CN102460012A - 热回收模块 - Google Patents
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Abstract
描述了一种用于从蒸汽发生器中的废烟道气进行热回收的模块，该模块包括：烟道气出口管道，其界定从蒸汽发生器的烟道气出口到烟道气管道接头的烟道气流动路径；第一烟道气管道，其界定从接头到第一空气加热器的烟道气流动路径；第二烟道气管道，其界定从接头到至少一个高压过程液体省热器和至少一个低压过程液体省热器的烟道气流动路径。还描述了一种使用该模块的蒸汽发生器、一种实现在这样的模块中体现的流动原理的方法以及尤其是通过改装将这样的模块并入蒸汽发生器中的方法。
Description
本发明涉及一种用于从涉及诸如锅炉的蒸汽发生器的蒸汽产生过程中的废烟道气进行热回收的模块，蒸汽发生器可形成使用蒸汽驱动涡轮发电机以及冷凝和给料加热系统的发电站的一部分，冷凝和给料加热系统能够从涡轮机的内级(inner-stage)提取蒸汽以加热冷凝物和给水来提高循环效率。本发明还涉及蒸汽发生系统以及用于蒸汽发生系统的方法。
在蒸汽产生过程中，一般有一个或多个蒸汽发生器，蒸汽发生器的一个实例是能够用诸如石油、天然气、生物质和煤的不同类型燃料燃烧的锅炉。用于蒸汽发生的锅炉是众所周知的，并且能够形成使用蒸汽来驱动一个或多个蒸汽涡轮发电机的发电站的一部分。
存在来自蒸汽发生器的通常为燃烧空气提供加热的废烟道气。点火之前与燃料预混合的空气通常被称为“一次空气”，且用于在点火之后支持燃烧的空气通常被称为“二次空气”。对于用煤或生物质燃烧的锅炉，由于一次空气的压力远高于二次空气的压力，因此，一次空气可以形成分开的流。包括一次空气和二次空气的燃烧空气能够通过使用交流换热式空气加热器进行加热或预热。
通常，一次空气流和二次空气流通过在诸如交流换热式气体空气加热器的气体-空气热交换器中与烟道气流热交换而被加热。然而，在常规的气体-空气热交换器的布置中，烟道气的热容远大于空气的热容，这使得热交换过程是低效的。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于在蒸汽产生过程中从来自蒸汽发生器的废烟道气进行热回收的模块，包括：
(a)烟道气出口管道，其界定从蒸汽发生器的烟道气出口到烟道气管道第一接头的烟道气流动路径；
(b)第一烟道气管道，其界定从第一接头到第一空气加热器的第一烟道气流动路径；以及
(c)第二烟道气管道，其界定与第一烟道气管道平行的从第一接头到至少两个过程液体省热器的第二烟道气流动路径，过程液体省热器包括至少一个高压省热器和至少一个低压省热器。
通过使用包括至少一个高压省热器和至少一个低压省热器的过程液体省热器，使烟道气的热容与第一空气加热器中流动的空气的热容和过程液体省热器中的过程液体的热容更好地匹配成为可能。后端温度(backendtemperature)可以显著下降。这还降低了热传输过程的有效能损失。整个蒸汽产生过程的效率将提高。
第一空气加热器可以包括串联、并联或两者的一个或多个第一空气加热器。第一空气加热器优选地至少包括能够加热一个或多个空气流的交流换热式气体空气加热器，诸如：至少一个二次空气流、至少一个一次空气流或者两者。这可包括多段交流换热式空气加热器。
交流换热式空气加热器是用于从废烟道气进行热回收的简洁和高效的气体-空气热交换器。可通过使用交流换热式空气加热器最小化空气加热器的总重量和体积。
在本发明的一个实施方式中，第一空气加热器至少包括优选地用于在蒸汽产生过程中预期提供给诸如锅炉的蒸汽发生器的二次空气流的气体二次空气加热器。通常，如本领域所知的，期望将二次空气的温度提高到适用于燃烧过程的温度，该温度可以大于200℃或大于300℃。
