CN109237509A - 一种将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的方法及装置。目前机组设计的一次风及送风在锅炉暖风器预热的热源采用汽机侧辅汽联箱（四段抽汽）蒸汽，这样整个冬季运行期间会耗费大量的高品质蒸汽，影响机组运行的经济性。本发明包括汽轮机、汽轮机低压排汽管道、间接空冷的循环水系统及间冷塔、锅炉侧一次风及送风系统、系统设置的闭式循环水系统及吸收式热泵组。采用压力在0.1MPa左右的低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，对间接空冷机组进间冷塔冷却前的高温循环水乏热进行回收，回收的热量通过闭式的循环水系统送至锅炉暖风器对锅炉送风及一次风进行加热。提高了机组运行的经济性和安全稳定性。

Description

一种将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的方法 及装置

技术领域

本发明涉及一种将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的方法及装置，用来替代传统设计中的辅助蒸汽（四段抽汽）对锅炉一次风及送风进行加热。

背景技术

近年来，随着我国电力行业的飞速发展，大容量、高参数的火力发电机组在全国各地纷纷建设。对于我国西北广大地区而言，由于水资源的严重匮乏以及国家对于新建机组环保的要求，间接空冷就成为汽轮机组排汽冷却的一种比较普遍的方式。对于间接空冷机组而言，无论是采用混合式冷却的海勒式间接空冷系统还是采用具有表面式凝汽器的哈蒙式间接空冷系统，由于其冷却水均为闭式循环，所以其由于机组冷却所需的耗水量几乎为零，最大程度的降低了火力发电机组对于水资源的消耗。但同时，由于采用间接空冷的汽轮机组排汽冷却方式，其设计背压较水冷机组要高7-10kPa，其设计的THA工况下的排汽温度在50℃以上，汽轮机低压缸排汽余热占锅炉出口供热量的45%以上，其送入间冷塔进行冷却的循环水所产生的乏热的损失是巨大的。

目前对于间接空冷机组而言，其高温循环冷却水余热利用的方式主要是针对有供热需求的间接空冷机组，将高温循环水的余热回收至冬季采暖系统中加以利用，对于大量的非供暖机组而言，该部分余热未能充分利用，只能通过机组的间冷塔通过空气排至大气环境中。该部分的大量乏热的排出，不仅对于机组的能耗是一种极大的损失，同时对于周围环境也造成了不可避免的热污染。同时由于我国北方地区冬季漫长且气候寒冷，冬季机组运行时，环境空气温最低达到零下10℃以下，但是依据设计锅炉的一次风以及送风温度进入空气预热器之前进行预热，使得一次风或送风的温度要达到25-30℃左右，以减少由于进入空预器的一次风或送风温度过低造成的空预器的低温腐蚀以及堵灰。目前机组设计的一次风及送风在锅炉暖风器预热的热源采用汽机侧辅汽联箱（四段抽汽）蒸汽，如申请号为201620194964.9的中国专利，这样整个冬季运行期间会耗费大量的高品质蒸汽，影响机组运行的经济性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种采用间接空冷机组低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，对间接空冷机组进间冷塔冷却前的高温循环水乏热进行回收，并通过系统设置的循环水系统将回收的热量输送至锅炉侧一次风及送风暖风器，用来替代传统设计中的辅助蒸汽（四段抽汽）对锅炉一次风及送风进行加热的直接空冷机组排汽余热利用技术。一方面可以降低机组能耗，提高机组运行的经济性，另一方面，可以降低大量乏热排至周围所造成的热污染。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的方法，其特征在于，所述方法如下：对间接空冷机组送往间冷塔冷却的高温循环水进行余热回收，回收的热量通过闭式的循环水系统送至锅炉的暖风器对锅炉送风及一次风进行加热；间接空冷机组的高温循环水进行热量回收后，其回水直接通过循环水至吸收式热泵回水管回至间接空冷机组高温循环水管。

进一步而言，采用0.1MPa的低压末级或次末级抽汽驱动的吸收式热泵组对间接空冷机组送往间冷塔冷却的高温循环水进行余热回收。

进一步而言，在回收间接空冷机组高温循环水的余热时，直接取至间接空冷机组循环水泵的出口或间接空冷机组凝汽器的出口，充分利用机组原设计中的循环水泵的动力作为驱动，无需增加额外动力驱动装置。

进一步而言，高温循环水通过循环水至吸收式热泵供水管进入所述闭式的循环水系统，在循环水至吸收式热泵供水管上设置有循环水至吸收式热泵供水管调节阀，根据不同工况下循环水温度的不同，通过循环水至吸收式热泵供水管调节阀来调节循环水的流量，进而控制吸收式热泵组在运行过程中的稳定性。

