CN109099498A - 一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法 - Google Patents

一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法 Download PDF

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Abstract

一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法，其特征在于：该工艺包括炉膛、高温烟气通道、换热装置、烟气通道、阀门、流量计、压力表，烟气分流耦合产生热电解耦的方法步骤如下：a、在炉膛上部引出部分高温烟气，高温烟气通过高温烟气通道进入换热装置，在换热装置内将供热给水加热，然后供给热网供热，实现供热热量来源独立；b、炉膛内未被引出的另一部分高温烟气按原流程对一定负荷的过热器蒸汽、再热器蒸汽加热，从而在汽轮机侧实现低负荷发电，综合步骤b实现热电解耦；c、从换热装置换热后的烟气通过烟气通道接入SCR前原主烟道，将烟气送回到锅炉原烟道内。

Description

一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法
技术领域：
本发明专利属于燃煤火力发电领域，具体涉及一种在热电机组上实现热电解耦调峰的工艺。
技术背景：
目前，热电机组在供热期一般为“以热定电”的运行方式，为了满足供热需求，热电机组负荷一般保持在70％～80％额定负荷，无法满足热电机组灵活性的技术要求。为了满足灵活性技术要求，需进行热电解耦，目前主要的热电解耦技术有：
(1)蓄热调峰技术
优点：1)不增加能源消耗、无能量浪费；2)能够满足供热需求；3)不影响机组正常运行。
缺点：1)投资费用较高；2)占地面积较大；3)热电解耦能力小，调峰能力弱。
(2)电极加热锅炉+蓄热技术
优点：1)供热稳定、安全、可靠，满足供热需求；2)与电厂原机组互不影响；3)热电解耦能力大，调峰能力强。
缺点：1)投资费用高昂；2)将电能再次装换为热能，浪费较大，运行成本高；3)未能达到减少化石能源消耗，减少碳排放的目的。
(3)抽汽减温减压技术
优点：1)投资费用较低；2)改造量小；3)可快速供热，满足供热需求；4)供热经济性较好。
缺点：1)运行过程中高、低旁路流量控制难度大；2)蒸汽参数与汽轮机安全运行的匹配调节难度大；3)控制不当易影响高压缸末级叶片安全性，可能会造成汽机轴向力不均。
(4)切除低压缸供热
优点：1)投资费用低；2)供热经济性好；3)热能转化较优
缺点：操作中切除控制操作难度大，易影响低压转子安全性，目前尚无在热电机组的相关改造和运行经验。
可以看出目前主要的热电解耦技术大多数都是将高品质的能源降低为低品质的能源使用，造成了能源浪费，根据上述现状，热电机组需要一种全新的热电解耦调峰技术，实现热电机组在供热期灵活性的技术要求。
发明内容：
基于上述现状，本发明提出一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法，其特征在于：该工艺包括炉膛、高温烟气通道、换热装置、烟气通道、阀门、流量计、压力表，烟气分流耦合产生热电解耦的方法步骤如下：
a、在炉膛上部引出部分高温烟气，高温烟气通过高温烟气通道进入换热装置，在换热装置内将供热给水加热，然后供给热网供热，实现供热热量来源独立；
b、炉膛内未被引出的另一部分高温烟气按原流程对一定负荷的过热器蒸汽、再热器蒸汽加热，从而在汽轮机侧实现低负荷发电，综合步骤b实现热电解耦；
c、从换热装置换热后的烟气通过烟气通道接入SCR前原主烟道，将烟气送回到锅炉原烟道内。
更进一步的技术方案是，高温烟气通道由多根光管或三维肋管形成膜式烟道，通道中介质为高温烟气，管道内介质为换热水，换热水与高温烟气进行热交换。
更进一步的技术方案是，换热装置由壳体和蛇形换热结构组成，其中蛇形换热结构由多根光管或三维肋管构成，壳体由光管或三维肋管形成，蛇形换热结构与壳体之间的空间内介质为高温烟气，光管或三维肋管道内的介质为换热水，换热水与高温烟气进行热交换。
更进一步的技术方案是，炉膛上部引出部分高温烟气量由热网所需热量确定，炉膛内未被引出的另一部分高温烟气量由发电负荷所需热量确定。
更进一步的技术方案是，供热所需热量对应的烟气量与发电蒸汽所需热量对应的烟气量之和等于锅炉炉膛产生的总烟气量。
更进一步的技术方案是，供热所需热量对应的烟气参数可通过换热装置下游的阀门、流量计、压力表调节，满足供热需求，实现发电负荷的调节。
更进一步的技术方案是，在炉膛上部引出的高温烟气温度为1000℃～1500℃，进入SCR前原主烟道的烟气温度为260℃～400℃。采用该方案可以有效地调节SCR入口烟温，保证SCR投运要求，实现全程或全负荷脱硝。
更进一步的技术方案是，引出高温烟气的位置在炉膛上部，过热器屏下部空间，且引出处的高温烟气流向与炉膛内高温烟气流向呈大于等于0°小于90°。
更进一步的技术方案是，在热电机组不需要热电解耦时，通过关闭换热装置下游的阀门，使炉膛上部引出部分的高温烟气恢复原烟气流程，热电机组可变为纯凝机组运行。
该发明不增加能源消耗、无能量浪费；供热稳定、安全、可靠，满足供热需求且供热经济性较好；不影响机组正常运行；改造量小，投资费用低；热电解耦能力大，调峰能力强；在运行过程中不影响锅炉汽水系统，仅在热电机组原有基础上增加一套独立换热装置并结合富氧燃烧即可满足供热需求，达到热电解耦运行。
附图说明
图1本发明的实施工艺流程图
图2光管示意图
图3光管组成的高温烟气通道示意图
图4光管组成的换热装置示意图
图5三维肋管示意图
图6三维肋管组成的高温烟气通道示意图
图7三维肋管组成的换热装置示意图
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，基于上述现状，本发明提出一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法，其特征在于：该工艺包括炉膛、高温烟气通道、换热装置、烟气通道、阀门、流量计、压力表，烟气分流耦合产生热电解耦的方法步骤如下：
d、在炉膛上部引出部分高温烟气，高温烟气通过高温烟气通道进入换热装置，在换热装置内将供热给水加热，然后供给热网供热，实现供热热量来源独立；
e、炉膛内未被引出的另一部分高温烟气按原流程对一定负荷的过热器蒸汽、再热器蒸汽加热，从而在汽轮机侧实现低负荷发电，综合步骤b实现热电解耦；
f、从换热装置换热后的烟气通过烟气通道接入SCR前原主烟道，将烟气送回到锅炉原烟道内。
高温烟气通道由多根光管或三维肋管形成膜式烟道，通道中介质为高温烟气，管道内介质为换热水，换热水与高温烟气进行热交换。换热装置由壳体和蛇形换热结构组成，其中蛇形换热结构由多根光管或三维肋管构成，壳体由光管或三维肋管形成，蛇形换热结构与壳体之间的空间内介质为高温烟气，光管或三维肋管道内的介质为换热水，换热水与高温烟气进行热交换。
炉膛上部引出部分高温烟气量由热网所需热量确定，炉膛内未被引出的另一部分高温烟气量由发电负荷所需热量确定。供热所需热量对应的烟气量与发电蒸汽所需热量对应的烟气量之和等于锅炉炉膛产生的总烟气量。供热所需热量对应的烟气参数可通过换热装置下游的阀门、流量计、压力表调节，满足供热需求，实现发电负荷的调节。
在炉膛上部引出的高温烟气温度为1000℃～1500℃，进入SCR前原主烟道的烟气温度为260℃～400℃。采用该方案可以有效地调节SCR入口烟温，保证SCR投运要求，实现全程或全负荷脱硝。
引出高温烟气的位置在炉膛上部，过热器屏下部空间，且引出处的高温烟气流向与炉膛内高温烟气流向呈大于等于0°小于90°。
在热电机组不需要热电解耦时，通过关闭换热装置下游的阀门，使炉膛上部引出部分的高温烟气恢复原烟气流程，热电机组可变为纯凝机组运行。
该发明不增加能源消耗、无能量浪费；供热稳定、安全、可靠，满足供热需求且供热经济性较好；不影响机组正常运行；改造量小，投资费用低；热电解耦能力大，调峰能力强；在运行过程中不影响锅炉汽水系统，仅在热电机组原有基础上增加一套独立换热装置并结合富氧燃烧即可满足供热需求，达到热电解耦运行。
除了本实施列明的这种方法，其他与此相关的实施方式亦在本申请保护范围内。

