CN105531537B - 烟道气体热回收整合 - Google Patents

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Abstract

一种具有化石燃料燃烧锅炉(10)、供气系统、烟道气体系统和冷凝物系统的发电站。整体烟道气体换热器(54)跨越烟道气体系统中的旁通管线(22)和冷凝物系统，以便改善发电站的热效率，同时极小化复杂性。

Description

烟道气体热回收整合
技术领域
本公开内容大体上涉及包括化石燃料锅炉的发电站，且具体涉及其能效构造。
背景技术
例如在EP 2351914 A中描述的典型的化石燃料发电站具有包括节能器(economizer)、蒸发器、过热器和再热器的锅炉，以及若干汽轮机模块，其包括安装在驱动发电机的轴上的高压、中压和低压级。由锅炉生成的蒸汽首先在高压涡轮级中膨胀，此后其在随后给送到中压涡轮级中之前在再热器中再热。从中压级排出的蒸汽在低压涡轮级中进一步膨胀之后给送到冷凝器中。收集在冷凝器的井中的冷凝物由一个或更多个抽出泵泵送至冷凝物预热器，其使用从低压蒸汽涡轮和中压蒸汽涡轮获得的蒸汽来预热冷凝物。该站还可包括位于供水泵系统下游的一个或更多个高压预热器，用于升高低压预热器下游的冷凝物的压力。从高压涡轮级获得的蒸汽可用作这些预热器的热源。来自高压预热器的预热的冷凝物然后给送到锅炉/经济器(economiser)中，因此完成闭环蒸汽冷凝物循环。
典型的化石燃料发电站包括化石燃料系统，其可包括将煤给送到锅炉中的煤磨碎设施、用于供应燃烧空气的空气系统，以及用于从锅炉引导烟道气体的烟道气体排出系统。烟道气体系统典型地包括用于在空气进入锅炉和颗粒收集系统(诸如静电除尘器或织物过滤器)之前预热空气的空气预热器，以及在烟道气体经由冷却塔或排气器放出之前修正烟道气体的脱硫单元。使用烟道气体预热空气是改善站的热效率的一种手段。然而，不断需要提供在可通过降低复杂性实现的降低成本下平衡提高的热效率需要的站。
发明内容
提供了一种化石燃料发电站，其解决了站复杂性和热效率的双重问题。
该问题借助于独立权利要求的主题来解决。有利实施例在从属权利要求中给出。
本公开内容基于提供整体烟道气体换热器的总体构想，烟道气体换热器跨越旁通管线和第二冷凝物管线，且构造和布置成将热能从烟道气体传递至冷凝物。
一个方面提供了一种发电站，其具有化石燃料燃烧锅炉、用于将空气给送到锅炉中的供气管线、连接到锅炉上来用于从锅炉排放烟道气体的烟道气体管线、构造和布置在供气管线和烟道气体管线中来将热能从流出锅炉的烟道气体交换至给送到锅炉中的空气的空气预热器。该方面还提供了形成烟道气体管线的一部分且布置成绕过空气预热器的旁通管线、连接到锅炉上来用于将冷凝物给送到锅炉中的具有多个预热器的第一冷凝物管线，以及具有连接到第一冷凝物管线上的第一远端和第二远端的第二冷凝物管线。该方面还包括跨越旁通管线和第二冷凝物管线的整体烟道气体换热器。整体烟道气体换热器提供将热能从烟道气体传递到冷凝物管线中的冷凝物的有效但简单的手段。
在一方面，冷凝物管线包括一个或更多个低压预热器、一个或更多个高压预热器和供水泵系统，该系统流体地位于一个或更多个低压预热器与一个或更多个高压预热器之间。供水泵系统构造和布置成升高第一冷凝物管线中的冷凝物压力。第一冷凝物管线的第一端位于低压加热器下游和供水泵系统的上游，且辅助供水泵系统位于第二冷凝物管线中。
在不同方面中，辅助供水泵系统位于烟道气体换热器的上游或下游。
