CN102401393A

CN102401393A - 火电厂锅炉排烟余热回收利用系统

Info

Publication number: CN102401393A
Application number: CN2010102741039A
Authority: CN
Inventors: 袁一军; 王金旺
Original assignee: Shanghai Chengxin Jianye Energy-Saving Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Chengxin Facilities Technology Co., Ltd.
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2030-09-07
Also published as: CN102401393B

Abstract

本发明公开了一种火电厂锅炉排烟余热回收利用系统，将空气加热器串接于锅炉空气输入冷风道中，高温换热器串接于锅炉烟气烟道的引风机与增压风机之间，第一低温换热器连接于锅炉烟气烟道的增压风机与脱硫塔之间，高温换热器的凝结水输入输出端分别通过流量控制阀串接于凝结水加热器之间，第一低温换热器与空气加热器的介质输入输出端通过循环泵连接；本系统锅炉排烟余热回收利用效果显著，有效提高了锅炉效率，降低了锅炉能耗，取得较大经济效益。

Description

火电厂锅炉排烟余热回收利用系统

技术领域

本发明涉及一种火电厂锅炉排烟余热回收利用系统。

背景技术

火电厂燃煤锅炉提供发电机组的发电能量，同时大量热能随锅炉烟囱排出；在当今大力提倡节能减排的背景下，对于火电厂这种燃煤锅炉，如何降低排烟热能损失，从而节约能源、保护环境有着极为重要的意义。锅炉运行中的排烟损失是最重要的一项热能损失，如果能把锅炉的排烟热量最大化的进行回收并加以利用到发电机组中去，则可以提高锅炉运行效率和经济效益。

如图1所示，通常锅炉10空气经风机11、空气预热器12后输入，空气预热器12对空气加热，以提高锅炉效率、降低能耗；锅炉10烟气依次经空气预热器12、除尘器13、引风机14、增压风机15、脱硫塔16后至烟囱17排出，显然锅炉烟气中的热能被空排，造成热能损失；锅炉10蒸汽输出至汽轮机20后驱动发电机21发电，汽轮机20通过回热系统22将做功后的蒸汽输回到锅炉10；回热系统22包括凝汽器23和多个串联的凝结水加热器，凝汽器23连接于汽轮机20与首端凝结水加热器之间，尾端凝结水加热器连接锅炉10，各凝结水加热器还分别连接汽轮机20的抽汽端，前端凝结水加热器为低压加热器25，尾端凝结水加热器为高压加热器24。

为了避免烟气热能损失，以往对于烟气热量的回收和利用方法措施主要如下：

利用烟气冷却器换热得到的热量用来加热锅炉给水，从而减少蒸汽抽汽，多发电。烟气冷却器在回热系统有两种连接方式：一是烟气冷却器进出水口与回热系统的一个低压加热器的进出水口相连接，形成并联形式；二是烟气冷却器进出水口串接于两个低压加热器之间，形成串联形式，烟气冷却器的烟气回路串接于锅炉的烟气烟道中。无论串联或并联形式，如果锅炉排烟温度较低，则低压加热器的换热效果明显降低，起不到加热凝结水的效果。另外，火电厂为了防止空气预热器冷端腐蚀，特别是对于寒冷地区，通过汽轮机的抽汽预先加热空气，在空气预热器前的冷风道设置一个暖风器，即在风机出口或入口的冷风道中布置汽-气热交换器。此种情况，在与不设暖风器时相比，如果提高了冷空气温度，使得进锅炉风温增加，从而提高了锅炉效率，但由于用的是汽轮机高品位抽汽，降低了发电能力，综合考虑，降低了经济效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种火电厂锅炉排烟余热回收利用系统，本系统锅炉排烟余热回收利用效果显著，有效提高了锅炉效率，降低了锅炉能耗，取得较大经济效益。

