CN109114583B - 一种燃煤电站烟气余热利用系统及工作方法 - Google Patents

一种燃煤电站烟气余热利用系统及工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃煤电站烟气余热利用系统及工作方法，该系统采用三段低温省煤器，并在三段低温省煤器系统之间布置管路连接调整阀组，其通过调整阀组开关，该系统可以适应余热利用系统高温天气、低温天气的运行需求，提高燃煤电站全天候、全工况发电效率；该系统通过对进入空气预热器中的空气进行预热，从而提高空气预热器出口烟气温度，进而提高可供回收的锅炉烟气热能的品位。在冬季运行工况暖风器中热负荷增大，使得返回省煤器中的水温过低，对省煤器的安全运行不利，本发明通过调整省煤器换热面积，有效解决这一问题。

Description

一种燃煤电站烟气余热利用系统及工作方法
技术领域
本发明属于燃煤电站烟气余热利用技术领域，具体涉及一种燃煤电站烟气余热利用系统及工作方法。
技术背景
在燃煤电站中，对锅炉尾部烟气热能进行回收处理，是提高燃煤电站运行效率、降低电站污染物排放的有效手段，但现有燃煤电站烟气余热利用系统节能潜力有限，同时系统变工况调控性能较差。
2016年底火力发电量达到4.29万亿kWh，占总发电量的71.6％，火力发电是我国电力生产的主体。因此，如何降低在役机组煤耗率是我国电力发展亟待解决的关键问题。锅炉的排烟热损失是燃煤电站的主要热损失之一，占燃料放热量的4％左右。一般电站锅炉空预器出口烟气温度为130℃左右，甚至更高，回收潜力大，回收这部分热量可以用来加热凝结水或者预热空气，通过回收锅炉排烟余热能量，有望起到节能减排的效果。
受到锅炉排烟温度的限制，常规低温省煤器系统节能潜力有限，为进一步提高锅炉排烟余热回收的节能潜力，提出本发明。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种燃煤电站烟气余热利用系统及工作方法，该系统采用三段低温省煤器，并在三段低温省煤器系统之间布置管路连接调整阀组，其通过调整阀组开关，该系统可以适应余热利用系统高温天气、低温天气的运行需求，提高燃煤电站全天候、全工况发电效率。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种燃煤电站烟气余热利用系统，第一水入口通过管路依次连接 8号控制阀78、3号控制阀73、二段低温省煤器3、5号控制阀75、一段低温省煤器2和水出口；第二水入口通过管路连接7号控制阀 77后，连接在8号控制阀78下游；7号控制阀77和8号控制阀78 的下游设有旁路管路，管路上设置有6号控制阀76；暖风器5循环水出口通过管路依次连接三段低温省煤器4、1号控制阀71、循环水泵6和暖风器5循环水入口；三段低温省煤器4循环水出口还通过管路与2号控制阀72和二段低温省煤器3循环水入口连接；二段低温省煤器3水出口还通过管路与4号控制阀74和循环水泵6入口相连； 5号控制阀75通过管路与4号控制阀74和6号控制阀76连通；2号控制阀72通过管路与1号控制阀71和3号控制阀73连通；
空气通过管路与暖风器5空气入口相连，暖风器5空气出口通过管路与空气预热器1空气入口相连；
热烟气通过管路与空气预热器1烟气入口相连，空气预热器1烟气出口通过管路依次连接一段低温省煤器2、二段低温省煤器3和三段低温省煤器4的烟气连接口。
所述第一水入口和第二水入口的水引自燃煤机组汽轮机凝结水，其中第一水入口的水温低于70℃、第二水入口的水高于70℃。
所述水出口连接至燃煤机组汽轮机回热加热器入口。
所述的一种燃煤电站烟气余热利用系统的工作方法，分为高温天气运行模式、低温天气运行模式；
高温天气运行模式为：关闭2号控制阀72、4号控制阀74和6 号控制阀76，打开1号控制阀71、3号控制阀73和5号控制阀75；燃煤机组回热系统凝结水分别通过第一水入口经8号控制阀78和第二水入口经7号控制阀77进入并混合，混合后经3号控制阀73依次进入二级低温省煤器3和一级低温省煤器2加热，加热后的水通过水出口返回至燃煤机组回热系统；热烟气依次经过空气预热器1、一级低温省煤器2、二级低温省煤器3、三级低温省煤器4冷却后排出；空气依次经过暖风器5、空气预热器1加热；暖风器5循环水依次流经三级低温省煤器4、循环水泵6后返回暖风器5形成循环；
低温天气运行模式为：关闭1号控制阀71、3号控制阀73和5 号控制阀75，打开2号控制阀72、4号控制阀74和6号控制阀76；燃煤机组回热系统凝结水分别通过第一水入口经8号控制阀78和第二水入口经7号控制阀77进入并混合，混合后经6号控制阀76进入一级低温省煤器2加热，加热后的水返回至燃煤机组回热系统；热烟气依次经过空气预热器1、一级低温省煤器2、二级低温省煤器3、三级低温省煤器4冷却后排出；空气依次经过暖风器5、空气预热器 1加热；暖风器5循环水依次流经三级低温省煤器4、二级低温省煤器3、循环水泵6后返回暖风器5形成循环。
