CN103398369A - 锅炉尾部热量综合利用方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锅炉尾部热量综合利用方法及系统，利用汽轮机低能级抽汽，抽取的蒸汽经暖风器将与锅炉连接的锅炉进风道中的入炉冷风加热，暖风器内被加热的冷风通过锅炉进风道进入空气预热器，来自锅炉省煤器或脱硝装置的烟气一部分烟气在空气预热器中和加热后的冷风进行换热，另一部分烟气通过给水省煤器，对部分给水进行换热。通过抽取低压蒸汽加热冷风回收该部分蒸汽的热量以达到减少冷源损失的目的，同时可以节省出部分高温烟气，节省的高温烟气经省煤器/脱硝装置出口烟道加热部分给水。通过利用高能级的烟气加热部分给水来节省汽轮机高能级的抽汽，节省的高能级抽汽可以在汽轮机继续做功。达到提高汽轮机效率、节约燃煤的目的。

Description

锅炉尾部热量综合利用方法及系统
技术领域
本发明涉及火力发电技术领域，具体涉及一种锅炉尾部热量利用方法及利用系统。   
背景技术
火力发电厂汽轮机的热效率损失最大的一项为汽轮机排汽冷源损失，为此常规汽轮机均设计了回热系统，通过汽轮机抽汽加热凝结水和给水来回收蒸汽热量，减少冷源损失，进而提高汽轮机热效率。但是回热系统只能回收小部分蒸汽，仍然有大部分的蒸汽要经过凝汽器凝结，即通过冷却塔或空冷塔换热损失热量。如果能将汽轮机的排汽或抽汽热量加以回收利用，减少冷源损失，将大大提高汽轮机效率。并且常规锅炉尾部设有空气预热器，以300～1000 MW机组为例，空预器入口烟气温度一般在370～400℃，排出的烟气温度约120～150℃。而空预器入口的冷风温度约20℃，温差很大，存在着高能级热量的浪费。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种通过对常规汽轮机抽汽系统和锅炉尾部烟风系统的综合利用以提高全厂热效率，节约电厂发电煤耗的锅炉尾部热量综合利用方法及系统。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
本锅炉尾部热量综合利用方法，包括如下步骤：
a). 采用汽轮机的末级抽汽和/或次末级抽汽经过暖风器换热后将与锅炉连接的锅炉进风道中的入炉冷风加热，将锅炉冷风加热到85～115℃；
b).暖风器内被加热的冷风通过锅炉进风道进入空气预热器；
c). 来自锅炉省煤器或脱硝装置的烟气通过省煤器/脱硝装置出口烟道一路流经空气预热器进入空预器后烟道，该部分烟气在空气预热器中和经步骤a)加热后的冷风进行换热，另一路流经给水省煤器进入空预器后烟道，该部分烟气通过给水省煤器，对部分给水进行换热；
d). 在空气预热器、给水省煤器换热后的烟气汇合后通过空预器后烟道进入除尘器内除尘。
为了实现对利用烟气的梯级利用，在给水省煤器下方设置凝结水省煤器，烟气流经给水省煤器后进入凝结水省煤器，对部分凝结水进行换热。
为了保证暖风器对入炉冷风的加热温度，当汽轮机机组负荷降低时，抽汽压力降低时，切换汽轮机高一级的抽汽，抽取的蒸汽经暖风器将与锅炉连接的锅炉进风道中的入炉冷风加热，保证冷风加热至85～115℃。
为了实现暖风器换热后冷凝水的回收利用，汽轮机末级、次末级抽汽经暖风器换热后变成冷凝水，冷凝水进入凝汽器回收。
锅炉尾部热量综合利用系统，包括安装于汽轮机低能级端的低能级抽汽管路、安装于锅炉进风道上的暖风器、安装于锅炉进风道上且位于暖风器上方的空气预热器以及省煤器/脱硝装置出口烟道，所述低能级抽汽管路连接于暖风器，所述省煤器/脱硝装置出口烟道有两个支路，一支路经空气预热器连接于空预器后烟道，另一支路经给水省煤器连接于空预器后烟道，所述空预器后烟道连接于除尘器，所述给水省煤器出口端连接于给水泵出口的主给水管道，其出口端经调节阀与给水操作台入口管道连接。