为解决上述技术问题，火电厂锅炉排烟余热回收利用系统包括锅炉、风机、空气预热器、除尘器、引风机、增压风机、脱硫塔、烟囱、汽轮机和回热系统，所述回热系统包括凝汽器、若干个串接的凝结水加热器，所述锅炉蒸汽输出端连接所述汽轮机蒸汽输入端，汽轮机凝结水输出端连接所述回热系统输入端，所述回热系统输出端连接所述锅炉凝结水输入端，本系统还包括空气加热器、高温换热器、第一低温换热器、第一循环泵、第一流量控制阀、第二流量控制阀和第三流量控制阀，所述风机输出端、空气加热器空气输入端和输出端、空气预热器空气输入端和输出端依次串联后连接所述锅炉空气输入端，所述空气预热器、除尘器、引风机、高温换热器、增压风机、第一低温换热器和脱硫塔的烟气输入输出端依次串联后分别连接所述锅炉烟气输出端和烟囱烟气输入端，所述第三流量控制阀串接于所述回热系统中任意两个凝结水加热器之间，所述高温换热器的凝结水输入端通过所述第一流量控制阀连接所述第三流量控制阀的输入端，所述高温换热器的凝结水输出端通过所述第二流量控制阀连接所述第三流量控制阀的输出端，所述第一低温换热器介质输出端通过所述第一循环泵连接所述空气加热器的介质输入端，所述空气加热器的介质输出端连接所述第一低温换热器介质输入端。

为充分利用火电厂锅炉排烟余热，本系统还包括第二低温换热器、烟气加热器和第二循环泵，所述第二低温换热器的烟气输入输出端串接于所述第一低温换热器的烟气输出端与脱硫塔的烟气输入端之间，所述烟气加热器的烟气输入输出端串接于所述脱硫塔的烟气输出端与烟囱烟气输入端之间，所述第二低温换热器介质输出端通过所述第二循环泵连接所述烟气加热器的介质输入端，所述烟气加热器的介质输出端连接所述第二低温换热器介质输入端。

为更好利用锅炉烟气热能，改变高温换热器接入回热系统的方式，上述高温换热器的凝结水输入端通过所述第一流量控制阀连接所述回热系统中任一凝结水加热器的输入端，所述高温换热器的凝结水输出端通过所述第二流量控制阀连接所述回热系统中任一凝结水加热器的输出端。

为更好利用锅炉烟气热能，提高高温换热器的换热效率，本系统还包括第四流量控制阀，所述第四流量控制阀的输入端连接所述任一凝结水加热器前段的凝结水加热器的输入端，所述第四流量控制阀的输出端连接所述第一流量控制阀的输出端。

为方便本系统的运行，提高系统的灵活性，便于系统维护检修，上述空气加热器的空气输入输出端之间通过三个风阀设有冷风旁路，所述三个风阀中两个风阀分别设于空气加热器的空气输入端和输出端，所述三个风阀中一个风阀设于冷风旁路上；所述高温换热器及串接的第一低温换热器和第二低温换热器的烟气输入输出端之间分别通过三个风阀设有烟气旁路，所述三个风阀中两个风阀分别设于上述各输入端和输出端，所述三个风阀中一个风阀分别设于上述各烟气旁路上。

上述烟气加热器的烟气输入输出端之间分别通过三个风阀设有烟气旁路，所述三个风阀中两个风阀分别设于上述各输入端和输出端，所述三个风阀中一个风阀分别设于上述各烟气旁路上。

为方便连接，上述的高温换热器的烟气输入输出端可以连接所述空气预热器输出端和除尘器的输入端。

为方便连接，上述第一低温换热器的烟气输入输出端可以连接所述高温换热器的烟气输出端和增压风机的烟气输入端。

为方便连接，上述第二低温换热器的烟气输入输出端可以连接所述增压风机烟气输出端和脱硫塔的烟气输入端。

上述的空气加热器和烟气加热器的热量变化分别由第一循环泵和第二循环泵通过调节循环介质的流量变化来实现。

由于本发明火电厂锅炉排烟余热回收利用系统采用了上述技术方案，即将空气加热器串接于锅炉空气输入冷风道中，高温换热器串接于锅炉烟气烟道的引风机与增压风机之间，第一低温换热器连接于锅炉烟气烟道的增压风机与脱硫塔之间，高温换热器的凝结水输入输出端分别通过流量控制阀串接于凝结水加热器之间，第一低温换热器与空气加热器的介质输入输出端通过循环泵连接；本系统锅炉排烟余热回收利用效果显著，有效提高了锅炉效率，降低了锅炉能耗，取得较大经济效益。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为锅炉烟气和蒸汽的连接示意图，

