CN107035445A - 一种汽动引风机与暖风器联合的回热热力系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及火力发电领域，具体涉及一种汽动引风机与暖风器联合的回热热力系统，包括发电机和凝汽器，发电机一端连接有低压缸、中压缸、高压缸，凝汽器一端连接有#8低加、#7低加、#6低加、#5低加、除氧器、#3高加、#2高加和#1高加，还包括引风机、小汽机、暖风器、空预器、低温省煤器、除尘器以及脱硫塔，脱硫塔一侧依次连接有引风机、除尘器、低温省煤器以及空预器，小汽机通过连接轴驱动引风机，小汽机与暖风器连接，暖风器与空预器连接。本发明将汽动引风机与暖风器联合布置，以小汽机的乏汽作为暖风器的热源，实现了能量的梯级利用，降低了厂用电率，提高了锅炉效率；通过暖风器提高了空预器入口空气的温度，避免了空预器冷端的低温腐蚀。

Description

一种汽动引风机与暖风器联合的回热热力系统

技术领域

本发明涉及火力发电领域，具体涉及一种汽动引风机与暖风器联合的回热热力系统。

背景技术

为了加快推动能源生产和消费革命，进一步提升煤电高效清洁发展水平，国家发改委和国家能源局联合制定《煤电节能减排升级与改造计划（2014-2020）》，规定到2020年，现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310克/千瓦时，其中现役60万千瓦及以上机组（除空冷机组外）改造后平均供电煤耗低于300克/千瓦时。《“十三五”控制温室气体排放工作方案》规定到2020年，大型发电集团单位供电二氧化碳排放控制在550克二氧化碳/千瓦时以内。降低火电厂厂用电率，可以有效降低供电煤耗，且达到超低碳排放，实现煤炭的高效清洁利用。

目前火电厂电动引风机耗用大量的厂用电，是厂用电率偏高的主要原因之一，且电机启用时启动电流过大导致厂用电电压短时过低等。厂用电率偏高，会大幅提高供电煤耗，不利于节能减排的要求，且阻碍超低碳排放的实现。

为了解决上述问题，目前的技术是采用汽动引风机，可以大幅降低厂用电率，降低供电煤耗并彻底消除大电机启动时启动电流对厂用电系统的影响。现有的汽动引风机系统主要有两种类型：一种是小汽轮机的排汽排入主机凝汽器，另一种小汽轮机的排汽排入小汽轮机单独的凝汽器。这两种类型都是通过循环水将排汽冷凝为介质，这样仅能回收排汽工质，排汽的热量被浪费了，造成了冷源损失，热力循环效率不高。

公开号为CN 101899999A的中国专利中，公开了一种发电厂小汽轮机系统及其含该系统的发电厂热力循环系统，该系统采用回热原理，将驱动转动机械（风机、水泵等）的小汽机排汽引回热力系统中的除氧器或加热器，在回收工质的同时回收了热量。但由于电厂中引风机等设备与热力系统中加热器距离较远，排汽管径大，管道布置有一定难度，且暖管时间较长，易造成热量损失。