为了实现利用烟气加热部分凝结水，还包括安装于省煤器/脱硝装置出口烟道中且位于给水省煤器支路的凝结水省煤器，所述凝结水省煤器的出口端经调节阀连接于除氧器入口的主凝结水管道，其入口端连接于低压加热器入口端凝结水管道，所述低压加热器出口端连接于除氧器。
上述低能级抽汽管路包括安装于汽轮机上的末级抽汽管路以及次末级抽汽管路，所述末级抽汽管路和次末级抽汽管路通过管路连接于暖风器。
为了调整参与换热烟气的流量，还包括分别安装于省煤器/脱硝装置出口烟道两支路上的且分别位于空气预热器以及给水省煤器下端的调节风门Ⅱ以及调节风门Ⅰ。
为了实现暖风器换热后冷凝水的回收利用，还包括凝汽器，所述末级抽汽管路以及次末级抽汽管路经暖风器后分别通过疏水管路Ⅱ以及疏水管路Ⅰ连接于凝汽器，所述疏水管路Ⅰ以及疏水管路Ⅱ上分别设置有调节阀以及关断阀。
本发明的有益效果是：利用汽轮机低能级的末级抽汽管路进行抽汽并通过暖风器加热流经锅炉进风道16的入炉冷风。通过加热冷风回收该部分蒸汽的热量以达到减少冷源损失的目的，同时可以节省出部分高温烟气，节省的高温烟气经省煤器/脱硝装置出口烟道加热部分给水。通过利用高能级的烟气加热部分给水来节省汽轮机高能级的抽汽，节省的高能级抽汽可以在汽轮机继续做功。达到提高汽轮机效率、节约燃煤的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中，1.末级抽汽管路 2.次末级抽汽管路 3.暖风器 4.空气预热器 5.凝结水省煤器 6.给水省煤器 7.省煤器/脱硝装置出口烟道 8.调节风门Ⅰ 9.低压加热器 10.除尘器 11.凝汽器12.调节阀 13.关断阀 14.疏水管路Ⅰ 15.疏水管路Ⅱ 16.锅炉进风道 17.空预器后烟道 18.调节风门Ⅱ 19.给水操作台 20.高压加热器 21.除氧器 22.给水泵 23.调节阀。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明做进一步说明。
本锅炉尾部热量综合利用方法，包括如下步骤：
（1) 采用汽轮机的末级抽汽和/或次末级抽汽经过暖风器3换热后将与锅炉连接的锅炉进风道16中的入炉冷风加热，将锅炉冷风加热到85～115℃；（2) 暖风器3内被加热的冷风通过锅炉进风道16进入空气预热器4；（3）来自锅炉省煤器或脱硝装置的烟气通过省煤器/脱硝装置出口烟道7一路流经空气预热器4进入空预器后烟道17，该部分烟气在空气预热器4中和经步骤（1）加热后的冷风进行换热，另一路流经给水省煤器6进入空预器后烟道17，该部分烟气通过给水省煤器6，对部分给水进行换热；（4）在空气预热器4、给水省煤器6换热后的烟气汇合后通过空预器后烟道17进入除尘器10内除尘。
对于汽轮机，倒数第一级、倒数第二级、倒数第三级即末级、次末级、倒数第三级为低能级，低能级前的若干级为高能级。利用汽轮机低能级的末级抽汽管路1和/或次末级抽汽管路2进行抽汽并通过暖风器3加热流经锅炉进风道16的入炉冷风。通过加热冷风回收该部分蒸汽的热量以达到减少冷源损失的目的，同时可以节省出部分高温烟气，节省的高温烟气经给水省煤器6换热加热部分给水。由于给水采用烟气加热可节省汽轮机高能级的抽汽，节省的高能级抽汽可以在汽轮机继续做功。达到提高机组效率的目的。对汽轮机系统来讲相当于多抽了汽轮机的低压蒸气。但能节省汽轮机的高压参数的蒸汽。因此提高机组的效率。对于常规的火电机组均可实施，既适合新建机组，也适合机组改造。对于常规300～1000 MW机组，可以节约燃煤3～5g/kW·h。而且对锅炉空气预热器4来讲，提高了空气预热器4的入口冷风温度，减少空气预热器4的腐蚀风险。
