CN102705808B - 汽包连续排污扩容器疏水能量利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽包连续排污扩容器疏水能量利用系统，包括连续排污水扩容器，定期排污扩容器，连续排污水扩容器通过连续排污水扩容器疏水管路与定期排污扩容器连接，在连续排污水扩容器疏水管路设有与定期排污扩容器并联的疏水能量利用装置，所述疏水能量利用装置包括蒸汽发生器，除尘器灰斗加热器，脱硝系统液氨蒸发器，连接管道及阀门；蒸汽发生器与连续排污水扩容器连接，蒸汽发生器为立式结构，顶部为蒸汽出口、经管道与灰斗加热器的顶部侧面蒸汽入口连接，底部为疏水出口，疏水出口处设有调节阀；除尘器灰斗加热器底部侧面为疏水出口；脱硝系统液氨蒸发器设有加热介质进口、加热介质出口和液氨管道进口，气氨管道出口；蒸汽发生器及灰斗加热器的疏水出口经疏水汇合管路与脱硝系统液氨蒸发器的加热介质进口连接。

Description

汽包连续排污扩容器疏水能量利用系统

技术领域

本发明涉及汽包连续排污技术领域，尤其涉及一种汽包连续排污扩容器疏水能量利用系统。

背景技术

现有技术通常汽包连续排污扩容器疏水由扩容器底部排出，进入定期排污扩容器扩容减压，一部分以蒸汽的形式由排汽管排入大气，其余的以疏水形式由扩容器底部排水口排出，并经冷却水掺凉降温至70℃以下进入排水槽，然后进入水处理系统进行处理再利用。这种扩容器疏水处理方式会造成疏水能量的浪费，而且由排汽管排入大气的蒸汽会在夏季形成液滴“下雨”以及冬季形成排气口结冰现象，同时利用冷却水掺凉降温也会增加水处理系统的负担；另一方面，电站除尘器灰斗加热及脱硝系统液氨蒸发器所需汽轮机抽汽耗量较大，降低了机组效率，因此现有技术无论从能量利用还是节水降耗方面都是非常不利的。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术汽包连续排污扩容器疏水存在的疏水能量浪费，排汽管排入大气的蒸汽会在夏季形成液滴“下雨”以及冬季形成排气口结冰现象，利用冷却水掺凉降温增加水处理系统负担，能量利用率差、不利于节水降耗，以及电站除尘器灰斗加热及脱硝系统液氨蒸发器所需汽轮机抽汽耗量较大，降低了机组效率的问题；提供一种汽包连续排污扩容器疏水能量利用系统；系统简单，热量能够充分回收利用、提高机组热效率、减少发电煤耗、利于节水及节能降耗。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种汽包连续排污扩容器疏水能量利用系统，包括连续排污水扩容器，定期排污扩容器，连续排污水扩容器通过连续排污水扩容器疏水管路与定期排污扩容器连接，在连续排污水扩容器疏水管路设有与定期排污扩容器并联的疏水能量利用装置，所述疏水能量利用装置包括蒸汽发生器，除尘器灰斗加热器，脱硝系统液氨蒸发器，连接管道及阀门；蒸汽发生器与连续排污水扩容器连接，蒸汽发生器为立式结构，顶部为蒸汽出口、经管道与灰斗加热器的顶部侧面蒸汽入口连接，底部为疏水出口，疏水出口处设有调节阀；除尘器灰斗加热器底部侧面为疏水出口；脱硝系统液氨蒸发器设有加热介质进口、加热介质出口和液氨管道进口，气氨管道出口；蒸汽发生器及灰斗加热器的疏水出口经疏水汇合管路与脱硝系统液氨蒸发器的加热介质进口连接。

所述调节阀与程控设备连接，程控设备包括热电偶、控制柜、电机和执行机构，其中热电偶一端与除尘器灰斗连接、另一端与控制柜连接，控制柜与电机连接，电机与执行机构连接，执行机构与蒸汽发生器底部调节阀连接。