综上所述，目前还没有一种发电厂汽动引风机的热力系统，既能有效地回收小汽机排汽的工质和热量，又能避免较大的能量损失，降低厂用电率和供电煤耗。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种发电厂汽动引风机与前置式暖风器联合的回热热力系统，不仅可以显著地降低发电厂的厂用电率，而且小汽机的乏汽可以作为暖风器的热源，实现了能量的梯级利用，最后介质进入回热系统，避免了冷源损失，提高了热效率，同时避免了空预器的低温腐蚀，回收了低温烟气余热。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种汽动引风机与暖风器联合的回热热力系统，包括发电机和凝汽器，所述发电机一端依次连接有低压缸、中压缸、高压缸，所述凝汽器一端依次连接有#8低加、#7低加、#6低加、#5低加、除氧器、#3高加、#2高加和#1高加，凝汽器与#8低加之间通过连管一连接，#8低加与#7低加之间通过连管二连接，#7低加与#6低加之间通过连管三连接，#6低加与#5低加之间通过连管四连接，#5低加与除氧器之间通过连管五连接，除氧器与#3高加之间通过连管六（连接，#3高加与#2高加之间通过连管七连接，#2高加与#1高加之间通过连管八连接；所述高压缸内设有一段抽汽和二段抽汽，一段抽汽与#1高加连接，二段抽汽与#7低加连接；所述中压缸内设有三段抽汽和四段抽汽，三段抽汽与#3高加连接，四段抽汽与除氧器连接；所述低压缸内设有五段抽汽、六段抽汽、七段抽汽和八段抽汽，五段抽汽与#5低加连接，六段抽汽与#6低加连接，七段抽汽与#7低加连接，八段抽汽与#8低加连接；还包括引风机、用于驱动引风机的小汽机、暖风器、空预器、低温省煤器、除尘器以及脱硫塔，所述空预器上设有烟气进口一和烟气出口一，所述低温省煤器上设有烟气进口二、烟气出口二、介质入口和介质出口，所述除尘器上设有烟气进口三和烟气出口三，所述引风机上设有烟气进口四和烟气出口四，所述小汽机与引风机之间设有连接轴，所述小汽机上设有小汽机工质进口和小汽机工质出口，所述暖风器上设有加热介质进口和加热介质出口，烟气出口一与烟气进口二连接，烟气出口二与烟气进口三连接，烟气出口三与烟气进口四连接，小汽机工质出口与加热介质进口连接，烟气出口四与脱硫塔连接。

进一步的，所述四段抽汽上还连接有导管一，导管一另一端与小汽机工质进口连接；所述连管三上连接有导管二，导管二另一端与和介质入口连接，连管五上连接有导管三，导管三另一端与介质出口连接；所述连管一上连接有连管九，连管九另一端与和加热介质出口连接。

进一步的，所述暖风器内设有冷一次风道、冷二次风道和安装在暖风器内且分别穿过冷一次风道和冷二次风道的换热管道，冷一次风道两端分别设有冷一次风道入口和冷一次风道出口，冷二次风道两端分别设有冷二次风道入口和冷二次风道出口，换热管道一端与加热介质进口连接，另一端与加热介质出口连接；所述空预器内设有一次风道和二次风道，一次风道两端分别设有一次风道入口和一次风道出口，二次风道两端分别设有二次风道入口和二次风道出口，冷一次风道出口与一次风道入口连接，冷二次风道出口与二次风道入口连接。

优选的，所述暖风器内采用翅片管换热器。翅片管换热器结构紧凑，体积轻巧，传热效率高。

优选的，所述引风机内设有两级增压叶片。所设的两级增压叶片能够为引风机增压，加强整机的功效，提高风速。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）汽动引风机与暖风器联合布置，不仅可以降低发电厂的厂用电率，而且小汽机的乏汽可以作为暖风器的热源，实现了能量的梯级利用，最后介质进入回热系统，避免了冷源损失，提高了热效率；

2）小汽机的乏汽作为暖风器的热源，避免了新的抽汽，排挤了部分抽汽做功，提高了锅炉效率；

3）暖风器提高了空预器入口空气的温度，既避免了空预器冷端的低温腐蚀，又使低温省煤器出口介质温度提高，排挤的抽汽品质提升，锅炉效率提高。

附图说明

图1是本发明实施例中汽动引风机与暖风器联合的回热热力系统示意图。

图中：1、#8低加；2、#7低加；3、#6低加；4、#5低加；5、除氧器；6、#3高加；7、#2高加；8、#1高加；9、高压缸；10、中压缸；11、低压缸；12、发电机；13、凝汽器；14、小汽机；15、引风机；16、暖风器；17、空预器；18、低温省煤器；19、除尘器；20、烟气进口一；21、烟气出口一；22、烟气进口二；23、烟气出口二；24、烟气进口三；25、烟气出口三；26、烟气进口四；27、烟气出口四；28、连接轴； 30、加热介质进口；31、加热介质出口；32、小汽机工质进口；33、小汽机工质出口；34、脱硫塔；35、连管一；36、连管二；37、连管三；38、连管四；39、连管五；40、连管六；41、连管七；42、连管八；43、导管二；44、导管三；45、导管一；46、连管九；47、冷一次风道；48、介质入口；49、介质出口；50、冷一次风道入口；51、冷一次风道出口；52、一次风道入口；53、一次风道出口；54、换热管道；55、一次风道；56、连接管道；57、冷二次风道；58、冷二次风道入口；59、冷二次风道出口；60、二次风道；61、二次风道入口；62、二次风道出口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例。