图2为本发明火电厂锅炉排烟余热回收利用系统的连接示意图，

图3为本发明加入其他换热器的连接示意图。

具体实施方式

如图2所示，火电厂锅炉排烟余热回收利用系统包括锅炉10、风机11、空气预热器12、除尘器13、引风机14、增压风机15、脱硫塔16、烟囱17、汽轮机20和回热系统22，所述回热系统22包括凝汽器23、若干个串接的凝结水加热器24，所述锅炉10蒸汽输出端连接所述汽轮机20蒸汽输入端，汽轮机20凝结水输出端连接所述回热系统22输入端，所述回热系统22输出端连接所述锅炉10凝结水输入端，本系统还包括空气加热器7、高温换热器3、第一低温换热器4、第一循环泵71、第一流量控制阀31、第二流量控制阀32和第三流量控制阀33，所述风机11输出端、空气加热器7空气输入端和输出端、空气预热器12空气输入端和输出端依次串联后连接所述锅炉10空气输入端，所述空气预热器12、除尘器13、引风机14、高温换热器3、增压风机15、第一低温换热器4和脱硫塔6的烟气输入输出端依次串联后分别连接所述锅炉10烟气输出端和烟囱17烟气输入端，所述第三流量控制阀33串接于所述回热系统22中任意两个凝结水加热器24之间，所述高温换热器3的凝结水输入端通过所述第一流量控制阀31连接所述第三流量控制阀33的输入端，所述高温换热器3的凝结水输出端通过所述第二流量控制阀32连接所述第三流量控制阀33的输出端，所述第一低温换热器4介质输出端通过所述第一循环泵71连接所述空气加热器7的介质输入端，所述空气加热器7的介质输出端连接所述第一低温换热器4介质输入端。

如图3所示，为充分利用火电厂锅炉排烟余热，本系统还包括第二低温换热器5、烟气加热器6和第二循环泵61，所述第二低温换热器5的烟气输入输出端串接于所述第一低温换热器4的烟气输出端与脱硫塔16的烟气输入端之间，所述烟气加热器6的烟气输入输出端串接于所述脱硫塔16的烟气输出端与烟囱17烟气输入端之间，所述第二低温换热器5介质输出端通过所述第二循环泵61连接所述烟气加热器6的介质输入端，所述烟气加热器6的介质输出端连接所述第二低温换热器5介质输入端。

如图3所示，为更好利用锅炉烟气热能，改变高温换热器接入回热系统的方式，上述高温换热器3的凝结水输入端通过所述第一流量控制阀31连接所述回热系统22中任一凝结水加热器24的输入端，所述高温换热器3的凝结水输出端通过所述第二流量控制阀32连接所述回热系统22中任一凝结水加热器24的输出端。

如图3所示，为更好利用锅炉烟气热能，提高高温换热器的换热效率，本系统还包括第四流量控制阀34，所述第四流量控制阀34的输入端连接所述任一凝结水加热器24前段的凝结水加热器的输入端，所述第四流量控制阀34的输出端连接所述第一流量控制阀31的输出端。

如图3所示，为方便本系统的运行，提高系统的灵活性，便于系统维护检修，上述空气加热器7的空气输入输出端之间通过三个风阀91设有冷风旁路9，所述三个风阀91中两个风阀分别设于空气加热器7的空气输入端和输出端，所述三个风阀91中一个风阀设于冷风旁路9上；所述高温换热器3及串联的第一低温换热器4和第二低温换热器5的烟气输入输出端之间分别通过三个风阀91设有烟气旁路92，所述三个风阀91中两个风阀分别设于上述各输入端和输出端，所述三个风阀91中一个风阀分别设于上述各烟气旁路92上。

