CN111853756A - 基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收装置及方法，包括热网系统、回热系统、低温省煤器系统。供热抽汽在热网加热器加热热网一次水形成热网疏水，通过热网疏水泵进入低省混合水箱，利用低省混合水箱温度闭环控制保证加热器出水温度在低温省煤器入口设计温度左右，再进入低温省煤器，通过低温省煤器吸收锅炉尾部烟道烟气热量，降低排烟温度，加热得到的热水到凝结水系统。本系统可有效实现安全、节能、节水的回收供热疏水，具有较好的经济和环境效益。

Description

基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收装置及方法

【技术领域】

本发明属于火电厂节能新技术领域，涉及一种基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收装置及方法。

【背景技术】

现北方大部分电厂均采用抽汽供热方式进行冬季集中供热，抽汽经过热网加热器加热热网一次水后形成热网疏水，根据现有设计，热网疏水通过凝汽器或者除氧器回到火电厂回热系统，但回到凝汽器会导致精处理入口凝结水温度偏高，影响凝结水水质；回到除氧器会增加除氧器抽汽，导致机组经济性下降。现大部分电厂供热疏水通过除氧器回收到回热系统。

为了实现能减排，大部分电厂为解决锅炉排烟温度偏高的问题，在锅炉尾部烟道增加了低温省煤器，用于回收锅炉排烟热损失。现有低温省煤器设计入口有两路水源，一路低温水(温度低于低温省煤器入口设计温度)，一路高温水(温度高于低温省煤器入口设计温度)，两路水混合后，保证进入低温省煤器的水温控制在低温省煤器入口设计温度左右，通过低温省煤器加热后的热水一般回到下一级加热器的出口，并保证低省出水温度高于加热器出水温度，保证低省运行的经济性。

现有热网疏水回收装置，或影响机组的安全性，或影响机组的经济性。将热网疏水送入到低温省煤器中，可以合理利用热网疏水余热，同时减少低省从凝结水系统中吸收的热量和工质，提高机组的发电功率，降低汽轮机热耗率，提高火电机组运行经济性。

【发明内容】

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收装置及方法，本发明基于低温省煤器技术，合理利用热网疏水余热，提高火电机组的经济性。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收装置，包括：

热网加热器，所述热网加热器的入口连接供热蒸汽，出口分别连接低省混合水箱、除氧器和凝汽器；

低省混合水箱，所述低省混合水箱的入口分别连接热网疏水泵、低省低温供水装置以及低省高温供水装置，热网疏水泵的入口与热网加热器的出口相连；低省混合水箱的出口连接低温省煤器；

温度控制系统，所述温度控制系统设置在所述低省混合水箱的三路进水管道上，用于控制低省混合水箱出口温度；

低温省煤器，所述低温省煤器入口设置有流量调节装置，用于控制进入低温省煤器的水流量；出口接凝结水系统。

本发明进一步的改进在于：

所述热网疏水泵的出口还连接凝汽器和除氧器。

所述温度控制系统包括设置在热网疏水泵至低省混合水箱管路上的第一温度测量装置以及设置在低省混合水箱出口管路上的第二温度测量装置；低省低温供水装置与低省混合水箱之间的管道上依次设置第一供水快关阀和第一供水调节阀；低省高温供水装置与低省混合水箱之间的管道上依次设置第二供水快关阀和第二供水调节阀。

所述第一温度测量装置与第一信号处理器电连接，第一信号处理器分别与第一供水快关阀和第二供水快关阀电连接；第二温度测量装置与第二信号处理器电连接，第二信号处理器分别与第一供水调节阀、第二供水调节阀电连接。

所述低温省煤器入口处设置有流量控制系统，所述流量控制系统包括设置在低温省煤器入口管路上的流量测量装置和流量调节阀；流量测量装置上连接有第三信号处理器，第三信号处理器与流量调节阀电连接。

所述热网加热器上设置有水位控制系统，水位控制系统包括设置在热网加热器上的水位测量装置以及热网疏水旁路管道上水位调节阀；水位测量装置上连接有第四信号处理器，第四信号处理器与水位调节阀电连接；所述水位调节阀的入口连接热网加热器，出口分别与除氧器和凝汽器相连。

