專利名稱：熱回收利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從來自發(fā)電廠的鍋爐煙氣回收熱量的熱回收利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
日本專利申請公開出版物第2001-239129號和日本專利申請公開出版物第2006-308269號已經(jīng)公開了在鍋爐煙氣處理管路中的脫硫設(shè)備或集塵器上游設(shè)置用于從鍋爐煙氣回收熱量的熱回收單元。日本專利申請公開出版物第2001-239129號描述了通過用由該熱回收單元回收的熱量加熱鍋爐供水來提高鍋爐的熱效率。此外，日本專利申請公開出版物第2006-308269號描述了在用由熱回收單元回收的熱量加熱汽輪機的冷凝水之后將水供應(yīng)給鍋爐并將用由熱回收設(shè)備回收的熱量預(yù)加熱的空氣供應(yīng)給鍋爐?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本專利申請公開出版物第2001-239129號專利文獻2:日本專利申請公開出版物第2006-308269號

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題作為通過熱回收單元從鍋爐煙氣回收的熱量的利用方法，如上所述，已經(jīng)已知一種加熱鍋爐供水或預(yù)加熱空氣的方法，并且雖然這已經(jīng)提高了整個發(fā)電廠的熱效率，但是還需要進一步提聞熱效率。`當提供一種如上所述的熱回收單元時，在起動鍋爐煙氣處理管路時必須對熱回收單元進行暖機。暖機需要利用來自與處理管路的鍋爐不同的鍋爐的蒸汽并且需要諸如熱交換器、排放收集裝置的輔助設(shè)備，因此伴隨有產(chǎn)生建造成本和運行成本的問題。另外，在處理管路停止之后，從鍋爐煙氣回收的熱量的應(yīng)用目的不存在，使得不能夠進行回收熱量的有效利用。因此，考慮到上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種熱回收利用系統(tǒng)，該熱回收利用系統(tǒng)能夠有效利用通過熱回收單元從鍋爐煙氣回收的熱量而不需要任何復(fù)雜設(shè)備或高的運行成本。技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種熱回收利用系統(tǒng)，該熱回收利用系統(tǒng)包括:用于發(fā)電的鍋爐；用于從鍋爐的煙氣回收熱量的熱回收單元；熱交換器，所述熱交換器使用通過熱回收單元回收的熱量作為除了用于發(fā)電的設(shè)備之外的設(shè)備的熱源；和蓄熱器，蓄熱器用于儲蓄用于除了發(fā)電的設(shè)備之外的所述設(shè)備的熱源，其中熱交換器通過儲蓄在蓄熱器中的熱源預(yù)熱熱回收單元。優(yōu)選地，除了用于發(fā)電的設(shè)備之外的設(shè)備是局部區(qū)域供熱設(shè)施，并且在這種情況下，到局部區(qū)域供熱設(shè)施的供水通過由熱回收單元回收的熱量加熱。優(yōu)選地，除了用于發(fā)電的設(shè)備之外的設(shè)備是生物質(zhì)干燥設(shè)備，并且生物質(zhì)干燥設(shè)備中的加熱介質(zhì)通過由熱回收單元回收的熱量被加熱。除了用于發(fā)電的設(shè)備之外的設(shè)備可以與局部區(qū)域供熱設(shè)施和生物質(zhì)干燥設(shè)備兩者一起提供。