在一方面，第二冷凝物管线的第二端位于一个或更多个高压预热器的下游，而在另一个方面中，第二冷凝物管线的第二端位于供水泵系统的上游。
在一方面，烟道气体换热器与第二端之间的第二冷凝物管线经过蒸汽侧上的一个或更多个高压预热器中的至少一个，以便允许经过至少一个或更多个高压预热器的冷凝物的加热。
另一方面包括第三冷凝物管线，其具有流体地位于供水泵系统与一个或更多个高压预热器之间的第一端，以及位于一个或更多个高压预热器下游的第一冷凝物管线中的第二端。该方面还包括第三冷凝物管线中的冷凝物换热器。在此方面，第二冷凝物管线的第二端流体地位于一个或更多个低压预热器与供水泵系统之间，而位于烟道气体换热器下游的第二冷凝物管线的一部分经过冷凝物换热器，由此允许冷凝物经过第三冷凝物管线来由烟道气体换热器内加热的冷凝物加热。
在一方面，冷凝物管线包括一个或更多个低压预热器、一个或更多个高压预热器和供水泵系统，其流体地位于一个或更多个低压预热器与一个或更多个高压预热器之间，且进一步构造和布置成升高第一冷凝物管线中的冷凝物压力。第二冷凝物管线的第一端流体地位于供水泵系统与一个或更多个高压预热器之间，且第二冷凝物管线的第二端位于一个或更多个高压预热器下游。
本发明的另一个目的在于克服或至少改良现有技术的缺点和不足，或提供有用的备选方案。
本公开内容的其它方面和优点将从连同附图的以下描述变得清楚，附图通过举例的方式示出了本发明的示例性实施例。
附图说明
举例来说，在下文中参照附图更完整描述了本公开内容的实施例，在附图中：
图1为现有技术的蒸汽站布置的简图；
图2为具有中间热/温热冷凝物换热器的蒸汽站的示例性实施例的简图；
图3为具有与级联的冷凝物预热器组合的整体烟道气体/冷凝物换热器的另一个示例性实施例的简图；
图4为具有与低压供水箱和辅助供水泵系统组合的整体烟道气体/冷凝物换热器的另一个示例性实施例的简图；以及
图5为具有从低压供水箱至锅炉入口与辅助供水泵系统组合的整体烟道气体/冷凝物换热器的另一个示例性实施例的简图。
图6为具有从低压供水箱至锅炉入口与专用供水泵系统组合的整体烟道气体/冷凝物换热器的另一个示例性实施例的简图。
具体实施方式
现在参照附图描述本公开内容的示例性实施例，其中相似的参考标号用于表示各处相似的元件。在以下描述中，为了阐释的目的，提出了许多特定细节来提供本公开内容的彻底理解。然而，本公开内容可在没有这些特定细节的情况下实施，且不限于本文公开的示例性实施例。
本文所述的示例性实施例可应用于如图1中所示的化石燃料燃烧发电站。此化石燃料发电站包括锅炉10、用于将燃烧空气主要给送到锅炉10中的空气管线30、用于从锅炉10排放烟道气体的烟道气体管线20，以及将冷凝物给送到锅炉10中的形成闭环水/蒸汽回路的部分的冷凝物管线40。
典型地，空气预热器32跨越烟道气体管线20和空气管线30。烟道气体管线20还可包括颗粒收集单元24，例如，连接在排气器28或冷却塔28之前的静电除尘器和脱硫单元26。
冷凝物管线40包括多个预热器50,52，其可包括一个或更多个低压引入而起50和一个或更多个高压预热器52。在此布置中，位于低压预热器50与高压预热器52之间的供水泵系统44升高经过冷凝物管线40的冷凝物的压力。形成冷凝物管线40的一部分的可选的低压供水箱48可位于供水泵系统44与一个或更多个低压预热器50之间。
在图2中所示的示例性实施例中，发电站的烟道气体系统具有围绕空气预热器32的旁通管线22，其用作允许至少一些烟道气体从锅炉绕过部分地位于烟道气体管线20中的空气预热器32的手段。此外，冷凝物系统包括第二冷凝物管线42，其从一个或更多个低压预热器50与供水泵系统44之间的冷凝物管线40延伸穿过辅助供水泵系统46和位于旁通管线22上的烟道气体换热器54，且然后在回到冷凝物管线40的同一区域之前穿过冷凝物换热器56，直接地至管线部分，或至形成冷凝物管线40的一部分的低压供水箱48。