Claims (9)

1.一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法，其特征在于：该工艺包括炉膛、高温烟气通道、换热装置、烟气通道、阀门、流量计、压力表，烟气分流耦合产生热电解耦的方法步骤如下：
a、在炉膛上部引出部分高温烟气，高温烟气通过高温烟气通道进入换热装置，在换热装置内将供热给水加热，然后供给热网供热，实现供热热量来源独立；
b、炉膛内未被引出的另一部分高温烟气按原流程对一定负荷的过热器蒸汽、再热器蒸汽加热，从而在汽轮机侧实现低负荷发电，综合步骤b实现热电解耦；
c、从换热装置换热后的烟气通过烟气通道接入SCR前原主烟道，将烟气送回到锅炉原烟道内。
2.如权利1所述的一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法，其特征在于：高温烟气通道由多根光管或三维肋管形成膜式烟道，通道中介质为高温烟气，管道内介质为换热水，换热水与高温烟气进行热交换。
3.如权利1所述的一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法，其特征在于：换热装置由壳体和蛇形换热结构组成，其中蛇形换热结构由多根光管或三维肋管构成，壳体由光管或三维肋管形成，蛇形换热结构与壳体之间的空间内介质为高温烟气，光管或三维肋管道内的介质为换热水，换热水与高温烟气进行热交换。
4.如权利1所述的一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法，其特征在于：炉膛上部引出部分高温烟气量由热网所需热量确定，炉膛内未被引出的另一部分高温烟气量由发电负荷所需热量确定。
5.如权利1所述的一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法，其特征在于：供热所需热量对应的烟气量与发电蒸汽所需热量对应的烟气量之和等于锅炉炉膛产生的总烟气量。
6.如权利1所述的一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法，其特征在于：供热所需热量对应的烟气参数可通过换热装置下游的阀门、流量计、压力表调节，满足供热需求，实现发电负荷的调节。
7.如权利1所述的一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法，其特征在于：在炉膛上部引出的高温烟气温度为1000℃～1500℃，进入SCR前原主烟道的烟气温度为260℃～400℃。
8.如权利1所述的一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法，其特征在于：引出高温烟气的位置在炉膛上部，过热器屏下部空间，且引出处的高温烟气流向与炉膛内高温烟气流向呈大于等于0°小于90°。
9.如权利1所述的一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法，其特征在于：在热电机组不需要热电解耦时，通过关闭换热装置下游的阀门，使炉膛上部引出部分的高温烟气恢复原烟气流程，热电机组可变为纯凝机组运行。
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CN114440292A (zh) * 2021-12-11 2022-05-06 华能(浙江)能源开发有限公司长兴分公司 一种利用电站锅炉烟气进行移动蓄热的系统及其方法
CN115318045A (zh) * 2022-09-01 2022-11-11 重庆富燃科技股份有限公司 一种用于煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的设备

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