高压过程液体省热器和低压过程液体省热器中的每一个可以包括串联、并联或两者的一个或多个省热器。如下文中所述的本发明的实施方式可以适用于单个过程液体省热器、多个过程液体省热器中的每一个或者可以在多个过程液体省热器中变化。
根据本发明，热回收模块包括至少一个高压省热器和至少一个低压省热器。本领域技术人员已知涉及蒸汽产生过程，尤其涉及诸如锅炉的蒸汽发生器的术语“高压”和“低压”。通常，它们分别指来自进料泵的流上游和流下游的相对压力。
可以以一个或多个流提供过程液体。可以串联、并联或两者提供多个过程液体流，且任选地可以从单个源或相同或不同的多个源提供多个过程液体流。每个这样的流的性质和组成可以相同或不同。
可以在一个或多个过程液体回路中提供过程流，任选地分开的或连接的多个分开的回路，每个回路任选地还通过任何分开的一次空气热交换器，以便在蒸汽产生过程的任何一次空气流与过程液体流之间交换热。
过程液体可以是可用于热交换的任何液体或液体的组合，包括水、氨、醇、烃和类似物。优选地，过程液体全部或基本是水，任选地包括一种或多种添加剂或本领域已知的其他少量成分。
在本发明的另一实施方式中，过程液体是蒸汽发生器的给水。这样的蒸汽发生器可以是锅炉，任选地包括一个或多个锅炉，且任选地包括本领域中已知的整体式蒸汽发生器省热器。通过将给水用作过程液体，能够将热从废烟道气直接传输到给水，这可以最小化热传输过程的有效能损失。
可以直接或间接地从将通过本发明的蒸汽产生过程的一个或多个蒸汽发生器处理的给水流提供这样的给水。优选地，这样的给水流的一部分被提供为本发明的过程液体。这样的部分可以被提供为完全给水流，或者优选地作为这样的给水流的滑流，这样的滑流通常是完全给水流的较小部分。
根据本发明的另一实施方式，在蒸汽冷凝器与蒸汽发生器省热器之间的蒸汽产生过程中的给水流提供给水。
因此，本发明的模块还可以包括一个或多个第一过程液体管道，其界定用于将过程液体从给水流引导到过程液体省热器的一个或多个流动路径。
本发明的模块还可以包括一个或多个第二过程液体管道，其界定用于将过程液体从过程液体省热器引导到给水流的一个或多个流动路径。
根据本发明的另一实施方式，烟道气第一管道接头包括一组配料挡板，以将使用的烟道气分到第一烟道气路径和第二烟道气路径中，以便最好地匹配第二烟道气路径的热容与第一空气加热器中的空气流的热容。
本发明的模块还可以包括：
(d)第三烟道气管道，其界定从第一空气加热器到第二接头的烟道气流动路径；
(e)第四烟道气管道，其界定从过程液体省热器到第二接头的烟道气流动路径；以及
(f)第五烟道气管道，其界定来自第二接头的烟道气流动路径。
在本发明的可能的第二方面中，第一空气加热器是二次空气加热器，且本发明还包括至少一个一次空气加热器，一次空气加热器包括至少一个过程液体热交换器以在一次空气流与过程液体之间交换热。
通过用过程液体而不是热烟道气流加热一次空气流，避免了一次空气从交流换热式气体空气加热器泄漏的问题，并且能够实现热交换的更强的控制。
本文中使用的术语“一次空气流”可以包括串联、并联或两者的一个或多个一次空气流。如下文中所述的本发明的实施方式可以采用单个一次空气流、多个一次空气流中的每一个或者可以在多个一次空气流中变化。因此，虽然下文中依据单个一次空气流描述本发明，但本发明不限于此。
一次空气流可以包括环境空气、循环气体或者其从0％延伸到100％的比例的任何组合，任选地添加诸如近似或纯氧气流的一种或多种另外的成分。一次空气流的要求是至少部分地帮助燃料的制备和/或将其输送到蒸汽发生器，以及任选地促进燃烧支持。
在一次空气流包括两个或更多个一次空气流时，每个一次空气流可以包括相同或不同的特性和/或组成，包括但不限于流速、流量、温度、压力、氧含量和循环气体含量。
在一次空气流包括两个或更多个一次空气流时，每个一次空气流可以被相同地或不同地加热，且由相同或不同数量的一次热交换器加热。
