一種鍋爐煙氣余熱供熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鍋爐煙氣余熱供熱系統(tǒng)，鍋爐（21）排出的煙氣依次經(jīng)過空氣預(yù)熱器（22）、脫硫系統(tǒng)（26）和第一煙氣換熱器（29）；第一煙氣換熱器（29）的冷源入口和冷源出口都與熱泵（20）相連接；熱泵（20）與熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)連接；熱泵（20）中的冷卻水通過第一煙氣換熱器（29）的冷源入口進入煙氣換熱器（29）被加熱后，通過煙氣換熱器（29）的冷源出口返回?zé)岜茫?0），并加熱流經(jīng)熱泵（20）的熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)中的熱網(wǎng)回水。本發(fā)明的鍋爐煙氣余熱供熱系統(tǒng)，能夠降低鍋爐排煙溫度至水露點以下，在回收煙氣顯熱的基礎(chǔ)上，進一步回收煙氣中水蒸汽的潛熱用來供熱，降低了鍋爐的煤耗，經(jīng)濟效益好。
【專利說明】一種鍋爐煙氣余熱供熱系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐余熱回收【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鍋爐煙氣余熱供熱系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]火力發(fā)電廠的兩大主要損失分別是冷源損失和排煙熱損失。冷源損失直接影響到循環(huán)熱效率的高低，對于普通發(fā)電機組而言，冷源損失決定于機組的設(shè)計參數(shù)。排煙熱損失是電站鍋爐各項熱損失中最大的一項，現(xiàn)代電站鍋爐的排煙熱損失一般約為4%?8%。影響排煙熱損失的一個重要因素是排煙溫度。據(jù)統(tǒng)計，在火力發(fā)電廠中，鍋爐的排煙熱損失占鍋爐總熱損失的60%?70%。排煙溫度每上升10°C，鍋爐效率就下降0.6?1.0%，標(biāo)準煤耗上升1.2?2.4g/ (kW*h)，從而造成了電力用煤的巨大浪費。目前，排煙溫度過高已成為影響鍋爐效率的主要原因之一。為減輕低溫腐蝕，鍋爐的排煙溫度一般設(shè)計在130?150°C，但常常由于尾部受熱面積灰、腐蝕、漏風(fēng)和燃燒工況的影響，實際運行排煙溫度高于設(shè)計值200C以上。因此，降低排煙溫度對于節(jié)約燃料、提高機組效率，降低污染具有重要的實際意義。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有的鍋爐煙氣余熱回收系統(tǒng)，通常在鍋爐的空氣預(yù)熱器和除塵設(shè)備之間安裝煙氣冷卻器，利用煙氣余熱加熱回?zé)嵯到y(tǒng)的凝結(jié)水，凝結(jié)水吸熱后返回低壓加熱器，然后汽輪機低壓缸利用這部分煙氣熱量帶動發(fā)電機發(fā)電，產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟效益。
[0004]由于低壓省煤器通常布置在鍋爐尾部空氣預(yù)熱器后的煙道，處于溫度較低的區(qū)段，是鍋爐容易發(fā)生低溫腐蝕的區(qū)域。由此，在低壓省煤器的設(shè)計需要考慮防止低溫腐蝕。為了避免出現(xiàn)低溫腐蝕，低壓省煤器入口管壁溫度通?？刂圃跓煔馑崧饵c之上。但是，這樣換熱溫差低，回收的熱量不多，造成一定的能源浪費。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是提供一種鍋爐煙氣余熱供熱系統(tǒng)，回收煙氣中的水蒸汽潛熱并用來供熱。
[0006]一種鍋爐煙氣余熱供熱系統(tǒng)，包括:第一煙氣換熱器和熱泵；鍋爐排出的煙氣依次經(jīng)過空氣預(yù)熱器、脫硫系統(tǒng)和所述第一煙氣換熱器；其中，煙氣通過所述脫硫系統(tǒng)后，進入所述第一煙氣換熱器被冷卻；所述第一煙氣換熱器將煙氣的溫度降至低于水露點溫度；所述第一煙氣換熱器的冷源入口和冷源出口都與所述熱泵相連接；所述熱泵與熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)連接；所述熱泵中的冷卻水通過所述第一煙氣換熱器的冷源入口進入所述煙氣換熱器被加熱后，通過所述煙氣換熱器的冷源出口返回所述熱泵，并加熱流經(jīng)所述熱泵的所述熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)中的熱網(wǎng)回水。