如图1所示，本实施例包括发电机12和凝汽器13。发电机12一端依次连接有低压缸11、中压缸10、高压缸9。凝汽器13一端依次连接有#8低加1、#7低加2、#6低加3、#5低加4、除氧器5、#3高加6、#2高加7和#1高加8。凝汽器13与#8低加1之间通过连管一35连接，#8低加1与#7低加2之间通过连管二36连接，#7低加2与#6低加3之间通过连管三37连接，#6低加3与#5低加4之间通过连管四38连接，#5低加4与除氧器5之间通过连管五39连接，除氧器5与#3高加6之间通过连管六40连接，#3高加6与#2高加7之间通过连管七41连接，#2高加7与#1高加8之间通过连管八42连接。

高压缸9内设有一段抽汽和二段抽汽，一段抽汽与#1高加1连接，二段抽汽与#7低加2连接。中压缸10内设有三段抽汽和四段抽汽，三段抽汽与#3高加6连接，四段抽汽与除氧器5连接。低压缸11内设有五段抽汽、六段抽汽、七段抽汽和八段抽汽，五段抽汽与#5低加5连接，六段抽汽与#6低加3连接，七段抽汽与#7低加2连接，八段抽汽与#8低加1连接。

本实施例还包括引风机15、用于驱动引风机15的小汽机14、暖风器16、空预器17、低温省煤器18、除尘器19以及脱硫塔20。其中，空预器17为三分仓回转式空预器。小汽机14与引风机15之间设有连接轴28，连接轴28两端分别与引风机15和小汽机14连接，小汽机14转动通过连接轴28驱动引风机15转动。引风机15内设有两级增压叶片，所设的两级增压叶片能够为引风机增压，加强整机的功效，提高风速。空预器17上设有烟气进口一20和烟气出口一21，低温省煤器18上设有烟气进口二22、烟气出口二23、介质入口48和介质出口49，除尘器19上设有烟气进口三24和烟气出口三25，引风机15上设有烟气进口四26和烟气出口四27，小汽机14上设有小汽机工质进口32和小汽机工质出口33，暖风器16上设有加热介质进口30和加热介质出口31。烟气出口一21与烟气进口二22连接，烟气出口二23与烟气进口三24连接，烟气出口三25与烟气进口四26连接，小汽机工质出口33与加热介质进口30连接，烟气出口四27与脱硫塔34连接。本系统工作时，将空预器17一端的烟气进口一20连接排烟口，烟气通过烟气进口一20进入空预器17，在与一次风和二次风进行热交换后，通过烟气出口一21离开，由烟气进口二22进入低温省煤器18中再次进行热交换降温直至从烟气出口二23离开，通过烟气进口三24进入除尘器19除去颗粒物，最后通过由小汽机14驱动的引风机15送至脱硫塔34完成脱硫。

本实施例中，四段抽汽上还连接有导管一45，导管一45另一端与小汽机工质进口32连接。中压缸10的四段抽汽中一部分进入除氧器5，另一部分通过导管一45进入小汽机14，用作驱动引风机15做功。

本实施例中，连管三37上连接有导管二43，导管二43另一端与和介质入口48连接。连管五39上连接有导管三37，导管三37另一端与介质出口49连接。

本实施例中，连管一35上连接有连管九46，连管九46另一端与和加热介质出口31连接。小汽机14内排出的乏汽通过进风口30进入暖风器16的换热管道54中，用作预热冷一次风和冷二次风，最后通过加热介质出口31由连管九46送入连管一35内。