通过调节7号控制阀77和8号控制阀78，调节第一水入口、第二水入口的水量配比，使混合后的水温为65℃～75℃。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
1、该系统采用三段低温省煤器，并在三段低温省煤器系统之间布置管路连接调整阀组，其通过调整阀组开关，该系统可以适应余热利用系统高温天气、低温天气的运行需求，提高燃煤电站全天候、全工况发电效率。
2、本发明系统通过对进入空气预热器中的空气进行预热，从而提高空气预热器出口烟气温度，进而提高可供回收的锅炉烟气热能的品位。在冬季运行工况暖风器中热负荷增大，使得返回省煤器中的水温过低，对省煤器的安全运行不利，本发明通过调整省煤器换热面积，可以有效解决这一问题。
3、在燃煤电站中采用本发明可以降低系统供电标准煤耗率 1.5～3.5g/kWh，节能效果显著。
4、本发明通过调整烟气热能回收加热凝结水和空气的换热面积，可以保障设备的安全运行，同时提高系统全工况运行效率。
附图说明
图1为本发明实例的系统示意图。
图2为本发明实例的系统高温天气运行模式示意图。
图3为本发明实例的系统低温天气运行模式示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚简明，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明一种燃煤电站烟气余热利用系统，第一水入口通过管路依次连接8号控制阀78、3号控制阀73、二段低温省煤器3、5号控制阀75、一段低温省煤器2和水出口；第二水入口通过管路连接7号控制阀77后，连接在8号控制阀78下游；7号控制阀 77和8号控制阀78的下游设有旁路管路，管路上设置有6号控制阀 76；暖风器5循环水出口通过管路依次连接三段低温省煤器4、1号控制阀71、循环水泵6和暖风器5循环水入口；三段低温省煤器4 循环水出口还通过管路与2号控制阀72和二段低温省煤器3循环水入口连接；二段低温省煤器3水出口还通过管路与4号控制阀74和循环水泵6入口相连；5号控制阀75通过管路与4号控制阀74和6 号控制阀76连通；2号控制阀72通过管路与1号控制阀71和3号控制阀73连通；空气通过管路与暖风器5空气入口相连，暖风器5 空气出口通过管路与空气预热器1空气入口相连；热烟气通过管路与空气预热器1烟气入口相连，空气预热器1烟气出口通过管路依次连接一段空气预热器2、二段空气预热器3和三段空气预热器4的烟气连接口。
作为本发明的优选实施方式，所述第一水入口和第二水入口的水引自燃煤机组汽轮机凝结水，其中第一水入口的水温低于70℃、第二水入口的水高于70℃；这样，可以方便对进入省煤器的水温进行调节。
所述水出口连接至燃煤机组汽轮机回热加热器入口，这样，可以方便地将回收的热量用于燃煤机组，提高燃煤机组的输出功率。
本发明一种燃煤电站烟气余热利用系统的工作方法，分为高温天气运行模式、低温天气运行模式；
高温天气运行模式为：如图2所示，关闭2号控制阀72、4号控制阀74和6号控制阀76，打开1号控制阀71、3号控制阀73和5 号控制阀75；燃煤机组回热系统凝结水分别通过第一水入口经8号控制阀(78)和第二水入口经7号控制阀77进入并混合，混合后经 3号控制阀73依次进入二级低温省煤器3和一级低温省煤器2加热，加热后的水返回至燃煤机组回热系统；热烟气依次经过空气预热器1、一级低温省煤器2、二级低温省煤器3、三级低温省煤器4冷却后排出；空气依次经过暖风器5、空气预热器1加热；暖风器5循环水依次流经三级低温省煤器4、循环水泵6后返回暖风器5形成循环。
低温天气运行模式为：如图3所示，关闭1号控制阀71、3号控制阀73和5号控制阀75，打开2号控制阀72、4号控制阀74和6 号控制阀76；燃煤机组回热系统凝结水分别通过第一水入口经8号控制阀78和第二水入口经7号控制阀77进入并混合，混合后经6号控制阀76进入一级低温省煤器2加热，加热后的水返回至燃煤机组回热系统；热烟气依次经过空气预热器1、一级低温省煤器2、二级低温省煤器3、三级低温省煤器4冷却后排出；空气依次经过暖风器 5、空气预热器1加热；空气依次经过暖风器5、空气预热器1加热；暖风器5循环水依次流经三级低温省煤器4、二级低温省煤器3、循环水泵6后返回暖风器5形成循环。
作为本发明的优选实施方式，通过调节7号控制阀77和8号控制阀78，调节第一水入口、第二水入口的水量配比，使混合后的水温为65℃～75℃；这样，可以保证低温省煤器的运行安全性，提高低温省煤器的运行寿命。