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個實施例，進一步的，所述熱泵的驅(qū)動熱源為汽輪機抽汽。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個實施例，進一步的，在所述熱泵與熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)之間設(shè)置換熱器；其中，被所述熱泵加熱的所述熱網(wǎng)回水流經(jīng)所述換熱器，與流經(jīng)所述換熱器的汽輪機抽汽交換熱量，進一步加熱所述熱網(wǎng)回水。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個實施例，進一步的，在所述空氣預(yù)熱器和所述脫硫系統(tǒng)之間設(shè)置第二煙氣冷卻器；所述第二煙氣冷卻器的冷端入口和冷端出口分別與待加熱系統(tǒng)連接；其中，所述待加熱系統(tǒng)中的冷卻介質(zhì)經(jīng)過所述第二煙氣冷卻器被加熱，流回所述待加熱系統(tǒng)中；所述待加熱系統(tǒng)包括:回?zé)嵯到y(tǒng)和熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)；所述冷卻介質(zhì)包括:水。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個實施例，進一步的，在所述第一煙氣換熱器和鍋爐煙囪之間設(shè)置脫水裝置；其中，經(jīng)過所述第一煙氣換熱器的煙氣進入所述脫水裝置，所述脫水裝置進一步去除所述第一煙氣換熱器出口煙氣中的凝結(jié)水。
[0011]本發(fā)明的鍋爐煙氣余熱供熱系統(tǒng)，能夠降低鍋爐排煙溫度至水露點以下，在回收煙氣顯熱的基礎(chǔ)上，進一步回收煙氣中水蒸汽的潛熱用來供熱，降低了鍋爐的煤耗，經(jīng)濟效益好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種鍋爐煙氣余熱回收系統(tǒng)的示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明的鍋爐煙氣余熱供熱系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；
[0015]其中，I 一鍋爐；2 —空氣預(yù)熱器；3 —煙氣冷卻器；4 一鍋爐除塵器；6 —脫硫塔；7 —煙園；8 一電廠回?zé)嵯到y(tǒng)。

【具體實施方式】
[0016]下面參照附圖對本發(fā)明進行更全面的描述，其中說明本發(fā)明的示例性實施例。下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。下面結(jié)合圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多方面的描述。
[0017]圖2為本發(fā)明的鍋爐煙氣余熱供熱系統(tǒng)的一個實施例的示意圖。如圖所示，鍋爐煙氣余熱供熱系統(tǒng)包括:第一煙氣換熱器29和熱泵20。
[0018]鍋爐21排出的煙氣依次經(jīng)過空氣預(yù)熱器22、脫硫系統(tǒng)26和第一煙氣換熱器29。
[0019]煙氣通過脫硫系統(tǒng)26后，進入第一煙氣換熱器29被冷卻。第一煙氣換熱器29將煙氣的溫度降至低于水露點溫度。煙氣換熱器29在進一步降低煙氣溫度的同時，回收脫硫系統(tǒng)出口煙氣中水蒸汽的潛熱。
[0020]冷卻器是換熱設(shè)備的一類，用以冷卻流體，通常用水或空氣為冷卻劑以除去熱量。換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。第一煙氣換熱器29將煙氣溫度降至水露點溫度以下需要進行防腐處理，第二煙氣冷卻器23可以為現(xiàn)有技術(shù)中的冷卻器。
[0021]第一煙氣換熱器29的冷源入口和冷源出口都與熱泵20相連接。熱泵20與熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)連接。
[0022]熱泵(Heat Pump)是一種將低溫?zé)嵩吹臒崮苻D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩吹难b置。通常用于熱泵裝置的低溫?zé)嵩词俏覀冎車慕橘|(zhì)——空氣、河水、海水，城市污水，地表水，地下水，中水，消防水池，或者是從工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中排出助工質(zhì)。