優(yōu)選地，本發(fā)明的熱回收利用系統(tǒng)包括加熱介質(zhì)循環(huán)管路，在所述加熱介質(zhì)循環(huán)管路中，加熱介質(zhì)在熱回收單元與熱交換器之間循環(huán)以與熱交換器交換由熱回收單元回收的熱量。優(yōu)選地，本發(fā)明的熱回收利用系統(tǒng)還包括控制單元，所述控制單元用于根據(jù)由熱回收單元回收熱量之后的鍋爐煙氣的溫度控制與通過熱回收單元回收的作為除了用于發(fā)電的設(shè)備之外的設(shè)備的熱源的熱交換量。技術(shù)效果根據(jù)本發(fā)明，通過提供使用由熱回收單元回收的熱量用于除了用于發(fā)電的其他設(shè)備的熱源(例如，用于到局部區(qū)域供熱設(shè)施的供水的熱源或用于生物質(zhì)干燥設(shè)備的熱源)的熱交換器，在不受傳統(tǒng)電廠設(shè)備的任何限制的情況下可以有效地使用由熱回收單元回收的熱量。使用積蓄用于除了發(fā)電設(shè)備之外的設(shè)備的熱源的蓄熱器，并且熱交換器使用儲蓄在蓄熱器中的熱源預(yù)熱熱回收單元。因此，在不傳統(tǒng)地使用蒸汽的情況下可以預(yù)熱熱回收單元，并且此外，不需要提供作為通過蒸汽預(yù)熱熱回收單元的熱交換器和排放收集器的這種設(shè)備。因此，本發(fā)明提供一種在不需要任何復(fù)雜設(shè)備或高的運行成本的情況下能夠有效地利用由熱回收單元從鍋爐煙氣回收的熱量的熱回收利用系統(tǒng)。


圖1是顯示了本發(fā)明的熱回收利用系統(tǒng)的用于描述在起動時該熱回收利用系統(tǒng)的操作的一個實施例的示意性視圖；以及

圖2是顯示了本發(fā)明的熱回收利用系統(tǒng)的用于描述在其通常操作時該熱回收利用系統(tǒng)的操作的一個實施例的示意性視圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的熱回收利用系統(tǒng)的一個實施例。本發(fā)明不局限于該實施例。如圖1所示，本實施例的熱回收利用系統(tǒng)包括用于發(fā)電的鍋爐11、用于從該鍋爐的煙氣回收熱量的熱回收單元13、用于在熱回收之后從煙氣清除煙塵的集塵器單元14、用于在清除煙塵之后從煙氣清除氧化硫的脫硫單元15和用于在脫硫之后將煙氣排放到大氣中的煙囪17。鍋爐煙氣在里面流動的煙氣通道12設(shè)置在鍋爐11、熱回收單元13、脫硫單元15以及煙囪17之間的每一個部分中。雖然未示出，但是該系統(tǒng)包括被來自鍋爐11的蒸汽操作的汽輪機和用于通過來自汽輪機的驅(qū)動力發(fā)電的發(fā)電機。另外，該系統(tǒng)還可以包括用于通過冷卻對來自汽輪機的排汽進行冷凝的冷凝器和用于加熱該冷凝水并將所述冷凝水供應(yīng)到鍋爐11的加熱器。加熱器還可以包括通過從汽輪機提取的低壓蒸汽加熱的第一加熱器和通過從汽輪機提取的高壓蒸汽加熱的第二加熱器。雖然未示出，但是煙氣通道12可以包括用于通過使用鍋爐11與熱回收單元13之間的煙氣作為熱源預(yù)熱供應(yīng)給鍋爐11的空氣的空氣預(yù)熱器。不同于圖中所示的那樣，集塵器單元14可以設(shè)置在鍋爐11 (如果設(shè)置空氣預(yù)熱器，則為空氣預(yù)熱器)與熱回收單元13之間。熱回收單元13包括在鍋爐煙氣的通道內(nèi)的傳熱管，加熱介質(zhì)在所述傳熱管中流動以從鍋爐煙氣回收熱量。為了利用回收熱作為用于局部區(qū)域供熱設(shè)施的熱源，該系統(tǒng)包括用于在上述加熱介質(zhì)與用于局部區(qū)域供熱設(shè)施的供水之間交換熱量的熱交換器21、加熱介質(zhì)循環(huán)管22、和供水管32，其中在所述加熱介質(zhì)循環(huán)管22中，加熱介質(zhì)在熱交換器21與熱回收單元13之間循環(huán)，用于局部區(qū)域供熱設(shè)施的供水在所述供水管32中流動以通過熱交換器21。