一种如上所述的将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的方法中的装置，其特征在于，包括汽轮机组、汽轮机排汽管道、凝汽器、低温循环水管、高温循环水管、间冷塔、循环水泵、循环水至吸收式热泵供水管、循环水至吸收式热泵回水管、蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、加热后闭式循环水出水管、驱动蒸汽凝结水出水管、驱动蒸汽进汽管和暖风器；所述汽轮机组通过汽轮机排汽管道与凝汽器连接，所述凝汽器分别通过低温循环水管和高温循环水管与间冷塔连接，所述低温循环水管上设置有循环水泵；所述高温循环水管通过循环水至吸收式热泵供水管与蒸发器连接，所述蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器依次连接，所述发生器还连接有驱动蒸汽凝结水出水管和驱动蒸汽进汽管，所述冷凝器通过加热后闭式循环水出水管与暖风器连接；所述暖风器与吸收器、冷凝器和蒸发器依次连接，所述蒸发器通过循环水至吸收式热泵回水管与低温循环水管连接。

进一步而言，所述循环水至吸收式热泵供水管上设置有循环水至吸收式热泵供水管隔离阀和循环水至吸收式热泵供水管调节阀，所述循环水至吸收式热泵回水管上设置有循环水至吸收式热泵回水管隔离阀。便于系统的隔离及检修。

进一步而言，所述驱动蒸汽凝结水出水管上安装有凝结水回水管道隔离阀，所述驱动蒸汽进汽管上安装有驱动蒸汽进汽管道隔离阀和驱动蒸汽进汽管道调节阀。便于对驱动蒸汽量进行控制及系统的隔离与检修。

进一步而言，所述驱动蒸汽的凝结水通过驱动蒸汽进汽管回至间接空冷机组的凝汽器中。

进一步而言，在高温循环水进出吸收式热泵组中暖风器的管道上分别设置有闭式循环水进吸收式热泵进水管调节阀和闭式循环水进吸收式热泵进水管隔离阀；且在高温循环水进/出吸收式热泵组中暖风器的管道上设置有闭式循环水箱和变频闭式循环水泵。闭式循环水箱用于系统补水以及维持闭式循环水系统的运行稳定，还用于提供将热泵组回收的热量输送至锅炉侧一次风及送风暖风器所需要的循环动力，同时还起到变频调节作用，用于调节经过暖风器加热后的一次风及送风温度。

进一步而言，还包括空气过滤器、一次风机和送风机，所述空气过滤器、一次风机和暖风器依次连接，所述送风机也与暖风器连接。

对于300MW级间接空冷机组，其设计的THA工况下的背压为12kPa，对应的饱和温度为49.5℃。为充分利用间接空冷机组的循环水余热，减少能耗损失，提高机组运行的经济性，同时减少机组乏热排放造成的环境热污染，本发明采用吸收式热泵技术对直接空冷机组排汽余热进行回收，并通过系统设置的循环水系统将回收的热量输送至锅炉侧一次风及送风暖风器，用来替代传统设计中的辅助蒸汽（四段抽汽）对锅炉一次风及送风进行加热。循环水系统由高温循环水引至暖风器之间的设备、管路及阀门等组成。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明采用低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，对间接空冷机组进间冷塔冷却前的高温循环水乏热进行回收利用，并通过系统设置的循环水系统将回收的热量输送至锅炉侧一次风及送风暖风器，用来替代传统设计中的辅助蒸汽（四段抽汽）对锅炉一次风及送风进行加热。其进入吸收式热泵组进行余热回收的余热热源为间接空冷机组的高温循环水，可直接取自间接空冷机组循环水泵的出口，可以充分利用机组原设计中的循环水泵的动力作为驱动，不需要增加额外动力驱动装置。间接空冷机组的高温循环水在通过吸收式热泵进行热量回收降温后，其回水可直接回至间接空冷机组循环水回水管道。驱动蒸汽的冷凝水可通过管道回收至间接空冷机组的热井中。系统设置了专门的闭式循环水系统，用于输送吸收式热泵组回收的热量至锅炉侧一次风及送风暖风器对其进行加热，以替代原设计中采用的辅汽联箱（四段抽汽）对锅炉一次风及送风进行加热的蒸汽，提高了机组运行的经济性。