[0023]熱泵20中的冷卻水通過第一煙氣換熱器29的冷源入口進入煙氣換熱器29被加熱后，通過煙氣換熱器29的冷源出口返回?zé)岜?0，并加熱流經(jīng)熱泵20的熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)中的熱網(wǎng)回水。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，熱泵20的驅(qū)動熱源為汽輪機抽汽。汽輪機抽汽是從汽輪機的中間級抽取的一部分蒸汽，抽汽位于汽輪機的進汽和排汽的中間部位，可以用來加熱凝結(jié)水和給水，也可以用來對外供熱等等。利用抽汽可以減少機組的冷源損失，提高機組的工作效率。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在熱泵20與熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)20之間設(shè)置換熱器。被熱泵20加熱的熱網(wǎng)回水流經(jīng)換熱器，與流經(jīng)換熱器的汽輪機抽汽交換熱量，進一步加熱熱網(wǎng)回水。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在空氣預(yù)熱器22和脫硫系統(tǒng)26之間設(shè)置第二煙氣冷卻器23。
[0027]第二煙氣冷卻器23的冷端入口和冷端出口分別與待加熱系統(tǒng)連接。其中，待加熱系統(tǒng)中的冷卻介質(zhì)經(jīng)過第二煙氣冷卻器23被加熱，流回待加熱系統(tǒng)中。
[0028]待加熱系統(tǒng)包括:回?zé)嵯到y(tǒng)28、熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)20、鍋爐二次風(fēng)空氣系統(tǒng)等等。冷卻介質(zhì)包括:水、空氣等等。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，從鍋爐空氣預(yù)熱器22出來的高溫?zé)煔猓?jīng)過第二煙氣冷卻器23加熱電廠回?zé)嵯到y(tǒng)的凝結(jié)水降低排煙溫度，接著進入鍋爐除塵器24除塵，然后進入脫硫塔26脫硫，脫硫后的低溫?zé)煔饨?jīng)過第一煙氣換熱器29再次降溫至水露點以下，使煙氣中的水蒸汽凝結(jié)，回收煙氣中水蒸汽的潛熱。
[0030]第二煙氣冷卻器23也可以與電廠的回?zé)嵯到y(tǒng)或供暖等待加熱系統(tǒng)連接，并與回?zé)嵯到y(tǒng)或供暖等系統(tǒng)交換熱量，提高機組效率。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以對第二煙氣冷卻器23進行設(shè)計，使第二煙氣冷卻器23具有多個——對應(yīng)的出水口或進水口，——對應(yīng)的出水口或進水口和之間的管道可以形成獨立的冷卻回路。
[0032]待加熱系統(tǒng)中的冷卻介質(zhì)被二次加熱后，通過第二煙氣冷卻器23的出口流回待加熱系統(tǒng)。
[0033]從第二煙氣冷卻器23出來的煙氣接著進入鍋爐除塵器24除塵，然后進入脫硫塔26脫硫，脫硫后的低溫?zé)煔饨?jīng)過煙氣換熱器29通過加熱水再次降溫至水露點以下，使煙氣中的水蒸汽凝結(jié)，回收煙氣中水蒸汽的潛熱。煙氣換熱器29與熱泵20相連，熱泵20的另一端與熱網(wǎng)循環(huán)水相連，用來加熱熱網(wǎng)循環(huán)水。熱泵20的驅(qū)動熱源為汽輪機抽汽。為了提高熱網(wǎng)水的溫度，經(jīng)過熱泵加熱后的熱網(wǎng)水可以經(jīng)過汽水換熱器被汽輪機抽汽加熱后再進入熱力站進行供熱。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在第一煙氣換熱器29和煙? 27之間設(shè)置脫水裝置。其中，經(jīng)過第一煙氣換熱器29的煙氣進入脫水裝置，脫水裝置去除煙氣中的凝結(jié)水。
[0035]本發(fā)明的鍋爐煙氣余熱供熱系統(tǒng)，在脫硫系統(tǒng)和煙囪之間的煙道布置煙氣換熱器，進一步降低煙氣溫度同時回收脫硫系統(tǒng)出口煙氣中水蒸汽的潛熱；煙氣換熱器與熱泵相連，煙氣換熱器中的冷卻水通過熱泵制??；所述熱泵的熱源驅(qū)動為汽輪機抽汽。