在一次空气流包括两个或更多个一次空气流时，在这样的空气流中的两个或更多个在根据本发明加热之后在计划使用或目的之前、期间或之后可以组合。
在一次空气流包括两个或更多个一次空气流时，一次空气流可以单独地和/或以任何组合通过蒸汽发生器。
在一个实施方式中，提供了多个一次空气流，每个一次空气流用于分开的燃料流的制备和/或将其输送到蒸汽发生器，诸如同样多的燃料粉碎机，每个燃料粉碎机将分开的燃料流送入到锅炉。通过这种方式，能够分别控制每个一次空气流，提供了整体燃料的制备、将其输送和供给到蒸汽发生器的更强的控制灵活性。
该系统可以包括串联、并联或两者的两个或更多个一次热交换器，提供与也是串联、并联或两者的一个或多个一次空气流的热交换，以使它们的系统可以包括其任何组合的任何数量的一次空气流和一次空气热交换器。
在本发明的一个实施方式中，一次空气热交换器包括至少一个高压热交换器和至少一个低压热交换器。本领域技术人员已知关于蒸汽产生过程，尤其涉及诸如锅炉的蒸汽发生器和给料加热/热回收系统的术语“高压”和“低压”。
可以以一个或多个流提供过程液体。可以串联、并联或两者提供多种过程液体流，以及任选地，可以从单个源或多个源提供多种过程液体流。还任选地，可以一个或多个过程液体回路提供过程流，任选地是分开的或连接的多个分开的回路，每个回路任选地还通过分开的一次空气热交换器，以便在一次空气流与过程液体流之间交换热。
每个过程液体流通过分开的一次空气热交换器。
当可以容易地控制过程液体的流动时，本发明的系统能够提供对一次空气流的加热的更好的控制。在一次空气流用于蒸汽产生过程之前，无需向一次空气流供给冷却用空气源来达到一次空气流的正确温度。优选地，无需一次空气流气体-空气加热器。
在可能的实施方式中，一次空气热交换器包括至少一个高压热交换器和至少一个低压热交换器。已知术语“高压”和“低压”为分别针对进料泵的下游压力或上游压力。
对于燃煤蒸汽发生器或锅炉，煤通常在其用于锅炉之前，在一个或多个磨粉机中被粉碎。
根据本发明的另外的实施方式，一次空气流在被一次空气热交换器加热之后传到一个或多个粉碎机，通常传到两个或更多个粉碎机。优选地，将每个一次空气流传到相应的粉碎机。
优选地，每和一次空气流由分开的一次空气热交换器单独地加热。
本发明的模块可以作为蒸汽产生过程的一部分整体提供，或者通过安装(诸如改装)在诸如锅炉的现有蒸汽发生器排出的烟道气的路径中来添加到现有的蒸汽产生过程。
根据本发明的第三方面，提供了一种蒸汽产生系统，其包括诸如锅炉的蒸汽发生器以及如本文中定义的烟道气热回收模块。蒸汽产生系统优选地涉及如本文中所述的一个或多个蒸汽产生过程。
蒸汽产生系统优选地包括用于将过程液体从蒸汽发生器给水流引导到过程液体省热器的一个或多个第一流动路径以及用于将过程液体从过程液体省热器引导到蒸汽发生器给水流的一个或多个第二流动路径。
本发明的蒸汽产生系统还可以包括：
(d)第三烟道气管道，其界定从第一空气加热器到第二接头的烟道气流动路径；
(e)第四烟道气管道，其界定从过程液体省热器到第二接头的烟道气流动路径；
(f)第五烟道气管道，其界定来自第二接头的烟道气流动路径；以及
(g)下游过程流体热交换器，其在第五管道的路径中。
下游过程流体热交换器可用于直接或间接地将热提供给蒸汽产生过程中的一个或多个流，特别是为了其建议的用途需要比环境温度更高温度的一个或多个进入空气流。这样的进入空气流可以包括一次空气流、二次空气流或两者，或者是分开的流或者是合并流，诸如在它们分为一次空气流和二次空气流之前。这可以提供烟道气的另外的热回收，确保蒸汽产生过程中的可用能量的更高的热利用率和更高的效率。
因此，根据本发明，可以提供一种包括从蒸汽发生器中的废烟道气进行热回收的蒸汽产生系统，蒸汽发生器包括根据本发明的一个方面的热回收模块，该热回收模块被布置成加热下游过程流体以加热以下之一：蒸汽产生系统的任何或一次空气流、任何或二次空气流或两者。