以某厂600MW哈蒙式间接空冷机组为例，经计算采用机组七段抽汽作为吸收式热泵的驱动蒸汽，该装置的投运时间按照环境温度低于设计的空预器入口温度进行投运，该装置投运期间可平均节约的辅助蒸汽量为12.8t/h左右，增加的发电量为3587kw左右，在上述投运时间段内可节约资金210万元。

该设备的投入可以有效的吸收间接空冷机组的循环水余热，这就有效的减少了机组间冷塔的热负荷，在上述工况下间接空冷机组高温循环水中被有效利用的余热量占间冷塔热负荷的1%左右，进而降低机组的运行背压，提升机组运行的经济性。

附图说明

图1是哈蒙式间接空冷系统应用本发明改造后的余热利用装置及系统图。

图2是海勒式间接空冷系统应用本发明改造后的余热利用装置及系统图。

图中：汽轮机组1、汽轮机排汽管道2、凝汽器3、低温循环水管4、高温循环水管5、间冷塔6、循环水泵7、循环水至吸收式热泵供水管8、循环水至吸收式热泵回水管9、循环水至吸收式热泵供水管隔离阀10、循环水至吸收式热泵回水管隔离阀11、循环水至吸收式热泵供水管调节阀12、蒸发器13、吸收器14、发生器15、冷凝器16、加热后闭式循环水出水管17、驱动蒸汽凝结水出水管18、驱动蒸汽进汽管19、变频闭式循环水泵20、闭式循环水进吸收式热泵进水管隔离阀21、闭式循环水进吸收式热泵进水管调节阀22、空气过滤器23、一次风机24、送风机25、暖风器26、凝结水回水管道隔离阀27、驱动蒸汽进汽管道隔离阀28、驱动蒸汽进汽管道调节阀29、加热后闭式循环水出水管道隔离阀30、闭式循环水箱31。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

本实施例中的将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的方法如下：采用0.1MPa的低压末级或次末级抽汽驱动的吸收式热泵组对间接空冷机组送往间冷塔6冷却的高温循环水进行余热回收，回收的热量通过闭式的循环水系统送至锅炉的暖风器26对锅炉送风及一次风进行加热；间接空冷机组的高温循环水进行热量回收后，其回水直接通过循环水至吸收式热泵回水管9回至间接空冷机组高温循环水管5。

在回收间接空冷机组高温循环水的余热时，直接取至间接空冷机组循环水泵7的出口或间接空冷机组凝汽器的出口，充分利用机组原设计中的循环水泵7的动力作为驱动，无需增加额外动力驱动装置。

高温循环水通过循环水至吸收式热泵供水管8进入闭式的循环水系统，在循环水至吸收式热泵供水管8上设置有循环水至吸收式热泵供水管调节阀12，根据不同工况下循环水温度的不同，通过循环水至吸收式热泵供水管调节阀12来调节循环水的流量，进而控制吸收式热泵组在运行过程中的稳定性。

上述的将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的方法中的装置，包括汽轮机组1、汽轮机排汽管道2、凝汽器3、低温循环水管4、高温循环水管5、间冷塔6、循环水泵7、循环水至吸收式热泵供水管8、循环水至吸收式热泵回水管9、蒸发器13、吸收器14、发生器15、冷凝器16、加热后闭式循环水出水管17、驱动蒸汽凝结水出水管18、驱动蒸汽进汽管19和暖风器26；汽轮机组1通过汽轮机排汽管道2与凝汽器3连接，凝汽器3分别通过低温循环水管4和高温循环水管5与间冷塔6连接，低温循环水管4上设置有循环水泵7；高温循环水管5通过循环水至吸收式热泵供水管8与蒸发器13连接，蒸发器13、吸收器14、发生器15和冷凝器16依次连接，发生器15还连接有驱动蒸汽凝结水出水管18和驱动蒸汽进汽管19，冷凝器16通过加热后闭式循环水出水管17与暖风器26连接；暖风器26与吸收器14、冷凝器16和蒸发器13依次连接，蒸发器13通过循环水至吸收式热泵回水管9与低温循环水管4连接。

其中，循环水至吸收式热泵供水管8上设置有循环水至吸收式热泵供水管隔离阀10和循环水至吸收式热泵供水管调节阀12，循环水至吸收式热泵回水管9上设置有循环水至吸收式热泵回水管隔离阀11。驱动蒸汽凝结水出水管18上安装有凝结水回水管道隔离阀27，驱动蒸汽进汽管19上安装有驱动蒸汽进汽管道隔离阀28和驱动蒸汽进汽管道调节阀29。驱动蒸汽的凝结水通过驱动蒸汽进汽管19回至间接空冷机组的凝汽器3中。