加熱介質(zhì)循環(huán)管22設(shè)有用于給加熱介質(zhì)加壓的循環(huán)泵23和用于將加熱介質(zhì)供應(yīng)給該循環(huán)管的熱介質(zhì)箱25。供水管33包括用于將供水(低溫水41)加壓供給到熱交換器側(cè)的低溫水泵33、存儲被熱交換器21加熱的供水(高溫水)以儲蓄熱量的蓄熱器31和用于將來自蓄熱器31的高溫水加壓供給到局部區(qū)域的高溫水泵34。蓄熱器31具有被供應(yīng)有用于蓄熱的上述高溫水的高溫水入口和被供應(yīng)有溫度低于預(yù)定溫度的供水的低溫水入口。該蓄熱器31的低溫水入口連接到低溫水旁通管37，在不通過熱交換器21加熱的情況下所述低溫水旁通管37將供水(低溫水41)供給到蓄熱器31。然后，在通過熱交換器21之后將供水供給到低溫水旁通管37的起動排放管35相對于熱交換器21設(shè)置在供水管的下游側(cè)。另外，將高溫水供給到熱交換器21的起動供水管36設(shè)置在供水管32中的高溫水泵34的下游側(cè)。在供水管32中，控制到熱交換器21的供水(低溫水)的量的閥51設(shè)置在低溫水泵33的上游，控制用于局部區(qū)域供熱設(shè)施的低溫水的量的供水量調(diào)節(jié)閥52設(shè)置在低溫水泵33與熱交換器21之間，以及控制到蓄熱器31的高溫水入口的供水的量的閥53設(shè)置在起動排放管35的連接點與蓄熱器31之間。起動排放管35設(shè)有控制到蓄熱器31的低溫水入口的供水的供應(yīng)閥54。起動供應(yīng)管36設(shè)有控制從熱交換器31到熱交換器21的高溫水的供應(yīng)的閥55。 煙氣通道12設(shè)有用于測量熱回收單元13與脫硫單元15之間的煙氣的溫度的煙氣溫度計56和監(jiān)視并控制煙氣溫度計的溫度的遠程監(jiān)視控制單元57。加熱介質(zhì)循環(huán)管22在熱交換器21下游設(shè)有測量加熱介質(zhì)的溫度的加熱介質(zhì)溫度計58和監(jiān)視并控制熱交換器21的加熱介質(zhì)溫度計的溫度的遠程監(jiān)視控制單元59。供水管32在熱交換器21下游設(shè)有用于測量供水(高溫水)的溫度的供水溫度計60和監(jiān)視并控制供水溫度計的溫度的遠程監(jiān)視控制單元61。該系統(tǒng)通信地連接到這些遠程監(jiān)視控制單元，并包括控制起動供水閥52的供水的量的中央監(jiān)視控制單元50。通過這種結(jié)構(gòu)，在該系統(tǒng)起動時，首先，如圖1所示，閥51和閥53關(guān)閉，然后閥54和閥55打開以通過高溫水泵34將存儲在蓄熱器31中的具有例如75°C到100°C的溫度的高溫水供應(yīng)給熱交換器21。因此，雖然容納在加熱介質(zhì)循環(huán)管22中的加熱介質(zhì)在起動之前具有20-40°C的低的溫度，但是例如熱交換器21能夠?qū)⑺黾訜峤橘|(zhì)加熱達到至少70°C (優(yōu)選地70-90°C )以對熱回收單元13進行暖機。接下來，鍋爐11被起動，并且汽輪機(未示出)和發(fā)電機(未示出)兩者被產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動以發(fā)電。同時，具有非常高溫度的煙氣被排放到煙氣通道12中。在根據(jù)需要通過空氣預(yù)熱器(未示出)之后，鍋爐煙氣在具有例如120°C到160°C的溫度的這種狀態(tài)下被引入到熱回收單元13中。