此外，暖风器16内设有冷一次风道47、冷二次风道57和安装在暖风器16内且分别穿过冷一次风道47和冷二次风道57的换热管道54。冷一次风道47两端分别设有冷一次风道入口50和冷一次风道出口51，冷二次风道57两端分别设有冷二次风道入口58和冷二次风道出口59。换热管道54一端与加热介质进口30连接，另一端与加热介质出口31连接。空预器17内设有一次风道55和二次风道60，一次风道55两端分别设有一次风道入口52和一次风道出口53，二次风道60两端分别设有二次风道入口61和二次风道出口62。冷一次风道出口51与一次风道入口52连接，冷二次风道出口59与二次风道入口61连接。当系统工作时，冷一次风通过冷一次风道入口50进入冷一次风道47，在冷一次风道47中与换热管道54中的气体进行热交换；冷二次风通过冷一次风道入口50进入冷一次风道47，在冷一次风道47中与换热管道54中的气体进行热交换。完成热交换的冷一次风从冷一次风道出口51离开冷一次风道47，通过一次风道入口52进入空预器的一次风道55中，与通过烟气进口一21进入空预器17中的待处理烟气进行二次热交换；完成热交换的冷二次风从冷二次风道出口59离开冷二次风道57，通过二次风道入口61进入空预器的二次风道60中，与通过烟气进口一21进入空预器17中的待处理烟气进行二次热交换。最后得到的热一次风和热二次风分别通过一次风道出口53和二次风道出口62排出，送入锅炉中。

其中，暖风器16内采用翅片管换热器。翅片管换热器结构紧凑，体积轻巧，传热效率高。

本实施例中，低压缸11与凝汽器13之间设有连接管道56。低压缸11中做完功的乏汽可通过连接管道56进入凝汽器13中进行冷却，便于二次利用。

本实施例中，中压缸10中四段抽汽参数大致为0.9 MPa/360 ℃左右。当四段抽气通过导管一45进入小汽机14中，使小汽机14驱动引风机15做功，此时小汽机14的排汽参数为0.1 MPa/80 ℃左右。小汽机14内排出的乏汽通过加热介质进口30进入暖风器16的换热管道54中，用作预热冷一次风和冷二次风，最后通过加热介质出口31由连管九46送入连管一35内。在夏季可将通过冷一次风道47进入的冷一次风和通过冷二次风道57进入的冷二次风的温度加热到60 ℃左右，在冬季可将通过冷一次风道47进入的冷一次风和通过冷二次风道57进入的冷二次风温度加热到35 ℃左右，该设置实现了抽汽热量的梯级利用。该系统可使空预器17中的风温提高，冬季空预器17上出口的烟温可达150 ℃左右，夏季空预器17上出口的烟温可达170 ℃左右。低温省煤器18中所需的介质由#7低加2前端的连管三37引出，经过导管二43通过介质入口48送入低温省煤器18中，该介质的温度在100 ℃左右。该介质在低温省煤器18中吸收烟气余热后进入由介质出口49离开，经过导管三44进入连管五39中，该温度在140 ℃左右，用作排挤对#5低加4和#6低加3的抽汽做功。

本实施例中，一次风的作用在锅炉燃烧中维持一定的气粉混合物浓度以便于输送外，还要为燃料在燃烧初期提供足够的氧气。二次风的作用是为碳的燃烧提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混合，为完全燃烧提供条件。低温省煤器18的作用是吸收高温烟气的热量，降低了烟气的排烟温度。空预器17为空气预热器，能够通过热交换将气体加热和降温。

