CN109974497B - 一种具有余热回收和除有色烟羽功能的储热调峰系统 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种具有余热回收和除有色烟羽功能的储热调峰系统，包括汽轮机、发电机、送风机，发电机的输出端连有固体蓄热器，送风机的输入端与外部大气相连且输出端分别经过热风至风烟换热器调节阀、热风至风水换热器调节阀与风烟换热器、风水换热器相连，风水换热器与循环水外网相连，炉膛的烟道依次经空气预热器、电除尘器、引风机、湿法脱硫塔、烟气余热回收器、风烟换热器与烟囱相连。本发明减少了汽轮机抽汽，增加汽轮机做功，达到消除石膏雨和有色烟羽现象，满足环保排放要求，减少锅炉的燃煤量，不仅提高了机组运行经济性，而且要求固体蓄热器的蓄热容量增加，进一步增加了机组调峰的能力。

Description

一种具有余热回收和除有色烟羽功能的储热调峰系统
技术领域
本发明涉及燃煤发电技术领域，尤其涉及一种具有余热回收和除有色烟羽功能的储热调峰系统。
背景技术
目前调峰机组加装固体蓄热后，在用电低谷时段利用发热介质将机组的部分发电量转化为热能，将热能储存于固体蓄热器中，在用电高峰时将储存的热能被风机提供的冷却空气带走，冷空气经储存固体吸热后成为热空气，热空气通过风水换热器对来自水泵的外网循环水进行热交换，最终将热水提供至热用户，从而使机组具备深度调峰能力。
配备湿法脱硫的燃煤机组系统的燃料在炉膛内燃烧后通过空气预热器与来自送风机的空气换热，换热冷却后的烟气进入电除尘除尘，经引风机后进入脱硫塔，进行湿法脱硫，最终烟气经烟囱排放到大气中。
随着风电、光伏、光热发电技术的的发展，新能源发电容量所占电网比例越来越大，但是风电和光伏发电受天气、环境影响较大，因此电网要求火力发电机组具有较强的调峰能力。目前部分电站已经进行了技术改造使机组具有一定的调峰的能力，满足电网需求。
随着环保要求越来越严格，二氧化硫、氮氧化物、粉尘等污染物排放值要求越来越低，同时部分城市、地区进一步要求燃煤电站烟囱出口消除石膏雨、有色烟羽等现象。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种具有余热回收和除有色烟羽功能的储热调峰系统。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种具有余热回收和除有色烟羽功能的储热调峰系统，包括汽轮机、发电机、送风机，汽轮机的输出轴与发电机的输入轴相连，发电机的输出端连有固体蓄热器，送风机的输入端与外部大气相连且输出端通过风管经过固体蓄热器后形成两个并联的分支，其中第一分支包括依次相连的热风至风烟换热器调节阀和风烟换热器的热源管，第二分支包括依次相连的热风至风水换热器调节阀、风水换热器的热源管，第一分支与第二分支合并后依次经过空气预热器的冷源管与炉膛的二次风箱相连，风水换热器的冷源管与循环水外网相连，
炉膛的烟道依次经空气预热器的热源管、电除尘器、引风机、湿法脱硫塔、烟气余热回收器的热源管、风烟换热器的冷源管与烟囱相连，烟气余热回收器的热源管通过烟气冷凝水至脱硫塔管道与湿法脱硫塔的蓄水池相连，汽轮机的凝结水管形成两个并联的支管，其中第一支管包括凝结水至低压加热器调节阀，第二支管包括依次相连的烟气凝结水至烟气余热回收器调节阀、烟气余热回收器的冷源管，第一支管与第二支管合并后再与低压加热器相连。
优选的，循环水外网包括热水用户、水泵与风水换热器通过外网循环水管相连而共同构成的外网环路。
优选的，以水流方向为正向，外网环路中水泵和热水用户分别位于风水换热器的上、下游。
优选的，凝结水至低压加热器调节阀、烟气凝结水至烟气余热回收器调节阀、热风至风烟换热器调节阀和热风至风水换热器调节阀均为电机驱动阀门。
优选的，烟气余热回收器的烟道通过冷凝水回收器与烟气冷凝水至脱硫塔管道相连。