所述疏水汇合管路采用Y形三通，上面两个为疏水进口，底部为一个疏水出口，疏水经Y形三通汇流后，经阀门IV进入脱硝系统的液氨蒸发器。

所述脱硝系统液氨蒸发器采用切向进入的旋转水流加热方式，旋流液氨蒸发器为锥形腔体，顶部侧面为加热介质进口，底部侧面为加热介质出口，腔体内部设有氨管道。

所述除尘器灰斗加热器包括上部框架、下部框架、传热板片，上部框架和下部框架分别与传热板片连接，组成一个整体；传热板片与灰斗壁连接，传热板片形状为梯形结构、与除尘器灰斗壁面形状配合，形成保温加热层；相邻传热板片之间形成换热通道，上部框架和下部框架分别设有蒸汽入口和疏水出口，上部框架和下部框架分别通过内部通道与传热板片组的换热通道相通，蒸汽发生器顶部的蒸汽管道与上部框架蒸汽入口连接，下部框架疏水出口通过管道和阀门与液位控制阀连接。

所述灰斗加热器底部管道设阀门III和液位控制阀。

本发明工作原理：本发明在连续排污水扩容器疏水管路设有与定期排污扩容器并联的疏水能量利用装置，所述疏水能量利用装置包括蒸汽发生器，调节阀、程控设备、除尘器灰斗加热器，液位控制阀、Y形三通、脱硝系统液氨蒸发器。蒸汽发生器为立式设计，顶部为蒸汽出口，底部为疏水出口，并设有调节阀；除尘器灰斗加热器采用板式，顶部侧面为蒸汽进口，底部侧面为疏水出口；疏水汇合管路采用Y形三通，上面两个为疏水进口，底部为一个疏水出口；脱硝系统液氨蒸发器采用旋转水流加热方式，顶部侧面为介质进口，底部侧面为介质出口。连排扩容器疏水进入蒸汽发生器后，经扩容减压，产生的蒸汽由顶部管路进入除尘器灰斗加热器进行灰斗加热。为防止灰分结露形成酸腐蚀，灰分温度与烟气露点温度之间需保持一定的过热度。当烟气露点温度或外界温度变化时，灰斗中灰分的温度与烟气露点温度之间的过热度会发生变化，这个过热度与需保持的过热度比较结果作为反馈信号，由程控设备发出控制指令，通过执行器对发生器底部调节阀开度进行调节，调整发生器内疏水液面的高度，从而改变蒸汽发生器的容积，进而改变进入除尘器灰斗加热器的蒸汽量，使灰分温度与烟气露点温度之间需要保持的过热度不变。蒸汽进入除尘器灰斗加热器后，释放出热量由蒸汽变为水，在板式灰斗加热器内流动，灰斗外壁即形成加热水膜。灰斗加热器底部管道设有液位控制阀，通过液位压力调节，保持板式灰斗加热器内加热水膜的面积，以确保良好的加热效果。为保证蒸汽发生器疏水和灰斗加热器疏水畅通，在疏水汇合管路设置Y形三通，两者经Y形三通汇流后，再进入脱硝系统的液氨蒸发器，以切向旋流的方式形成旋转水流加热层，对液氨进行加热使其形成气态氨气，作为催化剂用于烟气脱硝系统。疏水能量进行深度利用后由液氨蒸发器排出，流入排水槽。

本发明的有益效果：

1)本发明采用上述系统，整体布置简洁，材料用量较少,有利于连续排污扩容器疏水能量的利用，达到热量回收及节水降耗的目的。

2)采用连续排污扩容器疏水能量利用系统，减少疏水热量损失及疏水冷却水耗量，避免定排排汽口“下雨”及结冰现象，达到回收热量、节水降耗、保护环境的目的。

3)采用连续排污扩容器疏水能量利用系统，可以减少灰斗加热及液氨蒸发器的汽轮机抽汽耗量，提高机组热效率，减少发电煤耗，从而达到节能降耗效果。

4）寒冷地区冬季电站系统的灰斗加热及液氨蒸发器能量消耗较大，疏水能量利用系统的热量回收及节水降耗效果更加明显，对于寒冷地区电站系统节能降耗具有特殊的意义。

附图说明

图1是本发明系统连接结构示意图；

图2是本发明除尘器灰斗加热器结构示意图；

图3是本发明除尘器灰斗加热器剖面结构示意图

图中，1．阀门I，2．蒸汽发生器，3．调节阀，4．程控设备5．阀门II，6．除尘器灰斗加热器，7.阀门III，8.液位控制阀，9.Y形三通，10.阀门IV，11.液氨蒸发器，12.连续排污扩容器，13．连续排污水扩容器疏水管路，14．定期排污扩容器，15.液氨管道进口，16.气氨管道出口，17.上部框架，18.下部框架，19.传热板片，20.蒸汽入口，21.疏水出口，22.换热通道，23.排水槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

