CN105626171A - 一种应用于间接空冷机组余热利用系统 - Google Patents

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吕凯
陈胜利
万超
李高潮
荆涛
马汀山
邓佳
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Huaneng Group Technology Innovation Center Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种应用于间接空冷机组余热利用系统，从凝汽器喉部抽汽至设置的表面式换热器被循环冷却水冷凝，循环冷却水升温后被循环水升压泵打压至管束式换热器中加热一次风和二次风，该换热器设置在一次风机/送风机出口至空气预热器入口的风道中，循环热水放热后回流至表面式凝汽器入口管道。在环境温度低于15℃时，机组运行背压控制在10kPa左右，循环热水温度在40℃，可将风温加热到20℃左右，因此可以替代原暖风器的功能。本发明节能效果明显，改造初投资较小，并且系统简单，维护成本低。

Description

一种应用于间接空冷机组余热利用系统
【技术领域】
本发明属于间接空冷机组节能降耗领域，涉及一种余热利用系统，具体是一种应用于间接空冷机组余热利用系统。
【背景技术】
间接空冷机组冷端系统多采用表凝式间接空冷系统，汽轮机排汽以循环冷却水为中间介质，将排汽与空气之间的热交换分两次进行：一次为蒸汽与循环冷却水之间在表面式凝汽器中换热；一次为循环冷却水和空气在间冷塔散热器中换热。以600MW等级超临界间接空冷机组满负荷运行工况为例，夏季高温时段运行背压约36kPa～40kPa，进空冷塔循环热水温度约为70℃，冷端系统散热量约为830MW；冬季低温时段运行背压约10kPa，进空冷塔循环热水温度约40℃，间冷系统散热量约为780MW。可见，冷端系统损失掉的余热约占50％以上。
基于朗肯循环的火电机组的热力循环中，最大的热量损失在冷端系统，约占50％以上。目前国内电站锅炉为避免锅炉尾部受热面的低温腐蚀，一般采用暖风器预热风温的方式来解决，暖风器布置于空气预热器进口风道中，利用汽轮机的某级抽汽对低温空气进行预热。一方面，大量的低品质热量白白损失掉；另一方面，出于运行安全又必须消耗掉一定的高品质热量。
目前国内电站锅炉为避免锅炉尾部受热面的低温腐蚀，一般采用暖风器预热风温的方式来解决，暖风器布置于空气预热器进口风道中，利用汽轮机的某级抽汽对低温空气进行预热。决定暖风器投入的因素主要有环境温度、烟气酸露点温度等，一般当平均气温低于15℃～20℃时需要投入锅炉暖风器系统。以600MW等级超临界间接空冷机组满负荷运行工况为例，其设计工况为：暖风器采用汽轮机抽汽将环境温度-10℃加热到20℃，汽轮机抽汽消耗量为20.7t/h(1.3MPa，380℃)，影响热耗率约60kJ/(kW·h)，供电煤耗率2.3g/(kW·h)。
综上所述，对于间接空冷机组而言，一方面暖风器利用汽轮机某级抽汽加热一次风和二次风；另一方面，冷端系统数量巨大的热量排入环境，白白损失掉。采取技术措施，利用冷端系统废热加热一次风和二次风，替代暖风器，有效利用机组余热，对于节能减排工作具有重要的指导意义。
【发明内容】
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种应用于间接空冷机组余热利用系统，在满足暖风需要的情况下此部分汽轮机抽汽不再投用，降低机组煤耗，提高经济性。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种应用于间接空冷机组余热利用系统，包括由汽轮机低压缸、表面式凝汽器和空冷塔构成的第一循环系统，以及由表面式凝汽器、表面式换热器和两个管束式换热器构成的第二循环系统；
第一循环系统：汽轮机低压缸的排汽进入表面式凝汽器被循环冷却水冷凝，循环冷却水吸热升温后经循环水泵打压至空冷塔冷却后返回到表面式凝汽器中；
第二循环系统：汽轮机排汽从表面式凝汽器的喉部引至表面式换热器被循环水冷凝，循环水升温后经循环水升压泵分别打压至两个管束式换热器中，用于加热一次风和二次风，循环水放热后回流至表面式换热器入口管道。
本发明进一步的改进在于：