熱交換器13與被加熱到預(yù)定溫度的加熱介質(zhì)交換熱量，并且在加熱介質(zhì)的溫度減小到80-110°C之后，加熱介質(zhì)被引入到脫硫單元15中。然后，脫硫之后的鍋爐煙氣通過煙囪17被排放到大氣中。如果在煙氣被引入到脫硫單元15之前煙氣溫度在熱回收單元13中在很大程度上被減小，則煙氣中的腐蝕組分(例如，諸如硫酸的硫化物)達到露點，從而可能會發(fā)生設(shè)置在熱回收單元13下游的設(shè)備和裝置被腐蝕的問題。因此，通過初步加熱熱交換器21中的加熱介質(zhì)以使熱回收單元13暖機達到預(yù)定溫度，鍋爐煙氣的溫度可以保持在預(yù)定溫度。雖然傳統(tǒng)地已經(jīng)在發(fā)電廠中產(chǎn)生蒸汽以對熱回收單元13進行暖機，但是本實施例不需要蒸汽并且進一步不需要諸如熱交換器的設(shè)備或裝置，用于通過該蒸汽加熱熱回收單元13中的加熱介質(zhì)的排放收集單元也不需要。另一方面，在加熱熱交換器21中的加熱介質(zhì)中使用的高溫水的溫度例如減小到30-50°C。因此，該水經(jīng)由起動排放管35和低溫旁通管37被引入到蓄熱器31的低溫入口。高溫水被從蓄熱器31供應(yīng)到熱交換器21從而以上述方式使熱回收單元13暖機，并且同時，可以供應(yīng)高溫水43以在作為局部供熱設(shè)施的局部區(qū)域中進行加熱等。用于加熱等的低溫水41經(jīng)由低溫旁通管37被收集到蓄熱器31的低溫入口。在熱回收單元13的暖機完成之后，該系統(tǒng)正常操作。如圖2所示，閥51和閥53打開，然后閥54和閥55關(guān)閉以將具有例如30-50°C的溫度的低溫水41的一部分作為局部區(qū)域供熱設(shè)施的供水通過低溫水泵33引入到熱交換器21。引入到熱交換器21的加熱介質(zhì)在正常操作時通過熱回收單元13中的鍋爐煙氣被加熱到例如100-120°C。因此，熱交換器21能夠?qū)⒕哂羞@種高溫的低溫水41加熱達到例如75-100°C。加熱的供水被引入到蓄熱器31的高溫入口。加熱后的供水作為用于加熱等的高溫水43從蓄熱器31通過高溫水泵34經(jīng)由供水管32被供應(yīng)給局部區(qū)域。雖然在熱交換器21中已經(jīng)加熱低溫水41的加熱介質(zhì)的溫度降低到例如70-90°C，但是所述加熱介質(zhì)經(jīng)由加熱介質(zhì)循環(huán)管22被再次引入到熱回收單元13并被加熱到預(yù)定溫度。因為由于循環(huán)使用加熱介質(zhì)被減少或劣化，新鮮的加熱介質(zhì)可以從加熱介質(zhì)箱25被供應(yīng)給加熱介質(zhì)循環(huán)管22。雖然加熱介質(zhì)不局限于任何具體的加熱介質(zhì)，但是優(yōu)選的是使用鍋爐供水或含有脫氧劑的純水(去離子水)。此外，在正常操作時，優(yōu)選的是保持加熱介質(zhì)循環(huán)管22中的熱交換器21下游的加熱介質(zhì)的溫度在例如70°C或更高。因此，通過加熱介質(zhì)溫度計58和遠程監(jiān)視控制單元59測量和監(jiān)視加熱介質(zhì)的溫度，并且中央監(jiān)視控制單元50控制供水量調(diào)節(jié)閥52以控制供應(yīng)給熱交換器21的低溫水41的量。即，如果由加熱介質(zhì)溫度計58測量的溫度低于預(yù)定溫度，則通過供水量調(diào)節(jié)閥52降低低溫水41的流量以減小熱交換器21中的熱交換量，從而將加熱介質(zhì)的溫度保持在預(yù)定溫度。即使在起動操作時也可使用該供水調(diào)節(jié)閥52。根據(jù)由加熱介質(zhì)溫度計58測量的加熱介質(zhì)的溫度從低溫達到預(yù)定溫度的增加，可以通過供水調(diào)節(jié)閥52控制供應(yīng)給熱交換器21的高溫水的流量。因此，可有效地使用存儲在蓄熱器31中的高溫水。