本发明的有益效果是：本发明提出了利用凝结水回收烟气余热，降低烟温使烟气中部分水蒸气凝结成水并送至脱硫塔循环使用，同时提高凝结水温度减少汽轮机抽汽，增加汽轮机做功。利用调峰期间的固体蓄热量加热冷空气，冷空气经换热后变为高温热空气，一部分热空气加热被凝结水冷却后的烟气，使烟气温度升高，达到消除石膏雨和有色烟羽现象，满足环保排放要求，另一部分热空气与外网热用户的外网循环水换热，提高水温满足热用户用水要求，这两部分热空气加热烟气和加热外网循环水后仍具有一定的温度，被送入空气预热器最终进入锅炉，参与燃烧，减少锅炉的燃煤量，不仅提高了机组运行经济性，而且要求固体蓄热器的蓄热容量增加，进一步增加了机组调峰的能力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1-炉膛；2-二次风箱；3-空气预热器；4-电除尘器；5-汽轮机；6-低压加热器；7-引风机；8-热风管道；9-湿法脱硫塔；10-凝结水至低压加热器调节阀；11-烟气冷凝水至脱硫塔管道；12-烟气凝结水至烟气余热回收器调节阀；13-烟气余热回收器；14-发电机；15-风烟换热器；16-烟囱；17-热风至风烟换热器调节阀；18-热风至风水换热器调节阀；19-固体蓄热器；20-风水换热器；21-送风机；22-热水用户；23-水泵；24-外网循环水管；
以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图所示，一种具有余热回收和除有色烟羽功能的储热调峰系统，包括汽轮机5、发电机14、送风机21，汽轮机5的输出轴与发电机14的输入轴相连，发电机14的输出端连有固体蓄热器19，送风机21的输入端与外部大气相连且输出端通过风管经过固体蓄热器19后形成两个并联的分支，其中第一分支包括依次相连的热风至风烟换热器调节阀17和风烟换热器15的热源管，第二分支包括依次相连的热风至风水换热器调节阀18、风水换热器20的热源管，第一分支与第二分支合并后依次经过空气预热器3的冷源管与炉膛1的二次风箱2相连，风水换热器20的冷源管与循环水外网相连，
炉膛1的烟道依次经空气预热器3的热源管、电除尘器4、引风机7、湿法脱硫塔9、烟气余热回收器13的热源管、风烟换热器15的冷源管与烟囱16相连，烟气余热回收器13的热源管通过烟气冷凝水至脱硫塔管道11与湿法脱硫塔9的蓄水池相连，汽轮机5的凝结水管形成两个并联的支管，其中第一支管包括凝结水至低压加热器调节阀10，第二支管包括依次相连的烟气凝结水至烟气余热回收器调节阀12、烟气余热回收器13的冷源管，第一支管与第二支管合并后再与低压加热器6相连。
优选的，循环水外网包括热水用户22、水泵23与风水换热器20通过外网循环水管24相连而共同构成的外网环路。
优选的，以水流方向为正向，外网环路中水泵23和热水用户22分别位于风水换热器20的上、下游。
优选的，凝结水至低压加热器调节阀10、烟气凝结水至烟气余热回收器调节阀12、热风至风烟换热器调节阀17和热风至风水换热器调节阀18均为电机驱动阀门。
优选的，烟气余热回收器13的烟道通过冷凝水回收器与烟气冷凝水至脱硫塔管道11相连。
本发明使用时，在用电高峰时发电机14所发电量全部上网，在用电低谷时机组发电机14将电量用于加热固体蓄热器19，电能转化为热能储存于固体蓄热器19。经过加热后固体蓄热器19储存有一定的热量。送风机21将大气中的空气送入固体蓄热器19中，空气经换热后变为具有一定温度的热空气，热空气经过热风至风烟换热器调节阀17、热风至风水换热器调节阀18分别进入风烟换热器15和风水换热器20，热空气分别加热烟气和外网循环水后仍具有一定的温度，经热风管道8进入空气预热器3，在空气预热器中热空气被烟气加热后进入二次风箱2，最终进入炉膛1参与燃烧，由于经风烟换热器15和风水换热器20换热后的热空气具有一定的温度，因此减少了燃煤的使用，提高了机组的经济性。