一种汽包连续排污扩容器疏水能量利用系统，如图1至图3所示，包括连续排污水扩容器12，定期排污扩容器14，连续排污水扩容器12通过连续排污水扩容器疏水管路13与定期排污扩容器14连接，在连续排污水扩容器疏水管路13设有与定期排污扩容器14并联的疏水能量利用装置，所述疏水能量利用装置包括蒸汽发生器2，除尘器灰斗加热器6，脱硝系统液氨蒸发器11，连接管道及阀门；蒸汽发生器2与连续排污水扩容器12连接，蒸汽发生器2为立式结构，顶部为蒸汽出口、经管道与除尘器灰斗加热器6的顶部侧面蒸汽入口连接，底部为疏水出口，疏水出口处设有调节阀3；除尘器灰斗加热器6底部侧面为疏水出口，经管道和阀门III7与液位调节阀8连接；脱硝系统液氨蒸发器11设有加热介质进口、加热介质出口和液氨管道进口15，气氨管道出口16；蒸汽发生器2及灰斗加热器6的疏水出口经疏水汇合管路与脱硝系统液氨蒸发器11的加热介质进口连接。

所述调节阀3与程控设备4连接，程控设备4包括热电偶、控制柜、电机和执行机构，其中热电偶一端与除尘器灰斗连接、另一端与控制柜连接，控制柜与电机连接，电机与执行机构连接，执行机构与发生器底部调节阀3连接。热电偶与除尘器灰斗连接，测量灰分的温度，温度信号传递给控制柜。烟气露点温度与燃煤成分等有关，该数据已预先存储到控制柜的相关模块中，灰分温度与烟气露点温度之间需要保持的过热度数值也预先设定，存储到控制柜的相关模块中。控制柜将灰分温度与烟气露点温度之间的温差与预先设定的过热度数值进行比较，根据两者比较后的结果发出电机动作指令，电机带动执行机构进而控制调节阀开度，即通过程控设备4控制调节阀3的开度大小。连续排污水扩容器12通过连续排污水扩容器疏水管路13排出的疏水（1.0～1.2MPa，180～190℃）经阀门I1进入蒸汽发生器2后，经扩容减压（0.2～0.5MPa，120～150℃），产生的蒸汽由顶部管路经阀门II5进入除尘器灰斗加热器6进行灰斗加热。为防止除尘器灰斗内灰分结露形成酸腐蚀，灰分的温度要高于烟气露点温度，即需保持一定的过热度ΔT。当烟气露点温度升高或环境温度降低，此时灰分温度与烟气露点温度的温差Δt小于ΔT，两者比较的结果作为反馈信号，由程控设备4发出控制指令，通过执行器开大发生器底部调节阀3开度，发生器2内液位降低，容积变大，发生器2顶部蒸汽流量增加，进而提高灰斗内灰分温度保持过热度ΔT不变。当烟气露点温度降低或环境温度升高，控制则反向进行。

所述疏水汇合管路采用Y形三通9，上面两个为疏水进口，底部为一个疏水出口。疏水经Y形三通汇流后，经阀门IV10进入脱硝系统的液氨蒸发器11。

所述脱硝系统液氨蒸发器11采用切向进入的旋转水流加热方式，旋流液氨蒸发器为锥形腔体，顶部侧面为加热介质进口，底部侧面为加热介质出口，腔体内部设有氨管道。管道内的氨与加热介质不掺混，蒸发器加热介质以垂直于锥形筒轴线方向进入锥形腔体，进入方向与壁面相切，在入口与出口的压差作用下，由进口开始在锥形筒腔体内部形成旋转水流加热层，旋转水流可以强化加热介质在液氨蒸发器11内的换热效果，对液氨进行加热使其形成气态氨气，作为催化剂用于烟气脱硝系统。加热介质冷却至50～60℃，疏水能量被深度利用，然后由液氨蒸发器11排出，流入排水槽23。