因此，本发明能够提供一种蒸汽产生系统，该蒸汽产生系统在蒸汽产生过程中从蒸汽发生器的废烟道气进行热回收，该蒸汽产生系统包括：
(a)烟道气出口管道，其界定从蒸汽发生器的烟道气出口到烟道气管道第一接头的烟道气流动路径；
(b)第一烟道气管道，其界定从第一接头到第一空气加热器的第一烟道气流动路径；
(c)第二烟道气管道，其界定与第一烟道气管道平行的从第一接头到至少一个低压过程液体省热器和至少一个高压过程液体省热器的第二烟道气流动路径；
(d)第三烟道气管道，其界定从第一空气加热器到第二接头的烟道气流动路径；
(e)第四烟道气管道，其界定从过程液体省热器到第二接头的烟道气流动路径；
(f)第五烟道气管道，其界定来自第二接头的烟道气流动路径；以及
(g)下游过程液体热交换器，其在第五管道的路径中，加热下游过程流体以加热以下之一：蒸汽产生系统的任何或一次空气流、任何或二次空气流或两者。
根据本发明的第四方面，提供了一种用于从蒸汽发生器的废烟道气回收热的热回收方法，该方法包括以下步骤：
(i)将从蒸汽发生器排出的烟道气分为两个流；
(ii)将第一流供给到第一空气加热器中；
(iii)将第二流供给到包括至少一个低压过程液体省热器和至少一个高压过程液体省热器的至少两个过程液体省热器中。
热回收方法优选地使用如本文中定义的热回收模块。在热回收方法中，第一空气加热器优选地是交流换热式气体空气加热器。
优选地，第一空气加热器是二次空气加热器，且该方法包括另外的步骤：使过程液体通过一个或多个一次空气热交换器，以便在一次空气热交换器中将来自过程液体的热交换到一次空气流。
优选地，根据本发明加热一次空气流的方法包括使用上文中所述的系统的实施方式加热一次空气流。
热回收方法还可以包括以下步骤：在第一空气加热器和过程液体省热器之后合并第一流和第二流以形成合并流，随后与以下中的一种进行直接或间接的热交换：一次空气流、二次空气流或两者。
优选地，根据本发明的用于从蒸汽发生器的废烟道气回收热的方法包括使用如上文所定义的蒸汽产生系统。
根据本发明的第五方面，提供了一种用于修改具有供给一个或多个空气加热器的烟道气废气流的蒸汽发生器的热回收系统的方法，该方法包括提供与空气加热器流动地平行的至少一个低压过程液体省热器和至少一个高压过程液体省热器。
本发明的第五方面具体包括一种现有设备售后改进的方法。本发明尤其适合于改装。很多热发电厂遭受高的后端温度(即，空气加热器出口处的高烟道气温度)，尤其是当燃料湿度显著变化时。几乎所有热发电厂在夏季都以高的后端温度操作。通过与空气加热器并联增加具有合理尺寸的滑流省热器，可以在不改变任何昂贵的主要设备例如FDF、IDF、AH SAH等下进行改进。锅炉废烟道气的热容将与燃烧空气和省热器中的滑流供给流的热容更好地匹配。后端温度将显著下降并且热传输过程的有效能损失将减少。因此，提高了循环效率。可以对具有或没有蒸汽/水空气加热器的设备执行改装。
蒸汽或水空气加热器被安装在大多数现有设备中。它们是用于在空气流进入气体空气加热器之前预热空气流的热交换器。有了蒸汽/水空气加热器和相对较大的省热器的支持，后端温度可以进一步下降以提高锅炉热效率。
因此，本方法优选地包括将根据本发明的第一方面的模块改装到具有供给一个或多个空气加热器的烟道气废气流的蒸汽发生器的热回收系统。
在还另外的方面中，本发明包括具有供应一个或多个空气加热器的烟道气废气流的蒸汽发生器的热回收系统，该热回收系统具有这样的改装模块。
本发明包括本文中所述的本发明的各个实施方式和方面的所有组合。应理解，本发明的任何和全部实施方式可以结合任何其他实施方式来描述本发明的另外的实施方式。并且，一个实施方式的任何元件可以与任何其他实施方式的任何和所有其他元件组合以描述另外的实施方式。
现在仅作为示例并参照附图描述本发明的实施方式，附图中：
