一種中溫省煤器系統(tǒng)及其回收煙氣余熱的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于火力燃煤發(fā)電機(jī)組領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于火力發(fā)電廠的中溫省煤 器系統(tǒng)及其回收煙氣余熱的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)火電廠機(jī)組在空氣預(yù)熱器之前的煙道配置有高溫省煤器，即利用鍋爐的煙氣 熱量來加熱給水，能夠起到吸收煙氣熱量提高鍋爐效率、提高水冷壁的給水溫度等作用，隨 著節(jié)能減排等環(huán)保要求的不斷提高，部分火電廠機(jī)組還會(huì)在鍋爐空氣預(yù)熱器的后續(xù)煙道配 置'煙一水'換熱器，即利用鍋爐空氣預(yù)熱器后的煙氣熱量來加熱凝結(jié)水或熱網(wǎng)水等，以回 收煙氣熱量，降低排煙溫度。由于相對于高溫省煤器，該'煙一水'換熱器入口煙氣溫度低， 因而又稱為低溫省煤器。
[0003] 低低溫除塵器是指除塵器入口煙氣溫度在鍋爐設(shè)計(jì)排煙溫度以下，最低溫度滿足 濕法脫硫系統(tǒng)工藝溫度要求的除塵器。為配合低低溫除塵器的使用，提升除塵效率，一般是 在除塵器前布置低溫省煤器，以降低除塵器進(jìn)口煙溫。
[0004] 但是，對于已建電廠來說，往往存在除塵器進(jìn)口煙道短小狹窄，難以布置低溫省煤 器的問題。此外，低溫省煤器回收的熱量排擠的是汽輪機(jī)低壓抽汽，品質(zhì)較低，經(jīng)濟(jì)性欠佳。
[0005] 歷史上，德國曾采用過一種回收效率較高的煙氣余熱回收技術(shù)，即在空預(yù)器煙氣 側(cè)并聯(lián)一內(nèi)置'煙一水'換熱器的旁路煙道，其水側(cè)為從給水回路分流出的部分高壓給水及 部分低壓給水，煙氣的熱能用以加熱這部分給水以替代汽輪機(jī)高、中壓抽汽，從而降低了汽 輪機(jī)汽耗和熱耗。這種煙氣熱能回收方法所回收的熱能品質(zhì)遠(yuǎn)高于低溫省煤器系統(tǒng)，因而 具有較高的煙氣熱能回收效率。不過，這種技術(shù)僅適用于排煙溫度過高的鍋爐，如褐煤鍋 爐。這是因?yàn)楫?dāng)空預(yù)器的煙氣被分流后，其排煙溫度必然下降。對于原排煙溫度正常的鍋 爐，若將其排煙溫度進(jìn)一步下降，造成空預(yù)器低溫側(cè)換熱片平均壁溫下降至設(shè)計(jì)值以下，必 然導(dǎo)致其硫酸結(jié)露、腐蝕及換熱面堵塞的風(fēng)險(xiǎn)急劇增加，得不償失，故目前這種技術(shù)在德國 新建的機(jī)組上已不再采用。
[0006] 因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于研究如何在保證機(jī)組安全運(yùn)行的條件下，既能相 對高效的回收鍋爐尾部煙氣中的余熱實(shí)現(xiàn)節(jié)能，同時(shí)又能在避免空氣預(yù)熱器低溫側(cè)結(jié)露、 腐蝕和堵塞的前提下降低空預(yù)器出口煙溫，滿足低低溫除塵器進(jìn)口煙溫要求，提高除塵效 率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對上述問題，本發(fā)明提供一種系統(tǒng)，在保證機(jī)組安全運(yùn)行的條件下，既能相對高 效的回收鍋爐尾部煙氣中的余熱，達(dá)到節(jié)能的目的，同時(shí)又能在避免空氣預(yù)熱器低溫側(cè)結(jié) 露、腐蝕和堵塞的前提下降低空預(yù)器出口煙溫，滿足低低溫除塵器進(jìn)口煙溫要求，提高除塵 效率，從而能兼顧機(jī)組的安全、節(jié)能及環(huán)保。
[0008] 本發(fā)明提供的系統(tǒng)，相對于高溫省煤器與低溫省煤器而言，增設(shè)的'煙一水'換熱 裝置的煙氣溫度一般在90-370°C，介于高溫省煤器與低溫省煤器之間，因此也可以稱之為 "中溫省煤器系統(tǒng)"。