可以通过在给水省煤器6下方设置凝结水省煤器5，烟气流经给水省煤器6后进入凝结水省煤器5，对部分凝结水进行换热，以进一步提高高温烟气的利用效率。当汽轮机机组负荷降低时，抽汽压力降低时，可以切换汽轮机更高一级的抽汽，抽取的蒸汽经暖风器3将与锅炉连接的锅炉进风道16中的入炉冷风加热，使冷风加热至85～115℃，确保入炉冷风在暖风器3换热效果。对经暖风器3换热后形成的冷凝水回收至凝汽器11中回收利用，以节省成本。
本发明还设计了实施上述锅炉尾部热量综合利用方法的设备，其包括安装于汽轮机低能级端的低能级抽汽管路、安装于锅炉进风道16上的暖风器3、安装于锅炉进风道16上且位于暖风器3上方的空气预热器4以及省煤器/脱硝装置出口烟道7，所述低能级抽汽管路连接于暖风器3，所述省煤器/脱硝装置出口烟道7有两个支路，一支路经空气预热器4连接于空预器后烟道17，另一支路经给水省煤器6连接于空预器后烟道17，所述空预器后烟道17连接于除尘器10，所述给水省煤器6入口端连接于给水泵22出口的主给水管道，其出口端经调节阀23与给水操作台19入口管道连接，即相当于给水省煤器6与高压加热器20并联运行。高压加热器20两端分别连接于给水泵22以及给水操作台19。低能级抽汽管路从汽轮机低压抽汽端抽取蒸汽通过暖风器3换热将锅炉进风道16中的冷风加热到85～115℃，之后加热的冷风再通过省煤器/脱硝装置出口烟道7输送的高温烟气经空气预热器4换热最终使锅炉进风道16中的冷风加热到所需温度。由于蒸汽对冷风进行了初级加热，因此可以节省出部分高温烟气，节省的高温烟气通过另一支路进入给水省煤器6中与给水泵22打入的部分给水进行换热，加热后进入给水操作台19，另一部分给水依然通过高压加热器20加热并加热后进入给水操作台19。因此通过高温烟气加热部分给水，减少了汽轮机高能级的抽汽量，提高了汽轮机效率，节省了燃煤。低能级抽汽管路可以包括安装于汽轮机上的末级抽汽管路1以及次末级抽汽管路2，末级抽汽管路1和次末级抽汽管路2通过管路连接于暖风器3。当汽轮机机组负荷降低时，抽汽压力降低，末级抽汽管路1的汽源可以切换至次末级抽汽管路2，以此类推，汽轮机的次末级抽汽管路2的汽源可以切换至倒数第三级的抽汽，抽取的蒸汽经暖风器3将与锅炉连接的锅炉进风道16中的入炉冷风加热，以保证冷风加热加热至85～115℃。以此类推，当次末级的压力达不到使用要求时，可以在汽轮机倒数第三级安装抽汽管路，利用倒数第三级抽取的蒸汽经暖风器3将与锅炉连接的锅炉进风道16中的入炉冷风加热。
省煤器/脱硝装置出口烟道7中且位于给水省煤器6支路中可以安装凝结水省煤器5，凝结水省煤器5的出口端经调节阀23连接于除氧器21入口的主凝结水管道，其入口端连接于低压加热器9入口端凝结水管道，低压加热器出口端连接于除氧器21，即相当于凝结水省煤器与低压加热器9并联运行。凝结水除了一部分通过低压加热器9加热后进入除氧器21处理后由给水泵22输送至给水系统，其另一部分通过管路直接进入凝结水省煤器5中，凝结水在凝结水省煤器5经高温烟气换热后再流入除氧器21，因此可以减少低压加热器9的蒸汽耗量，进一步节省了能源，提高了高温烟气的利用率。
通过在省煤器/脱硝装置出口烟道7两支路上且位于空气预热器4以及给水省煤器6下端分别安装调节风门Ⅱ 18以及调节风门Ⅰ8，以实现调整进入空气预热器4以及进入给水省煤器6和凝结水省煤器5的高温烟气流量，以方便根据具体使用环境进行调整。
汽轮机末级抽汽管路1或次末级抽汽管路2经暖风器3后分别通过疏水管路Ⅱ 15以及疏水管路Ⅰ 14连接于凝汽器11。换热后的蒸汽凝结成水，经疏水管路Ⅱ 15以及排气管路Ⅰ 14输送至凝汽器11回收利用，节省了水资源，节省了成本。疏水管路Ⅰ 14以及疏水管路Ⅱ 15上分别设置有调节阀12以及关断阀13，通过调节阀12可以调节汽轮机的末级抽汽及次末级抽汽的蒸汽流量，当调节阀12损坏后通过关闭关断阀13可以方便拆卸更换调节阀12。