一种基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收方法，包括以下步骤：

第一温度测量装置实时检测热网疏水泵至低省混合水箱入口水温，若入口水温大于低温省煤器入口设计温度，第一信号处理器向第一供水快关阀发出阀门开关信号，使第一供水快关阀开启，同时向第二供水快关阀发出阀门关闭信号，使第二供水快关阀关闭；若低省混合水箱入口温度小于等于低温省煤器入口设计温度，第一信号处理器向第一供水快关阀发出阀门关闭信号，使第一供水快关阀关闭，同时向第二供水快关阀发出阀门开启信号，使第二供水快关阀开启；

第二温度测量装置实时检测低温省煤器的入口温度，若入口水温高于低温省煤器入口设计温度，第二信号处理器向第一供水调节阀发出阀门开度信号，调整出口温度为低温省煤器入口设计温度，同时第二信号处理器向第二供水调节阀发出阀门关闭信号，使第二供水调节阀关闭；若低温省煤器的入口水温低于低温省煤器入口设计温度，第二信号处理器向第一供水调节阀发出阀门关闭信号，使第一供水调节阀关闭，同时第二信号处理器向第二供水调节阀发出阀门开度信号，调整出口温度为低温省煤器入口设计温度；

流量测量装置实时监测低温省煤器入口流量，若流量S3大于低省最大设计流量，第三信号处理器向低省入口流量调节阀发出阀门开度信号D5，调整流量低于低省最大设计流量；

水位测量装置实时监测热网加热器水位，若水位S4大于热网加热器最大设计水位，第四信号处理器向水位调节阀发出调门开度信号D6，调整加热器水位保持在正常运行水位。

上述方法进一步的改进在于：

当低省混合水箱、低温省煤器任意设备发生故障时，打开热网疏水旁路门将热网疏水送回至除氧器或凝汽器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

根据现有设计，热网疏水通过凝汽器或者除氧器回到火电厂回热系统，根据部分电厂统计，热网疏水温度在60℃～80℃，如通过凝汽器回到回热系统，水温偏高，会影响回热系统凝结水精处理效果，最终影响凝结水水质；如通过除氧器回到回热系统，热网疏水温度低于除氧器入口给水温度，会增加除氧器抽汽量，导致汽轮机热耗率增加，火电机组经济性下降。通过本发明热网疏水不直接回到回热系统，热网疏水通过低温省煤器加热到合适的温度，直接回到回热系统。另一方面，通过供热疏水的余热来替代低温省煤器从汽轮机系统中抽出的热量，降低汽轮机热耗率，最终做到供热疏水余热的充分利用。

【附图说明】

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例燃煤电厂采用的基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收装置示意图。

其中：1-热网加热器；2-热网疏水泵；3-低省混合水箱；4-低温省煤器；5-热网加热器疏水调节阀；6-热网疏水旁路门；7-除氧器；8-凝汽器；9-低省低温供水装置；10-低省高温供水装置；11-第一温度测量装置；12-第二温度测量装置；13-第一信号处理器；14-第二信号处理器；15-第一供水快关阀；16-第一供水调节阀；17-第二供水快关阀；18-第二供水调节阀；19-流量测量装置；20-流量调节阀；21-第三信号处理器；22-水位测量装置；23-第四信号处理器。

【具体实施方式】

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收装置，包括热网加热器1、热网疏水泵2、低省混合水箱3、低温省煤器4、热网加热器疏水调节阀5、热网疏水旁路门6、除氧器7、凝汽器8、低省低温供水装置9、低省高温供水装置10、第一温度测量装置11、第二温度测量装置12、第一信号处理器13、第二信号处理器14、第一供水快关阀15、第一供水调节阀16、第二供水快关阀17、第二供水调节阀18、流量测量装置19、流量调节阀20、第三信号处理器21、水位测量装置22以及第四信号处理器23。