上述烟气加热器6的烟气输入输出端之间分别通过三个风阀91设有烟气旁路92，所述三个风阀91中两个风阀分别设于上述各输入端和输出端，所述三个风阀91中一个风阀分别设于上述各烟气旁路92上。

为方便连接，上述的高温换热器3的烟气输入输出端可以连接所述空气预热器12输出端和除尘器13的输入端。

为方便连接，上述第一低温换热器4的烟气输入输出端可以连接所述高温换热器3的烟气输出端和增压风机15的烟气输入端。

为方便连接，上述第二低温换热器5的烟气输入输出端可以连接所述增压风机15烟气输出端和脱硫塔16的烟气输入端，或者第二低温换热器5的烟气输入输出端可以连接所述高温换热器3的烟气输出端和第一低温换热器4的烟气输入端。

如图3所示，本系统中所述的空气加热器7和烟气加热器6的热量变化可分别由第一循环泵71和第二循环泵61通过调节循环介质的流量变化来实现。

本系统中，高温换热器的凝结水输入输出端可采用并联或串联的方式接入锅炉回热系统的高压或低压凝结水加热器之间，高温换热器将锅炉烟气的热量传导给凝结水，提高了凝结水进入锅炉的温度，减少了汽轮机的抽汽量，使得汽轮机多做功，多发电；第一低温换热器的介质经锅炉烟气加热后经循环泵流入空气加热器，以加热流经空气加热器的空气，进一步提高了进入锅炉的空气温度；进入锅炉的凝结水和空气温度的提高，使得锅炉效率提升显著，有效降低了能耗；第二低温换热器的介质经锅炉烟气加热后经循环泵流入烟气加热器，烟气加热器将流经的烟气温度提升，使得烟囱排烟高度提高，减小对环境的污染；减小烟囱的腐蚀，在此同时使得进入脱硫塔的烟气温度降低，节约了大量的脱硫所需的工艺冷却水量。

本系统中由于加入了空气加热器，利用锅炉烟气提高了进入锅炉的空气温度，才使得可以回收利用的锅炉烟气余热品质提高，即锅炉烟气温度提高，这样就可以按锅炉烟气的品质高低进行逐级的回收利用，把高温烟气，即较高品位烟气余热用于加热温度压力也较高的凝结水，把低温烟气，即低品位烟气余热用于加热更低温度的烟气和空气，使得锅炉和汽轮机的效率同时得到了提升。

根据本系统的原理以及相应在系统中的安装位置，高温换热器可位于除尘器和引风机前后，但应位于增压风机之前；第一低温换热器可位于增压风机前后，增压风机也可位于第一低温换热器与第二低温换热器之间，但第一低温换热器与第二低温换热器应位于高温换热器之后；空气加热器可位于风机前后，但应位于空气预热器之前。在实际的锅炉空气输入冷风道中，空气预热器设有两路冷风道，两路冷风道分别通过两个风机输入空气，两个风机分别称为一次风机和二次风机，本系统中的空气加热器可位于一次风机与空气预热器之间、或者二次风机与空气预热器之间，也可以把空气加热器分成二部分分别位于一次风机与空气预热器、二次风机与空气预热器之间。上述提高了各部件接入系统的灵活性，且不影响本系统对烟气的回收利用。