另外，優(yōu)選地，煙氣通道12中的熱回收單元13下游的鍋爐煙氣的溫度被保持在例如80°C或更高。因此，通過位于熱回收單元13下游的煙氣溫度計56和遠程監(jiān)視控制單元57測量并監(jiān)視熱回收單元13下游的煙氣的溫度。如果由煙氣溫度計56測量的溫度低于預(yù)定溫度，則通過中央監(jiān)視控制單元50控制供水量調(diào)節(jié)閥52以減小供應(yīng)給熱交換器21的低溫水41的流量。因此，熱交換器21中的熱交換量降低，從而將鍋爐煙氣的溫度保持在預(yù)定溫度。在本實施例中，通過熱交換器21中的低溫水41的流量控制執(zhí)行熱回收單元13下游的鍋爐煙氣的溫度控制。因此，不需要傳統(tǒng)地設(shè)置在加熱介質(zhì)循環(huán)管中的用于加熱介質(zhì)的旁通管或用于旁通流量的控制閥。根據(jù)本發(fā)明，如圖1和圖2以及上述局部區(qū)域供熱設(shè)施所示，干燥器45可以設(shè)置在供水管32中的高溫水泵34的下游。干燥器45是干燥諸如稀釋物(thinnings)、碎屑(chips)、谷殼、漿料(pulp)、原始垃圾和淤泥的設(shè)備。干燥器45設(shè)有將從干燥器排放的水供應(yīng)回到蓄熱器31的低溫入口的干燥器排放管38和控制高溫水到干燥器45的供應(yīng)的閥39。利用這種結(jié)構(gòu)，具有預(yù)定溫度的高溫水被供應(yīng)給干燥器4 5以及局部區(qū)域，在局部區(qū)域，高溫水可以用作用于干燥局部區(qū)域所產(chǎn)生的生物質(zhì)的熱源。雖然附圖顯示了其中設(shè)置局部區(qū)域供熱設(shè)施和干燥器兩者的情況，但是本發(fā)明可以應(yīng)用到僅設(shè)置干燥器的情況。示例使用圖1和圖2顯示的系統(tǒng)模擬熱平衡。當鍋爐煙氣被引入熱回收單元13時該鍋爐煙氣的溫度設(shè)定到130°C，加熱介質(zhì)循環(huán)管22中的加熱介質(zhì)的溫度被初始設(shè)定到35°C，用于局部區(qū)域供熱設(shè)施的低溫水41的溫度被設(shè)定到40°C，以及存儲在蓄熱器31中的高溫水的溫度被初始設(shè)定到85°C。然后，鍋爐煙氣的流量被設(shè)定到1，200，OOONmVh,加熱介質(zhì)循環(huán)管22中的加熱介質(zhì)的流量被設(shè)定到510m3/h，以及存儲在蓄熱器31中的高溫水的體積被設(shè)定到100m3。在系統(tǒng)起動時，使用來自蓄熱器31的高溫水。因此，具有70°C溫度的加熱介質(zhì)可以被供應(yīng)給熱回收單元13。接下來，系統(tǒng)改變到正常操作。為了將熱回收單元13下游的鍋爐煙氣的溫度保持在85°C，具有75°C的加熱介質(zhì)被供應(yīng)給熱回收單元13。因此，加熱介質(zhì)通過與鍋爐煙氣的熱交換被加熱到110°C。通過將具有110°C溫度的加熱介質(zhì)引入到熱交換器21，流量為400m3/h并具有40°C溫度的低溫水可以被加熱達到足以作為用于局部區(qū)域供熱設(shè)施的高溫水的85 °C。附圖標記列表11:鍋爐13:熱回收單元14:集塵器15:脫硫單元17:煙囪21:熱交換器22:加熱介質(zhì)循環(huán)管23:循環(huán)泵25:加熱介質(zhì)箱31:蓄熱器