所述除尘器灰斗加热器6包括上部框架17、下部框架18、传热板片19，上部框架17和下部框架18分别与传热板片19连接、组成一个整体；传热板片19与灰斗壁连接，传热板片19形状为梯形结构、与除尘器灰斗壁面形状配合，形成保温加热层；相邻传热板片19之间形成换热通道22，上部框架17和下部框架18分别设有蒸汽入口20和疏水出口21，上部框架17和下部框架18分别通过内部通道与传热板片组的换热通道22相通，蒸汽发生器2顶部的蒸汽管道与上部框架蒸汽入口20连接，下部框架疏水出口21通过管道和阀门Ⅲ7与液位控制阀8连接。蒸汽由管道经上部框架蒸汽入口20进入传热板片组的换热通道22，进行热交换后疏水再由下部框架疏水通道流出。除尘器灰斗加热器采用梯形板式结构，可以增大换热接触面积，使加热介质在板间通道内充分流动，进而形成加热水膜，获得良好的加热效果。

所述除尘器灰斗加热器6底部管道设阀门III7和液位控制阀8。通过液位压力调节，保持板式灰斗加热器6内液位高度，从而保证加热水膜的面积，以确保良好的加热效果。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种汽包连续排污扩容器疏水能量利用系统，包括连续排污水扩容器，定期排污扩容器，连续排污水扩容器通过连续排污水扩容器疏水管路与定期排污扩容器连接，其特征是，在连续排污水扩容器疏水管路设有与定期排污扩容器并联的疏水能量利用装置，所述疏水能量利用装置包括蒸汽发生器，除尘器灰斗加热器，脱硝系统液氨蒸发器，连接管道及阀门；蒸汽发生器与连续排污水扩容器连接，蒸汽发生器为立式结构，顶部为蒸汽出口、经管道与灰斗加热器的顶部侧面蒸汽入口连接，底部为疏水出口，疏水出口处设有调节阀；除尘器灰斗加热器底部侧面为疏水出口；脱硝系统液氨蒸发器设有加热介质进口、加热介质出口和液氨管道进口，气氨管道出口；蒸汽发生器及除尘器灰斗加热器的疏水出口经疏水汇合管路与脱硝系统液氨蒸发器的加热介质进口连接；

所述调节阀与程控设备连接，程控设备包括热电偶、控制柜、电机和执行机构，其中热电偶一端与除尘器灰斗连接、另一端与控制柜连接，控制柜与电机连接，电机与执行机构连接，执行机构与蒸汽发生器底部调节阀连接；

所述疏水汇合管路采用Y形三通，上面两个为疏水进口，底部为一个疏水出口，疏水经Y形三通汇流后，经阀门Ⅳ进入脱硝系统的液氨蒸发器。

2.如权利要求1所述的汽包连续排污扩容器疏水能量利用系统，其特征是，所述脱硝系统液氨蒸发器采用切向进入的旋转水流加热方式，旋流液氨蒸发器为锥形腔体，顶部侧面为加热介质进口，底部侧面为加热介质出口，腔体内部设有氨管道。

3.如权利要求1所述的汽包连续排污扩容器疏水能量利用系统，其特征是，所述除尘器灰斗加热器包括上部框架、下部框架、传热板片，上部框架和下部框架分别与传热板片连接；传热板片与灰斗壁连接，传热板片形状为梯形结构、与除尘器灰斗壁面形状配合，形成保温加热层；相邻传热板片之间形成换热通道，上部框架设有蒸汽入口，下部框架设有疏水出口，上部框架和下部框架相通，二者通过内部通道、传热板片组的换热通道相通，蒸汽发生器顶部的蒸汽管道与上部框架蒸汽入口连接，下部框架疏水出口通过管道和阀门与液位控制阀连接。

4.如权利要求1所述的汽包连续排污扩容器疏水能量利用系统，其特征是，所述灰斗加热器底部管道设阀门Ⅲ和液位控制阀。

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