[0009] 本發(fā)明提供一種中溫省煤器系統(tǒng)，包括至少一個(gè)'煙一水'換熱裝置、第一煙道以 及第二煙道，其特征在于，'煙一水'換熱裝置的進(jìn)煙口與空氣預(yù)熱器進(jìn)口處的煙道通過第 一煙道連接，'煙一水'換熱裝置的出煙口與空氣預(yù)熱器出口處的煙道通過第二煙道連接， 中溫省煤器系統(tǒng)還包括加熱空氣預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)的換熱裝置。
[0010] 本發(fā)明提供的中溫省煤器系統(tǒng)，是在空氣預(yù)熱器進(jìn)口處的煙道分流部分煙氣，用 于加熱'煙一水'換熱裝置中的水，水吸收煙氣熱量后再返回至熱力系統(tǒng)，從而提高機(jī)組的 經(jīng)濟(jì)性。
[0011] 本發(fā)明提供的中溫省煤器系統(tǒng)，中溫省煤器系統(tǒng)煙道與空氣預(yù)熱器的煙側(cè)形成并 聯(lián)，將空氣預(yù)熱器入口煙道分流的部分煙氣進(jìn)入中溫省煤器系統(tǒng)煙道，使得機(jī)組空氣預(yù)熱 器煙側(cè)的煙氣流量下降，而煙道阻力與煙氣流量下降成平方關(guān)系下降；此外，空氣預(yù)熱器出 口的煙氣溫度下降，煙氣容積流量相應(yīng)下降，后續(xù)的煙氣阻力也會(huì)與煙氣容積流量呈平方 關(guān)系下降。因此，整個(gè)機(jī)組煙側(cè)系統(tǒng)阻力將明顯下降，這為機(jī)組煙側(cè)風(fēng)機(jī)釋放出一定裕量。
[0012] 空氣預(yù)熱器進(jìn)口處分流的煙氣進(jìn)入中溫省煤器系統(tǒng)，被逐步冷卻；由于一部分煙 氣進(jìn)入中溫省煤器系統(tǒng)，進(jìn)入空氣預(yù)熱器的煙氣量會(huì)下降，而空氣預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)量并未改變， 盡管空氣預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)溫度會(huì)因加熱鍋爐進(jìn)風(fēng)的換熱裝置而有適當(dāng)提升，但仍可控制空氣預(yù) 熱器出口的煙氣溫度下降。中溫省煤器系統(tǒng)出口的煙氣與空氣預(yù)熱器出口的煙氣溫度都得 到降低，然后匯集進(jìn)入除塵器，從而提高了除塵效率。與此同時(shí)，由于空氣預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)溫度 被'風(fēng)一汽'換熱裝置或'風(fēng)一水'換熱裝置加熱，進(jìn)入空氣預(yù)熱器的風(fēng)溫上升，只要確保此 時(shí)的空氣預(yù)熱器冷端風(fēng)側(cè)及煙側(cè)的平均溫度等于或高于原設(shè)計(jì)值，就可確保其冷端的換熱 片表面在排煙溫度下降的情況下不出現(xiàn)結(jié)露、腐蝕及堵塞。
[0013] 因此本發(fā)明提供的中溫省煤器系統(tǒng)，在保證空氣預(yù)熱器安全運(yùn)行的條件下，既能 回收鍋爐尾部煙氣中的余熱，達(dá)到節(jié)能的目的，又能降低煙溫，滿足低低溫除塵器進(jìn)口煙溫 要求，提高除塵效率。從而達(dá)到兼顧安全、節(jié)能及環(huán)保的目的。
[0014] 進(jìn)一步地，第一煙道中設(shè)置入口煙氣擋板。
[0015] 本發(fā)明提供的中溫省煤器系統(tǒng)，中溫省煤器系統(tǒng)的煙道與空氣預(yù)熱器煙側(cè)并聯(lián)， 可通過入口煙氣擋板調(diào)節(jié)進(jìn)入'煙一水'換熱裝置的煙氣量；以滿足中溫省煤器系統(tǒng)在機(jī)組 不同工況的運(yùn)行要求，提高系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