燃料在炉膛1内燃烧后生产的烟气经过空气预热器3换热后进入电除尘器4除尘，经引风机7后进入湿法脱硫塔9，进行湿法脱硫，湿法脱硫塔9出口的饱和烟气经过烟气余热回收器13被来自与汽轮机5的凝结水冷却，烟气中的部分水蒸汽凝结成水，凝结的水经过烟气冷凝水至脱硫塔管道11回收至湿法脱硫塔9继续使用。汽轮机5凝结水通过凝结水至低压加热器调节阀10和凝结水至烟气余热回收器调节阀12共同作用调节进入烟气余热回收器13的凝结水量，控制烟气余热回收器13出口的烟气温度，从而最大限度的回收烟气余热及回收烟气中的水蒸气。汽轮机5凝结水在烟气余热回收器13中被加热，减少了汽轮机5的抽汽，提高机组经济型。经烟气余热回收器13冷却的烟气进入风烟换热器15被来自于固体蓄热器19的热空气加热，通过热风至风烟换热器调节阀17和热风至风水换热器调节阀18控制风烟换热器15出口烟气温度，经加热后的烟气进入烟囱16，由于烟气被冷却和再次加热，消除了烟囱出口的石膏雨和有色烟羽现场，满足环保排放要求。
由于配备固体蓄热器19，因此在用电高峰时利用送风机21提供的空气与固体蓄热器19进行换热，换热后的热空气一路经风水换热器调节阀18进入风水换热器20与来自水泵23的外网循环水进行热交换，被加热后的热水提供至热用户22使用，经固体蓄热器19换热后的另一路热空气进入风烟换热器15，加热烟气，此路的增加要求固体蓄热器19的蓄热容量增加，进一步增加了机组调峰的能力。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有余热回收和除有色烟羽功能的储热调峰系统，包括汽轮机(5)、发电机(14)、送风机(21)，其特征在于，汽轮机(5)的输出轴与发电机(14)的输入轴相连，发电机(14)的输出端连有固体蓄热器(19)，送风机(21)的输入端与外部大气相连且输出端通过风管经过固体蓄热器(19)后形成两个并联的分支，其中第一分支包括依次相连的热风至风烟换热器调节阀(17)和风烟换热器(15)的热源管，第二分支包括依次相连的热风至风水换热器调节阀(18)、风水换热器(20)的热源管，第一分支与第二分支合并后依次经过空气预热器(3)的冷源管与炉膛(1)的二次风箱(2)相连，风水换热器(20)的冷源管与循环水外网相连，
炉膛(1)的烟道依次经空气预热器(3)的热源管、电除尘器(4)、引风机(7)、湿法脱硫塔(9)、烟气余热回收器(13)的热源管、风烟换热器(15)的冷源管与烟囱(16)相连，烟气余热回收器(13)的热源管通过烟气冷凝水至脱硫塔管道(11)与湿法脱硫塔(9)的蓄水池相连，汽轮机(5)的凝结水管形成两个并联的支管，其中第一支管包括凝结水至低压加热器调节阀(10)，第二支管包括依次相连的烟气凝结水至烟气余热回收器调节阀(12)、烟气余热回收器(13)的冷源管，第一支管与第二支管合并后再与低压加热器(6)相连。
2.根据权利要求1所述的具有余热回收和除有色烟羽功能的储热调峰系统，其特征在于，循环水外网包括热水用户(22)、水泵(23)与风水换热器(20)通过外网循环水管(24)相连而共同构成的外网环路。
3.根据权利要求2所述的具有余热回收和除有色烟羽功能的储热调峰系统，其特征在于，以水流方向为正向，外网环路中水泵(23)和热水用户(22)分别位于风水换热器(20)的上、下游。
4.根据权利要求1所述的具有余热回收和除有色烟羽功能的储热调峰系统，其特征在于，凝结水至低压加热器调节阀(10)、烟气凝结水至烟气余热回收器调节阀(12)、热风至风烟换热器调节阀(17)和热风至风水换热器调节阀(18)均为电机驱动阀门。
5.根据权利要求1所述的具有余热回收和除有色烟羽功能的储热调峰系统，其特征在于，烟气余热回收器(13)的烟道通过冷凝水回收器与烟气冷凝水至脱硫塔管道(11)相连。
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