Claims

1.一种火电厂锅炉排烟余热回收利用系统，包括锅炉、风机、空气预热器、除尘器、引风机、增压风机、脱硫塔、烟囱、汽轮机和回热系统，所述回热系统包括凝汽器、若干个串接的凝结水加热器，所述锅炉蒸汽输出端连接所述汽轮机蒸汽输入端，汽轮机凝结水输出端连接所述回热系统输入端，所述回热系统输出端连接所述锅炉凝结水输入端，其特征在于：还包括空气加热器、高温换热器、第一低温换热器、第一循环泵、第一流量控制阀、第二流量控制阀和第三流量控制阀，所述风机输出端、空气加热器空气输入端和输出端、空气预热器空气输入端和输出端依次串联后连接所述锅炉空气输入端，所述空气预热器、除尘器、引风机、高温换热器、增压风机、第一低温换热器和脱硫塔的烟气输入输出端依次串联后分别连接所述锅炉烟气输出端和烟囱烟气输入端，所述第三流量控制阀串接于所述回热系统中任意两个凝结水加热器之间，所述高温换热器的凝结水输入端通过所述第一流量控制阀连接所述第三流量控制阀的输入端，所述高温换热器的凝结水输出端通过所述第二流量控制阀连接所述第三流量控制阀的输出端，所述第一低温换热器介质输出端通过所述第一循环泵连接所述空气加热器的介质输入端，所述空气加热器的介质输出端连接所述第一低温换热器介质输入端。

2.根据权利要求1所述的火电厂锅炉排烟余热回收利用系统，其特征在于：本系统还包括第二低温换热器、烟气加热器和第二循环泵，所述第二低温换热器的烟气输入输出端串接于所述第一低温换热器的烟气输出端与脱硫塔的烟气输入端之间，所述烟气加热器的烟气输入输出端串接于所述脱硫塔的烟气输出端与烟囱烟气输入端之间，所述第二低温换热器介质输出端通过所述第二循环泵连接所述烟气加热器的介质输入端，所述烟气加热器的介质输出端连接所述第二低温换热器介质输入端。

3.根据权利要求1所述的火电厂锅炉排烟余热回收利用系统，其特征在于：所述高温换热器的凝结水输入端通过所述第一流量控制阀连接所述回热系统中任一凝结水加热器的输入端，所述高温换热器的凝结水输出端通过所述第二流量控制阀连接所述回热系统中任一凝结水加热器的输出端。

4.根据权利要求3所述的火电厂锅炉排烟余热回收利用系统，其特征在于：本系统还包括第四流量控制阀，所述第四流量控制阀的输入端连接所述任一凝结水加热器前段的凝结水加热器的输入端，所述第四流量控制阀的输出端连接所述第一流量控制阀的输出端。

5.根据权利要求1所述的火电厂锅炉排烟余热回收利用系统，其特征在于：所述空气加热器的空气输入输出端之间通过三个风阀设有冷风旁路，所述三个风阀中两个风阀分别设于空气加热器的空气输入端和输出端，所述三个风阀中一个风阀设于冷风旁路上，所述高温换热器和第一低温换热器的烟气输入输出端之间分别通过三个风阀设有烟气旁路，所述三个风阀中两个风阀分别设于上述各输入端和输出端，所述三个风阀中一个风阀分别设于上述各烟气旁路上。

6.根据权利要求2所述的火电厂锅炉排烟余热回收利用系统，其特征在于：所述第二低温换热器、烟气加热器的烟气输入输出端之间分别通过三个风阀设有烟气旁路，所述三个风阀中两个风阀分别设于上述各输入端和输出端，所述三个风阀中一个风阀分别设于上述各烟气旁路上。

7.根据权利要求1所述的火电厂锅炉排烟余热回收利用系统，其特征在于：所述的高温换热器的烟气输入输出端连接所述空气预热器输出端和除尘器的输入端。

8.根据权利要求2所述的火电厂锅炉排烟余热回收利用系统，其特征在于：所述第二低温换热器的烟气输入输出端连接所述高温换热器的烟气输出端和增压风机的烟气输入端。

9.根据权利要求1所述的火电厂锅炉排烟余热回收利用系统，其特征在于：所述第一低温换热器的烟气输入输出端连接所述增压风机烟气输出端和脱硫塔的烟气输入端。

10.根据权利要求1所述的火电厂锅炉排烟余热回收利用系统，其特征在于：所述的空气加热器的热量变化由第一循环泵通过调节循环介质的流量变化来实现。

11.根据权利要求2所述的火电厂锅炉排烟余热回收利用系统，其特征在于：所述的烟气加热器的热量变化由第二循环泵通过调节循环介质的流量变化来实现。