为整体换热器(即，旁通管线22中的唯一换热器)的烟道气体换热器54允许热能从烟道气体系统传递到冷凝物系统。
第三冷凝物管线56具有在一个或更多个高压预热器52与供水泵系统44之间的点处和锅炉10与一个或更多个高压预热器52之间的点处连结冷凝物管线40的端部。第三冷凝物管线56还经过冷凝物换热器56。针对冷凝物的第二冷凝物管线42和第三冷凝物管线43经由换热器56热连接。
在图3中所示的示例性实施例中，发电站的烟道气体系统具有围绕空气预热器32的旁通管线22，其用作允许至少一些烟道气体从锅炉绕过部分地位于烟道气体管线20与空气管线30中的空气预热器32的手段。冷凝物系统还包括第冷凝物管线42，其从一个或更多个低压预热器50与供水泵系统44之间的冷凝物管线40延伸穿过辅助供水泵系统，位于旁通管线22上的烟道气体换热器54，且然后在回到冷凝物管线40的同一区域之前穿过一个或更多个高压预热器52，直接地至管线，或经由低压供水箱48至管线。
为整体换热器(即，旁通管线上的唯一换热器)的烟道气体换热器54允许热能从烟道气体传递到冷凝物系统。第二冷凝物管线42与一个或更多个高压预热器52的进一步连接允许了烟道气体换热器中54的冷凝物获得的热能传递到经过一个或更多个高压预热器52的主冷凝物流中。
在图4中所示的示例性实施例中，发电站的烟道气体系统具有围绕空气预热器32的旁通管线22，其用作允许至少一些烟道气体从锅炉10绕过部分地位于烟道气体管线20与空气管线30中的空气预热器32的手段。此外，冷凝物系统包括第二冷凝物管线42，其从供水泵系统44延伸穿过位于旁通管线22上的烟道气体换热器54，且然后在回到锅炉10与一个或更多个高压预热器52之间的冷凝物管线40的区域之前穿过辅助供水泵系统46。
为整体换热器(即，旁通管线22中的唯一换热器)的烟道气体换热器54允许热能从烟道气体传递到冷凝物系统。
在图5中所示的示例性实施例中，发电站的烟道气体系统具有围绕空气预热器32的旁通管线22，其用作允许至少一些烟道气体从锅炉绕过部分地位于烟道气体管线20与空气管线30中的空气预热器32的手段。此外，冷凝物系统包括第二冷凝物管线42，其从一个或更多个高压预热器52与供水泵系统44之间的冷凝物管线40延伸穿过位于旁通管线22上的烟道气体换热器54，且然后在回到位于一个或更多个高压预热器52下游的冷凝物管线40中的辅助供水泵系统46与一个或更多个高压预热器52之间的冷凝物管线40的区域之前穿过辅助供水泵系统46。
为整体换热器(即，旁通管线22中的唯一换热器)的烟道气体换热器54允许热能从烟道气体传递到冷凝物系统。
在图6中所示的示例性实施例中，发电站的烟道气体系统具有围绕空气预热器32的旁通管线22，其用作允许至少一些烟道气体从锅炉10绕过部分地位于烟道气体管线20与空气管线30中的空气预热器32的手段。此外，冷凝物系统包括第二冷凝物管线42，其从一个或更多个高压预热器52与供水泵系统44之间的冷凝物管线40延伸穿过辅助供水泵系统46，且然后在回到锅炉10与一个或更多个高压预热器52之间的冷凝物管线40的区域之前穿过位于旁通管线22上的烟道气体换热器54。
为整体换热器(即，旁通管线22中的唯一换热器)的烟道气体换热器54允许热能从烟道气体传递到冷凝物系统。
