CN104832228B - 天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统 - Google Patents

天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统 Download PDF

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Abstract

本发明专利公开了一种天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统，包括：锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器、除氧器、省煤器、空气预热器、低压加热器、高压加热器、凝结水泵、锅炉给水泵、循环水泵、凉水塔、煤粉制备机、空气鼓风机、引风机，所述的锅炉由汽包、下降管、水冷壁、联箱、屏式过热器、对流过热器及再热器构成；所述的汽包通过管道顺序次与屏式过热器、对流过热器连接，所述的对流过热器与汽轮机连接；所述的汽轮机分别与发电机和凝结水加热塔连接。本发明热效率利用率高、能够回收水汽排放的，降低空气水份的优点，同时提高了火力发电的热效率。火力发电热效率由40％增加到70％左右，纯净水可以回收297万吨/年。

Description

天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统
技术领域
本发明涉及火力发电技术领域，具体涉及天然气发电技术，更为具体的说是天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统。
背景技术
从2014年11月2日，从中央电视台新闻联播的节目中了解到，北京市领导为了降低北京城市空气污染，改变北京的环境状况，决定北京的所有的火力发电厂全部由燃煤改为燃烧天然气，每年可减少用煤230万吨。这样可以大大改善北京的环境状况。
火力发电的热效率一般在40％以下，原因是火力发电的热损失太多，这些损失是火力发电热效率不高的原因，火力发电的热损失主要有：蒸汽轮机排除乏蒸汽带走一部分热能，为了回收蒸汽的水份，必须降温将乏蒸汽凝结为水，才能用加压泵加压重新送回锅炉，重新升温做下一循环，这就损失了一部分能量，同时向空气中排放出大量的水蒸气；现在空气下降，特别是冬季，雾霾增多，影响人们的出行和日常生活；这些雾霾形成的原因，是空气中水的分子和尘埃聚合的产物；因此提高火力发电的热效率和降低空气水蒸气的含量是当务之急。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的上述缺点，提供一种热效率利用率高、能够回收水汽排放的，天然气发电中尾气能量及纯净水回收体统。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统，包括：锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器、除氧器、省煤器、空气预热器、低压加热器、高压加热器、凝结水泵、锅炉给水泵、循环水泵、凉水塔、煤粉制备机、空气鼓风机、引风机，其特征在于：所述的锅炉由汽包、下降管、水冷壁、联箱、屏式过热器、对流过热器及再热器构成；所述的汽包通过管道顺序次与屏式过热器、对流过热器连接，所述的对流过热器与汽轮机连接；所述的汽轮机分别与发电机和凝结水加热塔连接；所述的汽轮机与凝结水加热塔之间的管道通过三通管与凝汽器连接；所述的凝汽器通过管道顺次与循环水泵、凉水塔连接。
前述的天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统，其特征在于：所述的除氧器分别与凝结水泵、锅炉给水泵连接；所述的锅炉给水泵顺次与高压加热器、省煤器、汽包连接。
前述的天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统，其特征在于：所述的空气预热器与煤粉制备机连接后接入锅炉。
前述的天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统，其特征在于：所述的空气预热器分别与空气鼓风机和引风机连接。
前述的天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统，其特征在于：所述的引风机通过管道与纯净水回收塔连接。
本发明热效率利用率高、能够回收水汽排放的，降低空气水份的优点，同时提高了火力发电的热效率；火力发电热效率由40％增加到70％左右，纯净水可以回收297万吨/年。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步说明。
如图1所示，天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统，包括：锅炉1、汽轮机2、发电机3、凝汽器4、除氧器5、省煤器6、空气预热器7、低压加热器8、高压加热器9、凝结水泵10、锅炉给水泵11、循环水泵12、凉水塔13、煤粉制备机14、空气鼓风机15、引风机16，其特征在于：所述的锅炉1由汽包17、下降管18、水冷壁19、联箱20、屏式过热器21、对流过热器22及再热器23构成；所述的汽包17通过管道顺序次与屏式过热器21、对流过热器22连接，所述的对流过热器22与汽轮机2连接；所述的汽轮机2分别与发电机3和凝结水加热塔24连接；所述的汽轮机2与凝结水加热塔24之间的管道通过三通管与凝汽器4连接；所述的凝汽器4通过管道顺次与循环水泵12、凉水塔13连接。
前述的天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统，其特征在于：所述的除氧器5分别与凝结水泵10、锅炉给水泵11连接；所述的锅炉给水泵11顺次与高压加热器9、省煤器6、汽包17连接。
前述的天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统，其特征在于：所述的空气预热器7与煤粉制备机14连接后接入锅炉。
前述的天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统，其特征在于：所述的空气预热器7分别与空气鼓风机15和引风机16连接。
前述的天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统，其特征在于：所述的引风机16通过管道与纯净水回收塔25连接。
能量回收流程
蒸汽轮机排出的乏蒸汽，经管道和管道进入能量回收塔上部的管内，乏蒸汽在管内由上向下运动，凝结水加热塔经水泵送到管间的冷却水换热，乏蒸汽温度降低变为凝结水经管道进入水泵和管道。凝结水由下向上运动，热量回收塔上部经送到凝结水加热塔上部的管间的热水换热，水温升高后由管道送入管道进入原流程。完成能量回收任务。用蒸汽轮机排出的乏蒸汽的热量加热凝结水，这是本发明的主要特征。
热量循环流程：由水泵送来的冷却水经进入热量回收塔下部，接受由上部下来的乏蒸汽的热量，冷却水由下向上运动，水温升高后经管道进入凝结水加热塔上部，含有大量热量的冷却水由上向下运动，把热量传经由水泵送来的凝结水，凝结水的水温升高，冷却水的水温降低，由上向下运动经水泵进入热量回收塔下部，完成热量循环任务。
为了减少热量损失，热量回收塔、凝结水加热塔和进入塔的管线均要采取保温措施。
温度相等关系：热量回收塔的上部和凝结水加热塔的上部是高温区，温度基本相等；热量回收塔的下部和凝结水加热塔的下部，是低温区，温度几乎相同。
蒸汽轮机排出的乏蒸汽的热量大部分可以回收，但是，热损失是不可避免的。凝结水加热塔下部的冷量是否完全能把乏蒸汽冷却成凝结水，这还要实践检验，在本流程中还特地装配了一根加冷却水加水管，保证冷量充足。为了保证热量回收塔、凝结水加热塔内和管道不结垢，冷却水要用排气回收的纯净水。
纯净水回收流程：烟气从空气预热器引出，经引风机和进入纯净水回收塔上部，经管内向下运动，接受由空气鼓风机B从大气抽来的冷空气的冷量，烟气进一步冷却，烟气中的水蒸汽冷却成凝结水，从凝结水塔下部排出，回收。经过滤后可做锅炉补给水进除氧器，也可做冷却用水。
烟气热量回收流程：空气鼓风机B抽取大气的冷空气，经管道进入纯净水回由塔的管间，回收烟气的热量后，经管道进入空气鼓风机经管道进入空气预热器，完成烟气热量再次回收。具有关资料介绍烟气温度每降低15℃锅炉效率可提高1％，空气温度每提高100℃可使理论燃烧温度上升35-40℃。
说明：水在加压下可以吸附二氧化碳，在低压下，水对二氧化碳解析。