图1包括在蒸汽产生过程中根据本发明的一个实施方式的热回收模块的第一方案；
图2包括在扩展的蒸汽产生过程中的图1中所示的第一方案；以及
图3包括图1的热回收模块和根据本发明的另外的实施方式的蒸汽产生系统。
为了该说明书的目的，单个参考数字将被指定到线以及该线中携带的流。
参考附图，图1示出了蒸汽产生过程中使用的热回收模块的第一方案A。对于第一方案A，蒸汽产生过程包括作为锅炉4的蒸汽发生器。锅炉4可以包括用于多个流的通道的多个入口和出口，多个流具体地为进入锅炉中的给水流2以及从锅炉流出的流。为了简明起见，图1中未示出这些入口和出口及流中的大多数。
锅炉4中的燃烧过程产生废烟道气，在经由烟道气出口13到烟道气出口管道14离开锅炉4中的内部省热器之前，废烟道气在锅炉4中温度降低以产生蒸汽。烟道气出口管道14通过烟道气管道第一接头16，烟道气管道第一接头16包括一组配料挡板，以便将使用的烟道气分到第一烟道气管道18中的第一烟道气路径和第二烟道气管道20中的第二烟道气路径中。
第一烟道气管道18将其烟道气传到第一空气加热器，在图1的第一方案A中，第一空气加热器是交流换热式气体空气加热器，以便加热能够从其通过的一个或多个空气流。例如，第一空气加热器可以是二次空气预热器，例如交流换热式气体二次空气加热器22。在二次空气加热器22中，烟道气的热能以本领域已知的方式与二次空气流24交换，以便从合适的出口将冷却烟道气提供给第三烟道气管道26(界定从二次空气加热器22到第二接头28的烟道气流动路径)中，并且将能够直接或间接地通过的热二次空气流30提供给锅炉4，以供以本领域已知的方式用于锅炉4中的燃料的燃烧。
另外地和/或任选地，图1中的第一空气加热器可向图1中由线24a示出的一个或多个其他空气流提供热。这可以包括可用于燃煤锅炉的一个或多个一次空气流。因此，第一空气加热器可以是多部分空气加热器以加热一次空气和二次空气两者。任选地，燃烧空气可以在空气加热器的出口处被分流为一次空气流和二次空气流。可以安装热一次空气风扇以提高一次空气压力。
第二烟道气管道20中的烟道气界定与第一烟道气管道18平行的从第一接头16到一个或多个过程液体省热器的第二烟道气流动路径。在图1的第一方案A中，示出高压(过程液体)省热器32，随后是串联的低压(过程液体)省热器34。
高压省热器32和低压省热器34能够交换来自锅炉4的烟道气与一个或多个过程液体的热。在图1的第一方案A所示的本发明的实例中，高压省热器32设置有作为第一过程液体流36的过程液体。第一过程液体流36的过程液体可以是适用于蒸汽产生过程中的任何合适的液体。优选地，第一过程液体流36的过程液体是随后通过蒸汽产生过程的蒸汽发生器(为燃煤锅炉4)处理的主要给水流2的滑流。这在下文中参照图2更详细地描述。
第一过程液体流36能够从第二烟道气管道20中的烟道气提取热，以便提供较热的第一过程液体流38和较冷的烟道气流40，较冷的烟道气流40经由合适的入口进入低压省热器34。
通过相似的方式，较冷的烟道气流40能够向经由合适的入口进入低压省热器34的第二过程液体流42提供热，以便经由合适的出口提供较热的第二过程液体流44和另外的较冷的烟道气流，该另外的较冷的烟道气流能够沿界定烟道气从低压省热器34到第二接头28的第四烟道气管道46通过。
从第二接头28，存在界定来自第二接头28的烟道气流动路径的第五烟道气管道48。
本发明的一个特征是对烟道气出口管道14中的烟道气在第一烟道气管道18与第二烟道气管道20之间的分配的合适的控制，以便最好地匹配第一烟道气路径和第二烟道气路径中的烟道气的热容与第一空气加热器和过程液体省热器中的空气流的热容，第一空气加热器是图1的第一方案A中的交流换热式气体二次空气加热器22，且过程液体省热器是图1的第一方案A中的高压省热器32和低压省热器34。通过这种方式，可以通过最小化用于从来自锅炉4的废烟道气回收热的具有最小LMTD(Log MeanTemperature Difference，对数平均温差)的热传输过程的有效能损失来实现提高的循环效率。
