

一種利用鍋爐煙氣余熱的蒸汽發(fā)生裝置，該裝置包括：煙道換熱器、蒸汽加熱器、蒸汽冷凝水箱和介質(zhì)水；其中，所述煙道換熱器設(shè)置在鍋爐煙氣的排放通道內(nèi)，煙氣換熱器上設(shè)置有與換熱管連接的蒸汽發(fā)生器和下集水箱，所述蒸汽發(fā)生器通過(guò)蒸汽管路與所述蒸汽加熱器的蒸汽入口連接，蒸汽加熱器的冷凝水出口與所述蒸汽冷凝水箱的冷凝水入口連接，蒸汽冷凝水箱的冷凝水出口通過(guò)水泵與所述下集水箱連接形成介質(zhì)水的循環(huán)回路，所述蒸汽加熱器上還設(shè)置有與蒸汽換熱的冷卻管路，所述冷卻管路的出口端與需熱設(shè)備連接。

進(jìn)一步，所述換熱回路上連接有使蒸汽于真空環(huán)境下工作抽真空設(shè)備。

進(jìn)一步，所述抽真空設(shè)備為真空泵，所述真空泵與所述蒸汽冷凝水箱連接。

進(jìn)一步，所述蒸汽冷凝水箱上設(shè)置有所述介質(zhì)水的補(bǔ)水管路，所述補(bǔ)水管路上設(shè)置有第一控制閥。

進(jìn)一步，所述蒸汽冷凝水箱與所述下集水箱連接的管路上設(shè)置有冷凝水泵和用于控制所述蒸汽發(fā)生器水位的第二控制閥。

進(jìn)一步，所述蒸汽發(fā)生器上設(shè)置有視鏡。

進(jìn)一步，所述冷卻管路內(nèi)的冷卻介質(zhì)為水。

進(jìn)一步，所述需熱設(shè)備為鍋爐的預(yù)熱水箱或火電廠中其他需要熱能的設(shè)備。

本發(fā)明利用水在形態(tài)改變時(shí)吸熱放熱的物理特點(diǎn)，以蒸汽作為煙道換熱器與蒸汽加熱器之間的介質(zhì)來(lái)傳遞熱量，提高了換熱效率；冷卻水在真空環(huán)境下的汽化潛熱提高，充分利用蒸汽的汽化潛熱，從而提高了換熱效率，降低了系統(tǒng)成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種利用鍋爐煙氣余熱的蒸汽發(fā)生裝置的示意圖；

其中，1煙道換熱器、2蒸汽加熱器、3蒸汽冷凝水箱、4蒸汽發(fā)生器、5下集水箱、6視鏡、7蒸汽管路、8蒸汽入口、9冷凝水出口、10真空泵、11第一控制閥、12冷凝水泵、13第二控制閥、14補(bǔ)水管路入水口、15冷卻管路入口端、16冷卻管路出口端、17換熱管。

具體實(shí)施方式

下面利用結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行更全面的說(shuō)明。本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實(shí)施例。

為了易于說(shuō)明，在這里可以使用諸如“上”、“下”、“左”、“右”等空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，用于說(shuō)明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對(duì)于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語(yǔ)意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位（旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位），這里所用的空間相對(duì)說(shuō)明可相應(yīng)地解釋。

如圖1所示，本實(shí)施例具體公開(kāi)了一種利用鍋爐煙氣余熱的蒸汽發(fā)生裝置，該裝置主要包括：煙道換熱器1、蒸汽加熱器2、蒸汽冷凝水箱3和介質(zhì)水；

煙道換熱器1設(shè)置在鍋爐空氣預(yù)熱器出口煙道內(nèi)，煙氣換熱器1包括換熱管17、蒸汽發(fā)生器4和下集水箱5，蒸汽發(fā)生器4和下集水箱5與換熱管17連接，蒸汽發(fā)生器4上設(shè)置有視鏡6，用于觀察蒸汽發(fā)生器4的水位等工況；

蒸汽加熱器2用于將蒸汽攜帶的熱量傳遞至冷卻管路的冷卻介質(zhì)中，由冷卻介質(zhì)將熱量帶入需熱設(shè)備中，蒸汽加熱器2包括蒸汽入口8、冷凝水出口9、冷卻管路入口端和冷卻管路出口端16，優(yōu)選的冷卻介質(zhì)為水，蒸汽從蒸汽入口8進(jìn)入蒸汽加熱器2后與冷卻管路中的冷卻介質(zhì)換熱，蒸汽換熱后冷凝從冷凝水出口9中流出，冷卻介質(zhì)從冷卻管路入口端15進(jìn)入，在蒸汽加熱器2中與蒸汽換熱后溫度提升，從冷卻管路出口端16流出，通入需熱設(shè)備，這里需熱設(shè)備可以是鍋爐的預(yù)熱水箱或火電廠中其他需要熱能的設(shè)備。

蒸汽冷凝水箱3與蒸汽加熱器2的冷凝水出口9連接，并與下集水箱5連接，構(gòu)成介質(zhì)水的循環(huán)回路，在蒸汽冷凝水箱3上設(shè)置有補(bǔ)水管路，補(bǔ)水管路上設(shè)置有第一控制閥11，介質(zhì)水從補(bǔ)水管路入水口14進(jìn)入蒸汽冷凝水箱3中，蒸汽冷凝水箱3上連接有抽真空設(shè)備，本實(shí)施例中，抽真空設(shè)備為真空泵10，真空泵10與蒸汽冷凝水箱3連接，將循環(huán)回路中的空氣排入大氣，使循環(huán)回路處于真空狀態(tài)，利用冷卻水在真空環(huán)境下的汽化潛熱提高的特點(diǎn)，充分利用蒸汽的汽化潛熱，從而提高了換熱效率，降低了系統(tǒng)成本。蒸汽冷凝水箱3與下集水箱5連接的管路上設(shè)置有冷凝水泵12和第二控制閥13。冷凝水泵12用于為循環(huán)回路中的介質(zhì)循環(huán)提供動(dòng)力，第二控制閥13用于控制蒸汽發(fā)生器4的水位。

以上結(jié)合附圖僅描述了本申請(qǐng)的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，但本申請(qǐng)不限于此，凡是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離本申請(qǐng)的精神下，做出的任何改進(jìn)和/或變形，均屬于本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。