Claims (3)

1.天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统，包括：锅炉(1)、汽轮机(2)、发电机(3)、凝汽器(4)、除氧器(5)、省煤器(6)、空气预热器(7)、低压加热器(8)、高压加热器(9)、凝结水泵(10)、锅炉给水泵(11)、循环水泵(12)、凉水塔(13)、煤粉制备机(14)、空气鼓风机(15)、引风机(16)，所述的锅炉(1)由汽包(17)、下降管(18)、水冷壁(19)、联箱(20)、屏式过热器(21)、对流过热器(22)及再热器(23)构成，其特征在于：所述的汽包(17)通过管道顺序次与屏式过热器(21)、对流过热器(22)连接，所述的对流过热器(22)与汽轮机(2)连接；所述的汽轮机(2)分别与发电机(3)和凝结水加热塔(24)连接；所述的汽轮机(2)与凝结水加热塔(24)之间的管道通过三通管与凝汽器(4)连接；所述的凝汽器(4)通过管道顺次与循环水泵(12)、凉水塔(13)连接；所述的除氧器(5)分别与凝结水泵(10)、锅炉给水泵(11)连接；所述的锅炉给水泵(11)顺次与高压加热器(9)、省煤器(6)、汽包(17)连接；所述的空气预热器(7)与煤粉制备机(14)连接后接入锅炉。
2.根据权利要求1所述的天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统，其特征在于：所述的空气预热器(7)分别与空气鼓风机(15)和引风机(16)连接。
3.根据权利要求1所述的天然气发电中低品位能量及纯净水回收系统，其特征在于：所述的引风机(16)通过管道与纯净水回收塔(25)连接。
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