在蒸汽发生器的废烟道气的至少一部分的路径中使用诸如过程液体省热器中的水而不是气体-空气热交换器中的空气提供了显著的优势。这些包括例如围绕回路输送过程液体，即便是使用小管道时这也能够以最小的距离压力损失执行。另一优势是通过谨慎地选择并控制水流以及第一空气加热器和过程液体省热器中的温差，能够优化过程液体的热交换(且从而最小化LMTD)。
此外，由于诸如水的液体的比热容远高于诸如空气的气体的比热容，因此可以显著降低诸如水的过程液体的流量，同时仍从烟道气流提供相同的热交换量。
具体地，通过直接将热传输到给水并且谨慎地选择用于提供所使用的给水和滑流的第一过程液体流36和第二过程液体流42的流量和分接点(tap point)，将给水用作图1的第一方案A中的过程液体省热器的过程液体提高了烟道气的热能的使用效率。
以上所述的方案特别适合于改装到现有设备上。
当夏季燃烧低湿度煤时，可以制定滑流省热器的尺寸以便根据燃料硫磺含量实现最低后端温度。气体挡板可以被安装在旁通气体管道上。当燃烧高湿度煤和/或冬季时，将减少旁通气体，以便能够根据燃料硫磺含量而不考虑燃料湿度和环境温度来维持最低后端温度。
借助于更大的滑流省热器和蒸汽或水空气加热器的支持，更多的烟道气可以被旁通到滑流省热器，以便进一步降低气体空气加热器的后端温度，同时将AH冷端金属温度维持在高于某个值以防止由酸冷凝物导致的腐蚀。
低温涡轮放出蒸汽或给水用于在水/蒸汽空气加热器中加热燃烧空气。可以布置将高压锅炉给水和低压锅炉给水用作冷却介质的一个或两个滑流省热器。应该谨慎地选择滑流省热器和蒸汽/水空气加热器的冷却介质或加热介质的流量和温度，以便确保最高效率的能量回收以及成本效率。
锅炉效率对后端烟道气温度非常敏感。以上改装的优点是非常显著的。然而，通过引入滑流省热器，将会减少涡轮放出蒸汽的量。借助于水/蒸汽空气加热器的采用，将折衷放出蒸汽降低的部分。滑流省热器产生的涡轮热耗的负面影响可以部分通过水/蒸汽空气加热器的采用来补偿。通常，总设备效率的提高仍非常显著。
不需要修改诸如FDF、IDF、AH等的现有主要设备。主要成本将是另外的滑流省热器。在制定滑流省热器的尺寸上有灵活性。可以考虑诸如预算、燃料价格和设备的操作条件的参数而优化制定尺寸。
图2示出了具有使用燃煤锅炉的蒸汽产生系统的另外的细节尤其是一次空气流和给水流的另外的细节的图1的第一方案A。
作为煤流6供给图2中的锅炉4的煤。通常在一个或多个粉碎机8中，通常4至6个粉碎机中粉碎煤流6，以便作为粉碎煤流10提供给锅炉4。一次空气流被提供给一个或多个粉碎机8。
在图2中所示的一次空气流12的路径中，示出第一低压热交换器50，第一低压热交换器50能够在第一加热流52与一次空气流12之间交换热，以便经由合适的出口提供较热的一次空气流12a和较冷的第一加热流54。较热的一次空气流12a进入高压一次空气热交换器55，以便由第二加热流56进一步加热。高压一次空气热交换器55通过合适的出口提供能够转到一个或多个粉碎机8的进一步加热的一次空气流12b以及较冷的第二加热流58。
第一加热流52和第二加热流56可以从相同或分开的源提供，且可以作为相同的或分开的回路的一部分而提供。例如，可以从除气器释放流提供第一加热流52，且可以从给水滑流提供第二加热流，例如在高压给水加热器之后。在本发明的非限制性的实例中，可以作为第一过程液体流36和第二过程液体流43的至少一部分且任选地作为全部第一过程液体流36和第二过程液体流43直接或间接地提供较冷的第一加热流54和第二加热流58。
图2还示出了更详细的给水流2，给水流2在合适的第一给水接头62具有第一滑流60，例如在本领域中已知的给水加热器中的一个或多个中或其一部分。使用任何合适的分离度，第一滑流60可用于直接或间接地为第二过程液体流42提供过程液体，同时剩余的给水流64跟随第一给水接头62。
