CN106321174B - 一种利用高温烟气余热的发电系统 - Google Patents

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Abstract

一种利用高温烟气余热的发电系统，包括内设有再热器的双压余热锅炉，所述双压余热锅炉的高压蒸汽通入背压汽轮发电机组进行发电，汽轮发电机组发电后的蒸汽重回双压余热锅炉内通过再热器进行加热，再热后的蒸汽通过蒸汽管道，进入汽轮发电机组进行发电。本发明具有利用余热生产高温高压或超高压主蒸汽和低压蒸汽的带再热的双压余热锅炉，余热锅炉所产生的主蒸汽通过一台高温高压或超高压背压汽轮机进行发电。

Description

一种利用高温烟气余热的发电系统
技术领域
本发明涉及余热发电技术领域，尤其是涉及一种利用高温烟气余热的发电系统。
背景技术
清洁型焦炉、工业硅等高温余热行业产生的高温烟气余热用来发电，汽轮发电机组功率较小，以往由于受设备制造技术的限制，往往采用中温中压或次中压蒸汽参数，发电效率低，自用电率高，循环水耗量大，企业经济效益差。
目前，随着技术进步和设备制造技术的提高，高参数小功率汽轮发电机组制造日益成熟，余热发电效率的提高成为可能。部分余热发电企业为了提高余热利用效率，直接将原来的整套低参数余热发电系统拆除，重新建设高温高压或超高压余热发电系统。新建系统虽然发电效率高，但存在以下问题：①原有设备没有充分利用，工程造价高；②原余热发电系统设备需要全部拆除，为新建发电系统提供场地，浪费资源；③建设周期长，建设期间原有发电系统不能发电，停产损失大。
如何采用一种更好的改造方案，既提高余热的利用效率，提高发电量，又能充分利用现有的设备，减少浪费，是高温余热低参数发电改造的一个方向。
发明内容
本发明的目的是为解决现有余热利用效率低，系统改造成本高的问题，提供一种利用高温烟气余热的发电系统。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种利用高温烟气余热的发电系统，包括内设有再热器的双压余热锅炉，所述双压余热锅炉的高压蒸汽通入背压汽轮发电机组进行发电，汽轮发电机组发电后的蒸汽重回双压余热锅炉内通过再热器进行加热，再热后的蒸汽通过蒸汽管道，进入汽轮发电机组进行发电，汽轮发电机组发电后的蒸汽通入凝汽器，凝汽器中形成的凝结水通过凝结水泵依次通入汽封加热器、一级低压加热器和二级低压加热器中进行加热，加热后的凝结水通入除氧器，除氧后的水一部分通过低压给水泵通入双压余热锅炉中的低压管路内，另一部分通过高压给水泵通入双压余热锅炉中高压管路内，双压余热锅炉的低压蒸汽通入除氧器供除氧器使用，双压余热锅炉中的排污水通过排污扩容器处理，处理后蒸汽通入除氧器进行再利用，废水通入排污水加热器与补入系统的化学补充水进行换热，换热后的废水排出系统，换热后的化学补充水通入除氧器。
所述的发电系统内设置有用于当背压汽轮发电机组出现故障时，将锅炉产生的高压蒸汽减温减压至背压汽轮机排汽参数下蒸汽的减温减压旁路。
所述的减温减压旁路包括减温减压器和自动控制阀门，自动控制阀门检测到背压汽轮发电机组故障停运时打开，将管道内的蒸汽通过减温减压器处理后再通入双压余热锅炉进行再热，再热后通入汽轮发电机组进行发电，减温减压器的一端与双压余热锅炉的高压蒸汽出口连接，另一端与双压余热锅炉中的再热管路连通。
所述的汽封加热器、一级低压加热器、二级低压加热器和除氧器均与汽轮发电机组连通以便于为他们工作提供消耗的蒸汽。
所述的汽封加热器、一级低压加热器和二级低压加热器疏水回到凝汽器。
本发明具有利用余热生产高温高压或超高压主蒸汽和低压蒸汽的带再热的双压余热锅炉，余热锅炉所产生的主蒸汽通过一台高温高压或超高压背压汽轮机进行发电；余热锅炉所产生的低压蒸汽进入中压除氧器进行除氧；高温高压或超高压背压汽轮机发电后的蒸汽，再回到余热锅炉进行再热，再热后的中温中压蒸汽或更低参数的蒸汽通过蒸汽管道，进入原来的低参数汽轮发电机组系统进行发电，发电后的凝结水通过汽封加热器、低压加热器进入除氧器，除氧后的水通过新增给水泵加压，进入高温高压或超高压余热锅炉。
其设置的余热锅炉生产两种参数蒸汽，主蒸汽为高温高压或超高压参数，低压蒸汽为满足除氧器用汽的参数，余热锅炉带再热器。