本发明将引风机与暖风器联合布置，有效降低了发电厂的厂用电率。小汽机的乏汽可以作为暖风器的热源，实现了能量的梯级利用，介质进入回热系统，避免了冷源损失，提高了热效率。将小汽机的乏汽作为暖风器的热源，可以避免新的抽汽，同时排挤部分抽汽做功，提高了锅炉效率。所设的暖风器结构能够提高空预器入口空气的温度，既避免了空预器冷端的低温腐蚀，又使低温省煤器出口介质温度提高，排挤的抽汽品质提升，锅炉效率提高。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种汽动引风机与暖风器联合的回热热力系统，包括发电机（12）、凝汽器（13）、引风机（15）、暖风器（16）、空预器（17）、低温省煤器（18）、除尘器（19）以及脱硫塔（34），所述发电机（12）一端依次连接有低压缸（11）、中压缸（10）、高压缸（9），所述凝汽器（13）一端依次连接有#8低加（1）、#7低加（2）、#6低加（3）、#5低加（4）、除氧器（5）、#3高加（6）、#2高加（7）和#1高加（8），凝汽器（13）与#8低加（1）之间通过连管一（35）连接，#8低加（1）与#7低加（2）之间通过连管二（36）连接，#7低加（2）与#6低加（3）之间通过连管三（37）连接，#6低加（3）与#5低加（4）之间通过连管四（38）连接，#5低加（4）与除氧器（5）之间通过连管五（39）连接，除氧器（5）与#3高加（6）之间通过连管六（40）连接，#3高加（6）与#2高加（7）之间通过连管七（41）连接，#2高加（7）与#1高加（8）之间通过连管八（42）连接；所述高压缸（9）内设有一段抽汽和二段抽汽，一段抽汽与#1高加（8）连接，二段抽汽与#7低加（2）连接；所述中压缸（10）内设有三段抽汽和四段抽汽，三段抽汽与#3高加（6）连接，四段抽汽与除氧器（5）连接；所述低压缸（11）内设有五段抽汽、六段抽汽、七段抽汽和八段抽汽，五段抽汽与#5低加（4）连接，六段抽汽与#6低加（3）连接，七段抽汽与#7低加（2）连接，八段抽汽与#8低加（1）连接，所述空预器（17）上设有烟气进口一（20）和烟气出口一（21），所述低温省煤器（18）上设有烟气进口二（22）、烟气出口二（23）、介质入口（48）和介质出口（49），所述除尘器（19）上设有烟气进口三（24）和烟气出口三（25），所述引风机（15）上设有烟气进口四（26）和烟气出口四（27），所述暖风器（16）上设有加热介质进口（30）和加热介质出口（31）；

其特征在于：还包括用于驱动引风机（15）的小汽机（14），小汽机（14）与引风机（15）之间设有连接轴（28），所述小汽机（14）上设有小汽机工质进口（32）和小汽机工质出口（33），烟气出口一（21）与烟气进口二（22）连接，烟气出口二（23）与烟气进口三（24）连接，烟气出口三（25）与烟气进口四（26）连接，小汽机工质出口（33）与加热介质进口（30）连接，烟气出口四（27）与脱硫塔（34）连接；

所述四段抽汽上还连接有导管一（45），导管一（45）另一端与小汽机工质进口（32）连接；所述连管三（37）上连接有导管二（43），导管二（43）另一端与和介质入口（48）连接，连管五（39）上连接有导管三（44），导管三（44）另一端与介质出口（49）连接；所述连管一（35）上连接有连管九（46），连管九（46）另一端与和加热介质出口（31）连接。

2.根据权利要求1所述的汽动引风机与暖风器联合的回热热力系统，其特征在于：所述暖风器（16）内设有冷一次风道（47）、冷二次风道（57）和安装在暖风器（16）内且分别穿过冷一次风道（47）和冷二次风道（57）的换热管道（54），冷一次风道（47）两端分别设有冷一次风道入口（50）和冷一次风道出口（51），冷二次风道（57）两端分别设有冷二次风道入口（58）和冷二次风道出口（59），换热管道（54）一端与加热介质进口（30）连接，另一端与加热介质出口（31）连接；所述空预器（17）内设有一次风道（55）和二次风道（60），一次风道（55）两端分别设有一次风道入口（52）和一次风道出口（53），二次风道（60）两端分别设有二次风道入口（61）和二次风道出口（62），冷一次风道出口（51）与一次风道入口（52）连接，冷二次风道出口（59）与二次风道入口（61）连接。

3.根据权利要求1所述的汽动引风机与暖风器联合的回热热力系统，其特征在于：所述暖风器（16）内采用翅片管换热器。

4.根据权利要求1所述的汽动引风机与暖风器联合的回热热力系统，其特征在于：所述引风机（15）内设有两级增压叶片。