图2示出了较热的第二过程液体流44作为进入剩余的给水流64的第一返回流66的返回。重新组合的给水流68可以经历诸如加热、加压或两者的一个或多个过程以提供经处理的给水流70，可以以与上文中所述的第一给水接头62相同的方式经由第二给水接头74从经处理的给水流70提供第二给水滑流72。
通过以上所述的相同的方式，使用任何合适的分离度，第二滑流72可以用于直接或间接地为第一过程液体流36提供过程液体，且剩余的给水流76跟随第二给水接头74。图2示出了较热的第一过程液体流38作为进入剩余的给水流76的第二返回流78返回。然后，重新合并的给水流80可以直接或间接地进入锅炉4。
图2示出了用于从给水流2提供第一过程液体流36和第二过程液体流42的合适的布置，以及用于使用第一加热流56和第二加热流52来向一次空气流12提供加热的合适的布置，任选地连同用于过程液体省热器的管道和回路。
图3示出了结合根据本发明的另一实施方式的另一蒸汽产生系统的图1和图2的方案。
在图3中，来自第二接头28的第五烟道气管道48中的烟道气通过静电沉淀器(ESP)82和诱导通风机84，然后经由合适的入口进入第五管道48的路径中的下游过程流体热交换器86。下游过程流体热交换器86能够从具有第一过程回路100中的下游过程流体的烟道气提取任何剩余可用的热能。
第一过程回路100包括经由合适的入口进入下游过程流体热交换器86的至少第一下游过程流体管道102中的过程液体，以经由合适的出口在第二流体管道104中提供较热的下游过程流体流104。在第一回路接头106，较热的下游过程流体流104可以由合适的控制器在二次空气加热流108与一次空气加热流110之间分割0-100％之间的任何值。
二次空气加热流108经由合适的入口进入二次空气预热交换器112以提供与初始二次空气流90的热交换，以便通过交流换热式气体二次空气加热器22在二次空气流24的后续加热之前为二次空气提供某种预热。
类似地，一次空气加热流110能够在一次空气预加热交换器114中为初始一次空气流92提供某种预热(在通过一次空气风扇94之后)，以提供随后通过如以上所述的第一空气加热交换器50和第二空气加热交换器55加热的一次空气流12。
下游过程流体回路100的下游过程流体可以是任何合适的液体、气体或这些的组合，通常处于低压且通常通过回路100中的一个或多个合适的循环泵循环。
一次空气预热交换器112和二次空气预热交换器114分别提供较冷的返回流116、118，较冷的返回流116、118能够被重新合并以在第一上游过程流体管道102中提供过程流体。下游过程流体热交换器86提供较冷的烟道气流88。
初始的一次空气流92和二次空气流90能够在被合适的控制器分开之前从单个空气源流94提供。
在第一备选方案中，第二流体管道104中的较热下游过程流体流104通过单个空气源流94上的热交换器，以便在一次空气和二次空气分开之前加热它们。
下游过程流体回路100增加了烟道气中的可用热能的使用，以给一次空气和二次空气提供一些预热，以便最大化图3中所示的蒸汽产生系统的效率。
Claims (20)
1.一种用于在蒸汽产生过程中从蒸汽发生器的废烟道气进行热回收的模块，包括：
(a)烟道气出口管道，其界定从蒸汽发生器的烟道气出口到烟道气管道第一接头的烟道气流动路径；
(b)第一烟道气管道，其界定从所述第一接头到第一空气加热器的第一烟道气流动路径；以及
(c)第二烟道气管道，其界定与所述第一烟道气管道平行的从所述第一接头到至少两个过程液体省热器的第二烟道气流动路径，所述至少两个过程液体省热器包括至少一个高压省热器和至少一个低压省热器。
2.根据权利要求1所述的模块，其中，所述第一空气加热器至少包括交流换热式气体空气加热器。