其设置的背压汽轮机组采用高温高压或超高压背压汽轮机。
其设置除氧器为中压除氧器，利用余热锅炉生产的低压蒸汽和原来汽轮机高加抽汽加热给水进行除氧。
其背压汽轮发电机组设计有减温减压器旁路，保证背压汽轮机故障时，原汽轮发电机组正常运行。
本发明在旧厂改进时的工艺流程，清洁型焦炉、工业硅等产生的高温余热烟气进入高温高压或超高压双压余热锅炉，余热锅炉产生的高温高压或超高压主蒸汽通过蒸汽管道进入高温高压或超高压背压汽轮机做功，拖动发电机进行发电；余热锅炉产生的低压蒸汽进入中压除氧器进行除氧；高温高压或超高压背压汽轮机排出的蒸汽再回到余热锅炉进行再热，进入原汽轮发电机组系统进行发电，发电后的凝结水经原低压加热器加热后，再通过新设置的一台低压加热器加热最后进入中压除氧器进行除氧，除氧后的水再分别通过高压给水泵和低压给水泵加压，高压给水泵加压后的给水进入余热锅炉高压系统，生成高温高压或超高压蒸汽；低压给水泵加压后的给水，进入余热锅炉低压系统，生成低压蒸汽。
本发明的有益效果是：本发明由于其采用了高温高压或超高压余热锅炉，生产出更高品质的高温高压或超高压蒸汽，提高了蒸汽的做功能力。由于其采用了生产低压蒸汽用于除氧的余热锅炉，降低了余热锅炉排烟温度，减少了汽轮机抽汽。采用背压汽轮机组，背压汽轮机组排汽经过余热锅炉再热后，能满足原汽轮机进口蒸汽参数要求，保证原来的汽轮发电机组正常运行，不需要拆除。
本发明中采用中压除氧器，除氧器采用余热锅炉生产的低压蒸汽和原汽轮机抽汽加热给水进行除氧，满足余热锅炉给水氧含量指标，提高余热锅炉给水温度。
其余热锅炉给水系统分为高压给水系统和低压给水系统，高压给水系统用于余热锅炉高压系统，生产高温高压或超高压主蒸汽；低压给水系统用于余热锅炉低压系统，生产满足除氧器使用的低压蒸汽。
设计有减温减压旁路，当背压汽轮发电机组出现故障时，能够将锅炉产生的高压或超高压蒸汽减温减压至背压汽轮机排汽参数，再回到余热锅炉进行再热，供应原汽轮发电机组发电，从而提高系统的运转率。
由于设置了高温高压或超高压余热锅炉及高温高压或超高压背压汽轮发电机组，在余热参数不变的情况下，提高了余热的发电量，整个发电系统效率提高，降低了清洁型焦炉、工业硅等生产企业的生产成本，以原来装机20MW余热发电为例，采用低参数蒸汽参数发电，发电量约为20MW，而采用本方案进行超高压参数改造，发电量约为25MW，发电量提高了25％，既有利于环境保护，同时提高了余热利用效率，从而提高了企业的竞争力。
本发明既提高了发电量，提高了余热利用效率，又充分利用了现有低参数发电设备，减少了浪费。同时，将改造工程对原有发电设备的运行和发电量的影响降低到最小。
清洁型焦炉、工业硅等工业领域的低参数余热发电改造，只拆除原来的余热锅炉，新建一台高温高压或超高压余热锅炉和一台背压汽轮发电机组，增加少量的配套设备，原有汽轮发电机组系统继续使用，改造影响小，设备投资低，具有很好的推广价值。
附图说明
图1本发明的流程图。
图示标记： 1、双压余热锅炉，2A、背压汽轮发电机组，2、原汽轮发电机组，3、凝汽器，4、凝结水泵，5、汽封加热器， 6、一级低压加热器，7、二级低压加热器，8、除氧器，9、高压给水泵， 10、低压给水泵，11、排污扩容器，12、排污水加热器，13、减温减压器。
具体实施方式
图中所示，具体实施方式如下：
一种利用高温烟气余热的发电系统，包括内设有再热器的双压余热锅炉1，其特征在于：所述双压余热锅炉1的高压蒸汽通入背压汽轮发电机组2A进行发电，背压汽轮发电机组2A发电后的蒸汽重回双压余热锅炉1内通过再热器进行加热，再热后的蒸汽通过蒸汽管道，进入汽轮发电机组2中进行发电，汽轮发电机组2发电后的蒸汽通入凝汽器3，凝汽器3中形成的凝结水通过凝结水泵4依次通入汽封加热器5、一级低压加热器6和二级低压加热器7中进行加热，加热后的凝结水通入除氧器8，除氧后的水一部分通过低压给水泵10通入双压余热锅炉1中的低压管路内，另一部分通过高压给水泵9通入双压余热锅炉1中高压管路内，双压余热锅炉1的低压蒸汽通入除氧器8供除氧器使用，双压余热锅炉1中的排污水通过排污扩容器11处理，处理后蒸汽通入除氧器8进行再利用，废水通入排污水加热器12与补入系统的化学补充水进行换热，换热后的废水排出系统，换热后的化学补充水通入除氧器8。