[0036]需供熱時，所述熱泵的另一端與熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)相連，用來加熱熱網(wǎng)循環(huán)水進行供熱。煙氣換熱器的冷源為閉式循環(huán)水，閉式循環(huán)水被煙氣加熱，被加熱的循環(huán)水進入熱栗。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鍋爐空氣預(yù)熱器和脫硫系統(tǒng)之間的煙道還裝有煙氣冷卻器，所述煙氣換熱器用于降低鍋爐空預(yù)器后的煙氣溫度，回收這部分煙氣熱量。
[0038]本發(fā)明鍋爐煙氣余熱供熱系統(tǒng)，能夠降低鍋爐排煙溫度至水露點以下，大幅度地降低排煙溫度，在回收煙氣顯熱的基礎(chǔ)上，進一步回收煙氣中水蒸汽的潛熱用來供熱，深度回收了煙氣余熱，降低了鍋爐的煤耗，經(jīng)濟效益好。
[0039]本發(fā)明中的“第一”、“第二”等僅僅用于描述上的區(qū)別，并沒有特殊的含義。
[0040]本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種鍋爐煙氣余熱供熱系統(tǒng)，其特征在于，包括: 第一煙氣換熱器(29 )和熱泵(20 ); 鍋爐(21)排出的煙氣依次經(jīng)過空氣預(yù)熱器(22)、脫硫系統(tǒng)(26)和所述第一煙氣換熱器(29);其中，煙氣通過所述脫硫系統(tǒng)(26)后，進入所述第一煙氣換熱器(29)被冷卻；所述第一煙氣換熱器(29)將煙氣的溫度降至低于水露點溫度； 所述第一煙氣換熱器(29)的冷源入口和冷源出口都與所述熱泵(20)相連接；所述熱泵(20)與熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)連接； 所述熱泵(20)中的冷卻水通過所述第一煙氣換熱器(29)的冷源入口進入所述煙氣換熱器(29 )被加熱后，通過所述煙氣換熱器(29 )的冷源出口返回所述熱泵(20 )，并加熱流經(jīng)所述熱泵(20)的所述熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)中的熱網(wǎng)回水。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于: 所述熱泵(20)的驅(qū)動熱源為汽輪機抽汽。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于: 在所述熱泵(20)與熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)(20)之間設(shè)置換熱器； 其中，被所述熱泵(20)加熱的所述熱網(wǎng)回水流經(jīng)所述換熱器，與流經(jīng)所述換熱器的汽輪機抽汽交換熱量，進一步加熱所述熱網(wǎng)回水。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 在所述空氣預(yù)熱器(22)和所述脫硫系統(tǒng)(26)之間設(shè)置第二煙氣冷卻器(23)； 所述第二煙氣冷卻器(23)的冷端入口和冷端出口分別與待加熱系統(tǒng)連接；其中，所述待加熱系統(tǒng)中的冷卻介質(zhì)經(jīng)過所述第二煙氣冷卻器(23)被加熱，流回所述待加熱系統(tǒng)中；所述待加熱系統(tǒng)包括:回?zé)嵯到y(tǒng)(28)、熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)(20)和鍋爐二次風(fēng)空氣系統(tǒng)；所述冷卻介質(zhì)包括:水、空氣。
5.如權(quán)利要求1至4任意一項所述的系統(tǒng)，其特征在于: 在所述第一煙氣換熱器(29)和鍋爐煙囪(27)之間設(shè)置脫水裝置； 其中，經(jīng)過所述第一煙氣換熱器(29)的煙氣進入所述脫水裝置，所述脫水裝置進一步去除所述第一煙氣換熱器(29)出口煙氣中的凝結(jié)水。
【文檔編號】F24D3/18GK104235928SQ201310230881
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月13日
【發(fā)明者】王罡, 賈明華, 付玉玲, 蔣海濤, 苗雨旺, 楊天亮, 張玉斌, 褚曉亮, 蔡興飛 申請人:煙臺龍源電力技術(shù)股份有限公司