供热抽汽通过热网加热器1加热热网一次水，然后凝结成热网疏水，热网疏水通过热网疏水泵2进入低省混合水箱3，在低省混合水箱3与原低省低温供水装置9和低省高温供水装置提供的冷水和热水进行混合，保证低省混合水箱3出水温度在低温省煤器入口设计温度左右，再进入低温省煤器4吸收锅炉尾部烟道中的排烟损失，得到高温热水，热水再回到汽机凝结水系统。

在热网疏水泵2出口仍然保留原热网疏水回收装置，当低省混合水箱3、低温省煤器4任意设备出现故障，可通过热网疏水泵2将热网疏水通过热网疏水旁路门6回收到凝汽器7或除氧器8。

当热网疏水泵2出口的热网疏水温度低于低温省煤器入口设计温度，可通过自动控制打开低省低温供水装置9至低省混合水箱3进水阀门，通过温度闭环控制保证低省混合水箱3出口温度为低温省煤器入口设计温度；当热网疏水泵2出口的热网疏水温度高于低温省煤器入口设计温度，可通过自动控制打开高省低温供水装置10至低省混合水箱3进水阀门，通过温度闭环控制保证低省混合水箱3出口温度为低温省煤器入口设计温度；通过上述调节满足进入低温省煤器4的疏水温度要求。

低省混合水箱3的温度控制逻辑如下：根据第一温度测量装置10，测得低省混合水箱3入口温度S1，入口温度信号S1进入第一信号处理器13进行处理，若水温是否高于低温省煤器入口设计温度，得到阀门开关信号D1和D2，分别传输到第一供水快关阀15和第二供水快关阀17控制阀门开关；根据第二温度测量装置12，测量得到低省混合水箱3出口温度信号S2，出口温度信号S2进入第二信号处理器14进行处理，得到阀门开度信号D3和D4，分别传输给第一供水调节阀16和第二供水调节阀18控制阀门开度，调整低省混合水箱3出口温度，形成闭环回路控制。

低温省煤器4设计有最大进水流量，当流量测量装置19测得流量大于低省设计最大流量，通过调整流量调节阀20，保证流量超过最大流量。

低温省煤器4入口流量控制逻辑如下：根据流量测量装置19，测得低温省煤器4入口流量S3，若流量S3大于低省最大设计流量，第三信号处理器21向低省入口流量调节阀20发出阀门开度信号D5，调整流量低于低省最大设计流量。

由于调整低温省煤器4入口流量，可能导致热网加热器1的水位波动，当水位测量装置22测得水位高于热网加热器1的最高水位，通过调整热网加热器疏水调节阀5，保证热网加热器水位稳定。

热网加热器1水位控制逻辑如下：根据水位测量装置22，测得热网加热器1水位S4，若水位S4大于加热器最高水位，第四信号处理器23向热网加热器疏水调节阀5发出阀门开度信号D6，调整热网加热器水位低于最高水位。

本实施实例中，既可以保证热网疏水回收过程中不会对机组安全性和经济性产生影响，同时可以利用热网疏水的余热进入低温省煤器，在保证锅炉排烟温度降低值不变的前提下，减少从汽轮机抽取的热量，降低汽轮机热耗率，提高机组的经济性。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收装置，其特征在于，包括：

热网加热器(1)，所述热网加热器(1)的入口连接供热蒸汽，出口分别连接低省混合水箱(3)、除氧器(7)和凝汽器(8)；

低省混合水箱(3)，所述低省混合水箱(3)的入口分别连接热网疏水泵(2)、低省低温供水装置(9)以及低省高温供水装置(10)，热网疏水泵(2)的入口与热网加热器(1)的出口相连；低省混合水箱(3)的出口连接低温省煤器(4)；

温度控制系统，所述温度控制系统设置在所述低省混合水箱(3)的三路进水管道上，用于控制低省混合水箱(3)出口温度；

低温省煤器(4)，所述低温省煤器(4)入口设置有流量调节装置，用于控制进入低温省煤器(4)的水流量；出口接凝结水系统。

2.根据权利要求1所述的基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收装置，其特征在于，所述热网疏水泵(2)的出口还连接凝汽器(7)和除氧器(8)。