32:供水管33:低溫水泵34:高溫水泵35:起動排放管36:起動供應(yīng)管37:低溫水旁通管38:干燥器排放管39:閥41:低溫水43:高溫水45:干燥器

50:中央監(jiān)視控制單元51，53，54，55:閥52:供水調(diào)節(jié)閥56:煙氣溫度計57，59，61:遠程監(jiān)視控制單元58:熱介質(zhì)溫度計60:供水溫度計
權(quán)利要求
1.一種熱回收利用系統(tǒng)，包括: 用于發(fā)電的鍋爐； 用于從所述鍋爐的煙氣回收熱量的熱回收單元； 熱交換器，所述熱交換器使用通過所述熱回收單元回收的熱量作為除了用于發(fā)電的設(shè)備之外的設(shè)備的熱源；和 蓄熱器，所述蓄熱器用于儲蓄除了用于發(fā)電的設(shè)備之外的所述設(shè)備的熱源， 其中所述熱交換器通過儲蓄在所述蓄熱器中的熱源預(yù)熱所述熱回收單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱回收利用系統(tǒng)，其中，除了用于發(fā)電的設(shè)備之外的所述設(shè)備是局部區(qū)域供熱設(shè)施，并且到所述局部區(qū)域供熱設(shè)施的供水通過由所述熱回收單元回收的熱量加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱回收利用系統(tǒng)，其中，除了用于發(fā)電之外的設(shè)備的所述設(shè)備是生物質(zhì)干燥設(shè)備，并且所述生物質(zhì)干燥設(shè)備中的加熱介質(zhì)通過由所述熱回收單元回收的熱量被加熱。
4.根據(jù)權(quán)利 要求1-3中任一項所述的熱回收利用系統(tǒng)，還包括加熱介質(zhì)循環(huán)管路，在所述加熱介質(zhì)循環(huán)管路中，加熱介質(zhì)在所述熱回收單元與所述熱交換器之間循環(huán)以與所述熱交換器交換由所述熱回收單元回收的熱量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的熱回收利用系統(tǒng)，還包括控制單元，所述控制單元根據(jù)由所述熱回收單元回收熱量之后的鍋爐煙氣的溫度，控制與通過所述熱回收單元回收的作為用于發(fā)電的設(shè)備之外的所述設(shè)備的熱源的熱量的熱交換量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于在不需要任何復(fù)雜設(shè)備或高的運行成本的情況下有效地利用通過熱回收單元從鍋爐煙氣回收的熱量的熱回收利用系統(tǒng)。熱回收利用系統(tǒng)配備有用于發(fā)電的鍋爐(11)；從鍋爐的煙氣回收熱量的熱回收單元(13)；熱交換器(21)，所述熱交換器使用通過熱回收單元回收的熱量作為除了用于發(fā)電的設(shè)備之外的設(shè)備的熱源；蓄熱器(31)，所述蓄熱器儲蓄用于除了用于發(fā)電的設(shè)備之外的設(shè)備的熱源；和加熱介質(zhì)循環(huán)管路(22)，在所述加熱介質(zhì)循環(huán)管路中，加熱介質(zhì)在熱回收單元與熱交換器之間循環(huán)與通過熱交換器交換通過熱回收單元回收的熱量。在起動系統(tǒng)時，熱交換器(21)通過儲蓄在蓄熱器(31)中的熱源預(yù)熱熱回收單元(13)。
文檔編號F01P3/20GK103249999SQ20118005844
公開日2013年8月14日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者中小路裕, 長安立人 申請人:三菱重工業(yè)株式會社