Claims (4)

1.一种燃煤电站烟气余热利用系统的工作方法，其特征在于：该系统中第一水入口通过管路依次连接8号控制阀(78)、3号控制阀(73)、二段低温省煤器(3)、5号控制阀(75)、一段低温省煤器(2)和水出口；第二水入口通过管路连接7号控制阀(77)后，连接在8号控制阀(78)下游；7号控制阀(77)和8号控制阀(78)的下游设有旁路管路，管路上设置有6号控制阀(76)；暖风器(5)循环水出口通过管路依次连接三段低温省煤器(4)、1号控制阀(71)、循环水泵(6)和暖风器(5)循环水入口；三段低温省煤器(4)循环水出口还通过管路与2号控制阀(72)和二段低温省煤器(3)循环水入口连接；二段低温省煤器(3)水出口还通过管路与4号控制阀(74)和循环水泵(6)入口相连；5号控制阀(75)通过管路与4号控制阀(74)和6号控制阀(76)连通；2号控制阀(72)通过管路与1号控制阀(71)和3号控制阀(73)连通；
空气通过管路与暖风器(5)空气入口相连，暖风器(5)空气出口通过管路与空气预热器(1)空气入口相连；
热烟气通过管路与空气预热器(1)烟气入口相连，空气预热器(1)烟气出口通过管路依次连接一段低温省煤器(2)、二段低温省煤器(3)和三段低温省煤器(4)的烟气连接口；
所述工作方法，分为高温天气运行模式、低温天气运行模式；
高温天气运行模式为：关闭2号控制阀(72)、4号控制阀(74)和6号控制阀(76)，打开1号控制阀(71)、3号控制阀(73)和5号控制阀(75)；燃煤机组回热系统凝结水分别通过第一水入口经8号控制阀(78)和第二水入口经7号控制阀(77)进入并混合，混合后经3号控制阀(73)依次进入二级低温省煤器(3)和一级低温省煤器(2)加热，加热后的水通过水出口返回至燃煤机组回热系统；热烟气依次经过空气预热器(1)、一级低温省煤器(2)、二级低温省煤器(3)和三级低温省煤器(4)冷却后排出；空气依次经过暖风器(5)、空气预热器(1)加热；暖风器(5)循环水依次流经三级低温省煤器(4)、循环水泵(6)后返回暖风器(5)形成循环；
低温天气运行模式为：关闭1号控制阀(71)、3号控制阀(73)和5号控制阀(75)，打开2号控制阀(72)、4号控制阀(74)和6号控制阀(76)；燃煤机组回热系统凝结水分别通过第一水入口经8号控制阀(78)和第二水入口经7号控制阀(77)进入并混合，混合后经6号控制阀(76)进入一级低温省煤器(2)加热，加热后的水通过水出口返回至燃煤机组回热系统；热烟气依次经过空气预热器(1)、一级低温省煤器(2)、二级低温省煤器(3)和三级低温省煤器(4)冷却后排出；空气依次经过暖风器(5)、空气预热器(1)加热；暖风器(5)循环水依次流经三级低温省煤器(4)、二级低温省煤器(3)和循环水泵(6)后返回暖风器(5)形成循环。
2.如权利要求1所述的一种燃煤电站烟气余热利用系统的工作方法，其特征在于：所述第一水入口和第二水入口的水引自燃煤机组汽轮机凝结水，其中第一水入口的水温低于70℃、第二水入口的水温高于70℃。
3.如权利要求1所述的一种燃煤电站烟气余热利用系统的工作方法，其特征在于：所述水出口连接至燃煤机组汽轮机回热加热器入口。
4.如权利要求1所述的一种燃煤电站烟气余热利用系统的工作方法，其特征在于：通过调节7号控制阀(77)和8号控制阀(78)，调节第一水入口、第二水入口的水量配比，使混合后的水温为65℃～75℃。
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