[0016] 若中溫省煤器系統(tǒng)發(fā)生故障，可通過關(guān)閉入口煙氣擋板，來切斷進(jìn)入中溫省煤器 系統(tǒng)的煙氣。
[0017] 進(jìn)一步地，第二煙道中設(shè)置出口煙氣擋板。
[0018] 如果中溫省煤器系統(tǒng)發(fā)生故障，可以關(guān)閉第一煙道中的入口煙氣擋板和第二煙道 中的出口煙氣擋板，來隔絕中溫省煤器系統(tǒng)煙氣側(cè)。
[0019] 進(jìn)一步地，'煙一水'換熱裝置水側(cè)進(jìn)水口設(shè)置隔絕閥。
[0020] 采用本發(fā)明提供的中溫省煤器系統(tǒng)，若中溫省煤器系統(tǒng)發(fā)生故障，可通過關(guān)閉設(shè) 置在'煙一水'換熱裝置水側(cè)進(jìn)水口的隔絕閥，切斷中溫省煤器系統(tǒng)水側(cè)。
[0021] 進(jìn)一步地，'煙一水'換熱裝置水側(cè)出水口設(shè)置隔絕閥。
[0022] 采用本發(fā)明提供的中溫省煤器系統(tǒng)，若中溫省煤器系統(tǒng)發(fā)生故障，可通過關(guān)閉設(shè) 置在'煙一水'換熱裝置水側(cè)出水口的隔絕閥，切斷中溫省煤器系統(tǒng)水側(cè)。
[0023] 采用本發(fā)明提供的中溫省煤器系統(tǒng)，若中溫省煤器系統(tǒng)發(fā)生故障，可通過同時(shí)關(guān) 閉設(shè)置在'煙一水'換熱裝置水側(cè)進(jìn)水口和出水口的隔絕閥，切除中溫省煤器系統(tǒng)水側(cè)。
[0024] 進(jìn)一步地，'煙一水'換熱裝置的水側(cè)設(shè)置調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)進(jìn)入'煙一水'換熱裝 置的水量，從而控制水溫，以滿足中溫省煤器系統(tǒng)在機(jī)組不同工況的運(yùn)行要求，提高系統(tǒng)運(yùn) 行經(jīng)濟(jì)性。
[0025] 進(jìn)一步地，'煙一水'換熱裝置為一個(gè)。
[0026] 進(jìn)一步地，'煙一水'換熱裝置為多個(gè)。
[0027] 進(jìn)一步地，多個(gè)'煙一水'換熱裝置的煙道依次連接，第一個(gè)'煙一水'換熱裝置的 進(jìn)煙口與空氣預(yù)熱器進(jìn)口處的煙道通過第一煙道連接，最后一個(gè)'煙一水'換熱裝置的出煙 口與空氣預(yù)熱器出口處的煙道通過第二煙道連接。
[0028] 多個(gè)'煙一水'換熱裝置的水側(cè)進(jìn)水口、水側(cè)出水口通過管道分別與高壓給水系 統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)連接。多個(gè)煙一水換熱裝置煙氣側(cè)之間相互串聯(lián)，進(jìn)入中溫省煤器系統(tǒng)的煙 氣依次加熱流經(jīng)依次連接的多個(gè)'煙一水'換熱裝置的水，從而逐步降低煙氣溫度，實(shí)現(xiàn)煙 氣余熱梯級(jí)回收利用，并提高除塵器的除塵效率。
[0029] 進(jìn)一步地，加熱空氣預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)的換熱裝置為'風(fēng)一汽'換熱裝置，'風(fēng)一汽'換熱 裝置的出風(fēng)側(cè)連接空氣預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)，'風(fēng)一汽'換熱裝置的汽側(cè)連接蒸汽。熱源為蒸汽，用 于加熱進(jìn)風(fēng)，可以加熱冷一次風(fēng)，也可以加熱冷二次風(fēng)，還可以同時(shí)加熱冷一次風(fēng)和冷二次 風(fēng)。
[0030] 進(jìn)一步地，蒸汽為汽輪機(jī)抽汽或輔汽。
[0031] 進(jìn)一步