所述两个管束式换热器分别与送风机和一次风机的出口相连通，两个管束式换热器的出风口均通过暖风器与空气预热器入口相连通。
所述空冷塔内设置脱硫塔，锅炉排烟经低温省煤器余热回收后，再经过电除尘除尘后，在引风机作用下，排至脱硫塔。
所述低温省煤器与至少一个低压加热器相连，将回收的热量经介质换热输送至低压加热器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明从凝汽器喉部抽汽至设置的表面式换热器被循环冷却水冷凝，循环冷却水升温后被循环水升压泵打压至管束式换热器中加热一次风和二次风，该换热器设置在一次风机/送风机出口至空气预热器入口的风道中，循环热水放热后回流至表面式凝汽器入口管道。在环境温度低于15℃时，机组运行背压控制在10kPa左右，循环热水温度在40℃，可将风温加热到20℃左右，因此可以替代原暖风器的功能。本发明节能效果明显，改造初投资较小，并且系统简单，维护成本低。
【附图说明】
图1为本发明的整体系统结构示意图。
其中：1为汽轮机低压缸；2为表面式凝汽器；3为循环水泵；4为表面式换热器；5为空冷塔；6为脱硫塔；7为引风机；8为电除尘；9为低温省煤器；10为空气预热器；11为暖风器；12为管束式换热器；13为送风机；14为一次风机。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明汽轮机低压缸1排汽进入表面式凝汽器2被循环冷却水冷凝，循环冷却水吸热升温后经循环水泵3打压至空冷塔5冷却后回到表面式凝汽器2，此为一个循环。将部分汽轮机排汽从表面式凝汽器2喉部打孔抽汽引至表面式换热器4被循环水冷凝，该换热器与传统的凝汽器类似，循环水升温后经循环水升压泵15打压至设置在送风机13和一次风机14出口至空气预热器10入口的管束式换热器12中加热一次风和二次风，循环水放热后回流至表面式换热器4入口管道，此为一个循环；管束式换热器12与空气预热器10之间还设置有暖风器11。
打锅炉排烟经低温省煤器9余热回收后经电除尘8除尘后，在引风机7作用下，排至设置在空冷塔内的脱硫塔6。
采用该技术加热一次风和二次风，全年投用。在机组原投用暖风器的时段，采用现技术替代暖风器，风温加热幅度与之前投用暖风器一致，因此除了原汽轮机抽汽不再投用之外，对机组其他系统运行性能并无任何影响。其他时段采用该技术加热一次风和二次风，风温提高，锅炉排烟温度提高，排烟温度升高的这部分热量经由低温省煤器吸收至主机回热系统。
以660MW超临界间接空冷机组为例，引部分汽轮机排汽利用表面式换热器加热一次风机/送风机出口至空气预热器入口的风温，综合节约汽轮机抽汽、汽机运行背压降低、锅炉效率略有下降以及低温省煤器投运效果提升，全年供电煤耗率下降1.2g/(kW·h)。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种应用于间接空冷机组余热利用系统，其特征在于，包括由汽轮机低压缸(1)、表面式凝汽器(2)和空冷塔(5)构成的第一循环系统，以及由表面式凝汽器(2)、表面式换热器(4)和两个管束式换热器(12)构成的第二循环系统；
第一循环系统：汽轮机低压缸(1)的排汽进入表面式凝汽器(2)被循环冷却水冷凝，循环冷却水吸热升温后经循环水泵(3)加压至空冷塔(5)冷却后返回到表面式凝汽器(2)中；
第二循环系统：汽轮机排汽从表面式凝汽器(2)的喉部引至表面式换热器(4)被循环水冷凝，循环水升温后经循环水升压泵(15)分别打压至两个管束式换热器(12)中，用于加热一次风和二次风，循环水放热后回流至表面式换热器(4)入口管道。
2.根据权利要求1所述的应用于间接空冷机组余热利用系统，其特征在于，所述两个管束式换热器(12)分别与送风机(13)和一次风机(14)的出口相连通，两个管束式换热器(12)的出风口均通过暖风器(11)与空气预热器(10)入口相连通。
3.根据权利要求1所述的应用于间接空冷机组余热利用系统，其特征在于，所述空冷塔(5)内设置脱硫塔(6)，锅炉排烟经低温省煤器(9)余热回收后，再经过电除尘(8)除尘后，在引风机(7)作用下，排至脱硫塔(6)。
4.根据权利要求3所述的应用于间接空冷机组余热利用系统，其特征在于，所述低温省煤器(9)与至少一个低压加热器相连，将回收的热量经介质换热输送至低压加热器。
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