3.根据权利要求2所述的模块，其中，所述第一空气加热器至少包括交流换热式气体二次空气加热器。
4.根据权利要求3所述的模块，还包括至少一个一次空气加热器，所述一次空气加热器包括至少一个过程液体热交换器以在所述一次空气流与所述过程液体之间交换热。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的模块，其中，所述过程液体是水。
6.根据权利要求5所述的模块，其中，所述过程液体是蒸汽发生器的给水。
7.根据权利要求6所述的模块，其中，所述过程液体是将通过所述蒸汽产生过程的所述蒸汽发生器处理的所述给水流的一个或多个滑流。
8.根据前述权利要求中任一项所述的模块，包括一个或多个第一过程液体管道，所述一个或多个第一过程液体管道界定用于将过程液体从给水流引导到所述过程液体省热器的一个或多个流动路径。
9.根据前述权利要求中任一项所述的模块，包括一个或多个第二过程液体管道，所述一个或多个第二过程液体管道界定用于将过程液体从所述过程液体省热器引导到给水流的一个或多个流动路径。
10.一种蒸汽产生系统，包括诸如锅炉的蒸汽发生器和根据任何前述权利要求所述的烟道气热回收模块。
11.根据权利要求10所述的蒸汽产生系统，包括用于将过程液体从蒸汽发生器给水流引导到所述过程液体省热器的一个或多个第一流动路径以及用于将过程液体从所述过程液体省热器引导到所述蒸汽发生器给水流的一个或多个第二流动路径。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的蒸汽产生系统，还包括：
(d)第三烟道气管道，其界定从所述第一空气加热器到第二接头的烟道气流动路径；
(e)第四烟道气管道，其界定从所述过程液体省热器到第二接头的烟道气流动路径；
(f)第五烟道气管道，其界定来自所述第二接头的烟道气流动路径；以及
(g)下游过程流体热交换器，其在所述第五管道的所述路径中。
13.根据权利要求12所述的蒸汽产生系统，还包括使用所述下游过程流体热交换器来将热提供给以下之一：所述一次空气流、所述二次空气流或两者。
14.一种用于从蒸汽发生器的废烟道气回收热的热回收方法，包括以下步骤：
(i)将从蒸汽发生器排出的烟道气分为两个流；
(ii)将第一流供给到第一空气加热器中；
(iii)将第二流供给到包括至少两个过程液体省热器中，至少一个高压省热器和至少一个低压省热器。
15.根据权利要求14所述的方法，使用权利要求1至9中任一项所定义的模块。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的方法，其中，所述第一空气加热器至少包括交流换热式空气加热器。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，还包括以下步骤：在所述第一空气加热器和所述过程液体省热器之后合并所述第一流和所述第二流以形成合并流，所述合并流随后与以下中的一种进行热交换：所述一次空气流、所述二次空气流或两者。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，所述第一空气加热器是二次空气加热器，且所述方法包括另外的步骤：使过程液体通过一个或多个一次空气热交换器以在所述一次空气热交换器中将热从所述过程液体交换到所述一次空气流。
19.一种改进具有供给一个或多个空气加热器的一次烟道气废气流的蒸汽发生器的热回收系统的方法，所述方法包括提供与所述空气加热器流动地平行的至少一个高压过程液体省热器和至少一个低压过程液体省热器。
20.根据权利要求19所述的方法，作为改良现有设备以便改装权利要求1至9中任一项所定义的模块的方法执行。
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