在未示出的备选示例性实施例中，辅助供水泵系统46位于烟道气体换热器54下游，而不是如图6中所示的在烟道气体换热器54的上游。
尽管本公开内容在本文中示为和描述为构想成最实用的示例性实施例的内容，但将认识到的是，本公开内容可体现为其它细节。当前公开的实施例因此在所有方面都认作是示范性而非限制性的。本公开内容的范围由所附权利要求而非前述描述指出，且归入意义和范围和其等同物内的所有变化都旨在包含在其中。
参考标号
10 锅炉
20 烟道气体管线
22 烟道气体旁通管线
24 颗粒收集单元
26 脱硫单元
28 排气器/冷却塔
30 空气管线
32 空气预热器
40 冷凝物管线
42 第二冷凝物管线
43 第三冷凝物管线
44 供水泵系统
46 辅助供水泵系统
48 低压供水箱
50 低压预热器
52 高压预热器
54 烟道气体换热器
56 冷凝物换热器。

Claims (5)

1.一种发电站，包括：
化石燃料燃烧锅炉(10)；
用于将空气给送到所述锅炉(10)中的供气管线；
连接至所述锅炉(10)以用于将烟道气体从所述锅炉(10)排放的烟道气体管线(20)；
构造和布置成将来自流出所述锅炉(10)的烟道气体的热能交换至给送到所述锅炉(10)中的空气的所述供气管线和所述烟道气体管线(20)两者中的空气预热器(32)；
布置成绕过所述空气预热器(32)的形成所述烟道气体管线(20)的一部分的旁通管线(22)；
连接至所述锅炉(10)以用于将冷凝物给送到所述锅炉(10)中的第一冷凝物管线(40)，其具有一个或更多个低压预热器(50)，一个或更多个高压预热器(52)，以及供水泵，该供水泵流体地位于所述一个或更多个低压预热器(50)与所述一个或更多个高压预热器(52)之间，构造且布置成升高所述第一冷凝物管线(40)中的冷凝物压力；
具有连接至所述第一冷凝物管线(40)的第一和第二远端的第二冷凝物管线(42)，其中所述第二冷凝物管线(42)的第一端位于所述一个或更多个低压预热器(50)的下游和所述供水泵的上游，且辅助供水泵位于所述第二冷凝物管线(42)中；
烟道气体换热器(54)，其跨越所述旁通管线(22)和所述第二冷凝物管线(42)，构造且布置成将热能从烟道气体传递至冷凝物；
第三冷凝物管线(43)，其具有流体地位于所述供水泵与所述一个或更多个高压预热器(52)之间的第一端，以及位于所述一个或更多个高压预热器(52)下游的所述第一冷凝物管线(40)中的第二端；以及
所述第三冷凝物管线(43)中的冷凝物换热器，
其中所述第二冷凝物管线(42)的第二端流体地位于所述一个或更多个低压预热器(50)与所述供水泵之间，而位于所述烟道气体换热器(54)下游的所述第二冷凝物管线(42)的一部分经过所述冷凝物换热器(56)，由此允许经过所述第三冷凝物管线(43)的冷凝物由所述烟道气体换热器(54)内加热的冷凝物加热。
2.根据权利要求1所述的发电站，其特征在于，所述第二冷凝物管线(42)从所述供水泵延伸。
3.根据权利要求1所述的发电站，其特征在于，所述辅助供水泵位于所述烟道气体换热器(54)的上游。
4.根据权利要求1所述的发电站，其特征在于，所述第二冷凝物管线(42)的所述第二端位于所述供水泵的上游。
5.根据权利要求1所述的发电站，其特征在于，所述烟道气体换热器(54)与所述第二端之间的所述第二冷凝物管线(42)经过所述一个或更多个高压预热器(52)中的至少一个，以便允许经过所述至少一个或更多个高压预热器(52)的冷凝物的加热。
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