所述的发电系统内设置有用于当背压汽轮发电机组2A出现故障时，将锅炉产生的高压蒸汽减温减压至背压汽轮机排汽参数下蒸汽的减温减压旁路。
所述的减温减压旁路包括减温减压器13和自动控制阀门，自动控制阀门检测到汽轮发电机组故障停运时打开，将管道内的蒸汽通过减温减压器13处理后再通入双压余热锅炉1加热，加热后通入汽轮发电机组2进行发电，减温减压器13的一端与双压余热锅炉的高压蒸汽出口连接，另一端与双压余热锅炉中的再热管路连通。
所述的汽封加热器5、一级低压加热器6、二级低压加热器7和除氧器8均与汽轮发电机组2连通以便于为他们工作提供消耗的蒸汽。
所述的汽封加热器5、一级低压加热器6和二级低压加热器7疏水排入凝汽器3。
疏水，在行业内主要是指蒸汽经过换热器进行热交换后，失去热量凝结而成的水称为：疏水。
本发明在建设使用时充分利用原有的发电系统，高温烟气进入双压余热锅炉1内换热，双压余热锅炉1生产的主蒸汽通过管道进入背压汽轮发电机组2A，背压汽轮发电机组2A排出的蒸汽回到余热锅炉1进行再热，再热后的蒸汽通过管道进入汽轮发电机组2系统，汽轮发电机组2排出的乏汽在凝汽器3内进行冷却成为凝结水，凝结水通过凝结水泵4加压，经汽封加热器5和低压加热器6及低压加热器7加热，最后进入除氧器8，除氧后的给水进入高压给水泵9，高压给水泵9加压后的给水进入余热锅炉1高压系统，生产主蒸汽；余热锅炉1生产的低压蒸汽进入除氧器8加热除盐水进行除氧，除氧后的给水进入低压给水泵10，低压给水泵10加压后的给水进入余热锅炉1低压系统，生产低压蒸汽。
背压汽轮发电机组发生故障时，余热锅炉1生产的蒸汽通过管道进入减温减压器13，减温减压器13排出的蒸汽，回到余热锅炉1进行再热，再热后的蒸汽通过管道进入汽轮发电机组2系统。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种利用高温烟气余热的发电系统，包括内设有再热器的双压余热锅炉（1），其特征在于：所述双压余热锅炉（1）的高压蒸汽通入背压汽轮发电机组（2A）进行发电，背压汽轮发电机组（2A）发电后的蒸汽重回双压余热锅炉（1）内通过再热器进行加热，再热后的蒸汽通过蒸汽管道，进入汽轮发电机组（2）中进行发电，汽轮发电机组（2）发电后的蒸汽通入凝汽器（3），凝汽器（3）中形成的凝结水通过凝结水泵（4）依次通入汽封加热器（5）、一级低压加热器（6）和二级低压加热器（7）中进行加热，加热后的凝结水通入除氧器（8），除氧后的水一部分通过低压给水泵（10）通入双压余热锅炉（1）中的低压管路内，另一部分通过高压给水泵（9）通入双压余热锅炉（1）中高压管路内，双压余热锅炉（1）的低压蒸汽通入除氧器（8）供除氧器使用，双压余热锅炉（1）中的排污水通过排污扩容器（11）处理，处理后蒸汽通入除氧器（8）进行再利用，废水通入排污水加热器（12）与补入系统的化学补充水进行换热，换热后的废水排出系统，换热后的化学补充水通入除氧器（8）。
2.根据权利要求1所述的一种利用高温烟气余热的发电系统，其特征在于：所述的发电系统内设置有用于当背压汽轮发电机组（2A）出现故障时，将锅炉产生的高压蒸汽减温减压至背压汽轮机排汽参数下蒸汽的减温减压旁路。
3.根据权利要求2所述的一种利用高温烟气余热的发电系统，其特征在于：所述的减温减压旁路包括减温减压器（13）和自动控制阀门，自动控制阀门检测到背压汽轮发电机组故障停运时打开，将管道内的蒸汽通过减温减压器（13）处理后再通入双压余热锅炉（1）加热，加热后通入汽轮发电机组（2）进行发电，减温减压器（13）的一端与双压余热锅炉的高压蒸汽出口连接，另一端与双压余热锅炉中的再热管路连通。
4.根据权利要求1所述的一种利用高温烟气余热的发电系统，其特征在于：所述的汽封加热器（5）、一级低压加热器（6）、二级低压加热器（7）和除氧器（8）均与汽轮发电机组（2）连通以便于为他们工作提供消耗的蒸汽。
5.根据权利要求1所述的一种利用高温烟气余热的发电系统，其特征在于：所述的汽封加热器（5）、一级低压加热器（6）和二级低压加热器（7）疏水排入凝汽器（3）。
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