3.根据权利要求1或2所述的基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收装置，其特征在于，所述温度控制系统包括设置在热网疏水泵(2)至低省混合水箱(3)管路上的第一温度测量装置(11)以及设置在低省混合水箱(3)出口管路上的第二温度测量装置(12)；低省低温供水装置(9)与低省混合水箱(3)之间的管道上依次设置第一供水快关阀(15)和第一供水调节阀(16)；低省高温供水装置(10)与低省混合水箱(3)之间的管道上依次设置第二供水快关阀(17)和第二供水调节阀(18)。

4.根据权利要求3所述的基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收装置，其特征在于，所述第一温度测量装置(11)与第一信号处理器(13)电连接，第一信号处理器(13)分别与第一供水快关阀(15)和第二供水快关阀(17)电连接；第二温度测量装置(12)与第二信号处理器(14)电连接，第二信号处理器(14)分别与第一供水调节阀(16)、第二供水调节阀(18)电连接。

5.根据权利要求1或2所述的基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收装置，其特征在于，所述低温省煤器(4)入口处设置有流量控制系统，所述流量控制系统包括设置在低温省煤器(4)入口管路上的流量测量装置(19)和流量调节阀(20)；流量测量装置(19)上连接有第三信号处理器(21)，第三信号处理器(21)与流量调节阀(20)电连接。

6.根据权利要求1或2所述的基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收装置，其特征在于，所述热网加热器(1)上设置有水位控制系统，水位控制系统包括设置在热网加热器上的水位测量装置(22)以及热网疏水旁路管道上水位调节阀(5)；水位测量装置(22)上连接有第四信号处理器(23)，第四信号处理器(23)与水位调节阀(5)电连接；所述水位调节阀(5)的入口连接热网加热器(1)，出口分别与除氧器(7)和凝汽器(8)相连。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述装置的基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一温度测量装置(10)实时检测热网疏水泵(2)至低省混合水箱(3)入口水温，若入口水温大于低温省煤器入口设计温度，第一信号处理器(13)向第一供水快关阀(15)发出阀门开关信号，使第一供水快关阀(13)开启，同时向第二供水快关阀(17)发出阀门关闭信号，使第二供水快关阀(17)关闭；若低省混合水箱(3)入口温度小于等于低温省煤器入口设计温度，第一信号处理器(13)向第一供水快关阀(15)发出阀门关闭信号，使第一供水快关阀(15)关闭，同时向第二供水快关阀(17)发出阀门开启信号，使第二供水快关阀(17)开启；

第二温度测量装置(12)实时检测低温省煤器(4)的入口温度，若入口水温高于低温省煤器入口设计温度，第二信号处理器(14)向第一供水调节阀(16)发出阀门开度信号，调整出口温度为低温省煤器入口设计温度，同时第二信号处理器(14)向第二供水调节阀(18)发出阀门关闭信号，使第二供水调节阀(18)关闭；若低温省煤器(4)的入口水温低于低温省煤器入口设计温度，第二信号处理器(14)向第一供水调节阀(16)发出阀门关闭信号，使第一供水调节阀(16)关闭，同时第二信号处理器(14)向第二供水调节阀(18)发出阀门开度信号，调整出口温度为低温省煤器入口设计温度；

流量测量装置(19)实时监测低温省煤器(4)入口流量，若流量S3大于低省最大设计流量，第三信号处理器(21)向低省入口流量调节阀(20)发出阀门开度信号D5，调整流量低于低省最大设计流量；

水位测量装置(22)实时监测热网加热器(1)水位，若水位S4大于热网加热器(1)最大设计水位，第四信号处理器(23)向水位调节阀(5)发出调门开度信号D6，调整加热器水位保持在正常运行水位。

8.根据权利要求7所述的基于低温省煤器技术的火电厂热网疏水余热回收方法，其特征在于，当低省混合水箱(3)、低温省煤器(4)任意设备发生故障时，打开热网疏水旁路门(5)将热网疏水送回至除氧器(7)或凝汽器(8)。

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