Claims (9)

1.一种锅炉尾部热量综合利用方法，其特征在于：包括如下步骤：
a).采用汽轮机的末级抽汽和/或次末级抽汽经过暖风器（3）换热后将与锅炉连接的锅炉进风道（16）中的入炉冷风加热，将锅炉冷风加热到85～115℃；
b).暖风器（3）内被加热的冷风通过锅炉进风道（16）进入空气预热器（4）；
c).来自锅炉省煤器或脱硝装置的烟气通过省煤器/脱硝装置出口烟道（7）一路流经空气预热器（4）进入空预器后烟道（17），该部分烟气在空气预热器（4）中和经步骤a)加热后的冷风进行换热，另一路流经给水省煤器（6）进入空预器后烟道（17），该部分烟气通过给水省煤器（6），对部分给水进行换热；
d).在空气预热器（4）、给水省煤器（6）换热后的烟气汇合后通过空预器后烟道（17）进入除尘器（10）内除尘。
2.根据权利要求1所述的锅炉尾部热量综合利用方法，其特征在于：还包括如下步骤：在给水省煤器（6）下方设置凝结水省煤器（5），烟气流经给水省煤器（6）后进入凝结水省煤器（5），对部分凝结水进行换热。
3.根据权利要求1或2所述的锅炉尾部热量综合利用方法，其特征在于：还包括如下步骤：当汽轮机机组负荷降低时，抽汽压力降低时，切换至汽轮机高一级的抽汽，抽取的蒸汽经暖风器（3）将与锅炉连接的锅炉进风道（16）中的入炉冷风加热，保证冷风加热至85～115℃。
4.根据权利要求3所述的锅炉尾部热量综合利用方法，其特征在于：汽轮机末级、次末级抽汽经暖风器（3）换热后变成冷凝水，冷凝水进入凝汽器（11）回收。
5.一种实现权利要求1所述的锅炉尾部热量综合利用方法的系统，其特征在于：包括安装于汽轮机低能级端的低能级抽汽管路、安装于锅炉进风道（16）上的暖风器（3）、安装于锅炉进风道（16）上且位于暖风器（3）上方的空气预热器（4）以及省煤器/脱硝装置出口烟道（7），所述低能级抽汽管路连接于暖风器（3），所述省煤器/脱硝装置出口烟道（7）有两个支路，一支路经空气预热器（4）连接于空预器后烟道（17），另一支路经给水省煤器（6）连接于空预器后烟道（17），所述空预器后烟道（17）连接于除尘器（10），所述给水省煤器（6）出口端连接于给水泵（22）出口的主给水管道，其出口端经调节阀（23）与给水操作台（19）入口管道连接。
6.根据权利要求5所述的锅炉尾部热量综合利用系统，其特征在于：还包括安装于省煤器/脱硝装置出口烟道（7）中且位于给水省煤器（6）支路的凝结水省煤器（5），所述凝结水省煤器（5）的出口端经调节阀（23）连接于除氧器（21）入口的主凝结水管道，其入口端连接于低压加热器（9）入口端凝结水管道，所述低压加热器（9）出口端连接于除氧器（21）。
7.根据权利要求5或6所述的锅炉尾部热量综合利用系统，其特征在于：所述低能级抽汽管路包括安装于汽轮机上的末级抽汽管路（1）以及次末级抽汽管路（2），所述末级抽汽管路（1）和次末级抽汽管路（2）通过管路连接于暖风器（3）。
8.根据权利要求7所述的锅炉尾部热量综合利用系统，其特征在于：还包括分别安装于省煤器/脱硝装置出口烟道（7）两支路上的且分别位于空气预热器（4）以及给水省煤器（6）下端的调节风门Ⅱ（18）以及调节风门Ⅰ（8）。
9.根据权利要求7所述的锅炉尾部热量综合利用系统，其特征在于：还包括凝汽器（11），所述末级抽汽管路（1）以及次末级抽汽管路（2）经暖风器（3）后分别通过疏水管路Ⅱ（15）以及疏水管路Ⅰ（14）连接于凝汽器（11），所述疏水管路Ⅰ（14）以及疏水管路Ⅱ（15）上分别设置有调节阀（12）以及关断阀（13）。
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