在高温循环水进出吸收式热泵组中暖风器26的管道上分别设置有闭式循环水进吸收式热泵进水管调节阀22和闭式循环水进吸收式热泵进水管隔离阀21；且在高温循环水进/出吸收式热泵组中暖风器26的管道上设置有闭式循环水箱31和变频闭式循环水泵20。

在将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的方法中的装置中，还包括空气过滤器23、一次风机24和送风机25，空气过滤器23、一次风机24和暖风器26依次连接，送风机25也与暖风器26连接。

参见图1至图2，本实施例中提供了哈蒙式间接空冷系统和海勒式间接空冷系统的装置及流程图，其具体实施方式相同。

虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的方法，其特征在于，所述方法如下：对间接空冷机组送往间冷塔冷却的高温循环水进行余热回收，回收的热量通过闭式的循环水系统送至锅炉的暖风器对锅炉送风及一次风进行加热；间接空冷机组的高温循环水进行热量回收后，其回水直接通过循环水至吸收式热泵回水管回至间接空冷机组高温循环水管。

2.根据权利要求1所述的将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的方法，其特征在于，采用0.1MPa的低压末级或次末级抽汽驱动的吸收式热泵组对间接空冷机组送往间冷塔冷却的高温循环水进行余热回收。

3.根据权利要求1所述的将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的方法，其特征在于，在回收间接空冷机组高温循环水的余热时，直接取至间接空冷机组循环水泵的出口或间接空冷机组凝汽器的出口，充分利用机组原设计中的循环水泵的动力作为驱动，无需增加额外动力驱动装置。

4.根据权利要求1所述的将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的方法，其特征在于，高温循环水通过循环水至吸收式热泵供水管进入所述闭式的循环水系统，在循环水至吸收式热泵供水管上设置有循环水至吸收式热泵供水管调节阀，根据不同工况下循环水温度的不同，通过循环水至吸收式热泵供水管调节阀来调节循环水的流量，进而控制吸收式热泵组在运行过程中的稳定性。

5.一种如权利要求1-4中任一项权利要求所述的将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的方法中的装置，其特征在于，包括汽轮机组、汽轮机排汽管道、凝汽器、低温循环水管、高温循环水管、间冷塔、循环水泵、循环水至吸收式热泵供水管、循环水至吸收式热泵回水管、蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、加热后闭式循环水出水管、驱动蒸汽凝结水出水管、驱动蒸汽进汽管和暖风器；所述汽轮机组通过汽轮机排汽管道与凝汽器连接，所述凝汽器分别通过低温循环水管和高温循环水管与间冷塔连接，所述低温循环水管上设置有循环水泵；所述高温循环水管通过循环水至吸收式热泵供水管与蒸发器连接，所述蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器依次连接，所述发生器还连接有驱动蒸汽凝结水出水管和驱动蒸汽进汽管，所述冷凝器通过加热后闭式循环水出水管与暖风器连接；所述暖风器与吸收器、冷凝器和蒸发器依次连接，所述蒸发器通过循环水至吸收式热泵回水管与低温循环水管连接。

6.根据权利要求5所述的将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的装置，其特征在于，所述循环水至吸收式热泵供水管上设置有循环水至吸收式热泵供水管隔离阀和循环水至吸收式热泵供水管调节阀，所述循环水至吸收式热泵回水管上设置有循环水至吸收式热泵回水管隔离阀。

7.根据权利要求5所述的将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的装置，其特征在于，所述驱动蒸汽凝结水出水管上安装有凝结水回水管道隔离阀，所述驱动蒸汽进汽管上安装有驱动蒸汽进汽管道隔离阀和驱动蒸汽进汽管道调节阀。

8.根据权利要求7所述的将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的装置，其特征在于，所述驱动蒸汽的凝结水通过驱动蒸汽进汽管回至间接空冷机组的凝汽器中。

9.根据权利要求5所述的将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的装置，其特征在于，在高温循环水进出吸收式热泵组中暖风器的管道上分别设置有闭式循环水进吸收式热泵进水管调节阀和闭式循环水进吸收式热泵进水管隔离阀；且在高温循环水进/出吸收式热泵组中暖风器的管道上设置有闭式循环水箱和变频闭式循环水泵。

10.根据权利要求5所述的将间接空冷机组循环水余热回收至锅炉送风系统的装置，其特征在于，还包括空气过滤器、一次风机和送风机，所述空气过滤器、一次风机和暖风器依次连接，所述送风机也与暖风器连接。