CN113137624B - 一种火电厂风烟系统节能利用装置 - Google Patents

一种火电厂风烟系统节能利用装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种火电厂风烟系统节能利用装置，包括送风机和一次风机，所述送风机的入口风道内设置有送风机入口降温换热装置，出口风道中设置有送风机出口加热装置，所述一次风机的入口风道内设置有一次风机入口降温换热装置，出口风道中设置有一次风机出口加热装置，本发明火电厂风烟系统节能利用装置，利用空气密度随环境温度变化而变化，通过在送风机、一次风机吸入口降低送风机、一次风机进风区空气温度，提高进风区空气密度，在送风机、一次风机出风区再提高送风机、一次风机出风区空气温度，在增加空气风量的情况下，出风区的温度不会下降，从而降低送风机、一次风机的能耗。

Description

一种火电厂风烟系统节能利用装置
技术领域
本发明技术涉及火电厂节能利用装置，具体涉及一种火电厂的风烟系统节能利用装置。
背景技术
随着我国电网快速发展，国内电网电源点的发电形式也趋于多样性，因为排放标准的提高，火电厂面临较大的环保节能压力，火电的环保改造远没有到尽头，目前火电厂需要在节能降耗工作中加大投入力度，加快技术改造及创新，针对火电厂污染源，应用相应的环保技术，开发多品种、多系列环保产品，火电厂节能降耗在改进创新方面的切入面颇多，把资源节约和环保政策贯穿在技术创新中，例如：在锅炉运行中，由于环境温度不同，空气密度有所变化，导致锅炉风烟系统的设备运行工况差别较大，具体表现为：
1、以300MW机组对应锅炉计算，锅炉风烟系统中对比送风机在夏季工况及冬季工况运行，在锅炉额定总风量时，夏季工况较冬季工况单台风机电流增加10A-19A左右，每小时单台送风机在夏季工况下多耗电量为88Kwh-167Kwh，两台送风机一天多耗电量为4224Kwh-8025Kwh。
2、以300MW机组对应锅炉计算，锅炉风烟系统中对比一次风机在夏季工况及冬季工况运行，达到锅炉额定一次风量时，夏季工况较冬季工况单台一次风机电流增加5A-8A左右。每小时单台一次风机在夏季工况下多耗电量为44Kwh-70Kwh，两台一次风机一天多耗电量为2112Kwh-3360Kwh。
3、以300MW机组对应锅炉计算，锅炉风烟系统中对比引风机在夏季工况及冬季工况运行。达到锅炉额定总风量时，夏季工况较冬季工况单台引风机电流增加5A-8A左右。每小时单台风机在夏季工况下多耗电量为44Kwh-70Kwh。两台引风机一天多耗电量为2112Kwh-3360Kwh。
4、对比上边数据以300MW机组对应锅炉计算，锅炉风烟系统在夏季工况及冬季工况运行。达到锅炉额定风量时，如果以300MW机组年利用小时为3500小时计算，折合全年以1000利用小时计算风烟系统夏季工况较冬季工况多耗电量为35.2万Kwh-61.46万Kwh。
5、300MW机组对应锅炉为例，夏季由于风烟系统出力较大容易造成风机工作稳定性下降，特别是引风机容易出现失速等不安全事件，造成机组安全稳定运行能力变差。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的是提供一种火电厂风烟系统节能利用装置，利用空气密度随环境温度变化而变化，通过在送风机、一次风机吸入口降低送风机、一次风机进风区空气温度，提高进风区空气密度，在送风机、一次风机出风区再提高送风机、一次风机出风区空气温度，在增加空气风量的情况下，出风区的温度不会下降，从而降低送风机、一次风机的能耗。
本发明的技术方案如下：一种火电厂风烟系统节能利用装置，包括送风机和一次风机，所述送风机和一次风机的入口风道内均设有两个过滤网，所述过滤网由与风道横截面直径相同的两个圆环形成葫芦状固定在一起，其中一个圆环内部设置有滤网，所述两个过滤网的其中一个圆环分别间隔插接在送风机和一次风机的入口风道内，送风机的入口风道内过滤网的下部设置有送风机入口降温换热装置，出口风道中设置有送风机出口加热装置，所述送风机入口降温换热装置的介质出口管道连接送风机出口加热装置的介质入口，送风机入口降温换热装置的介质出口与送风机出口加热装置的介质入口之间的管道上连接有压缩机，所述送风机出口加热装置的介质出口管道连接送风机入口降温换热装置的介质入口，送风机出口加热装置下端的出口风道连接有送风加氧风机，所述送风加氧风机连接富氧储气罐，所述富氧储气罐连接膜式氮氧分离器，所述膜式氮氧分离器连接富氮储气罐，所述富氮储气罐连接氮气提纯装置，所述氮气提纯装置连接氮气罐，所述一次风机的入口风道内过滤网的下部设置有一次风机入口降温换热装置，出口风道中设置有一次风机出口加热装置，所述一次风机入口降温换热装置的介质出口管道连接一次风机出口加热装置的介质入口，一次风机入口降温换热装置的介质出口与一次风机出口加热装置的介质入口的管道上连接有压缩机，一次风机出口加热装置的介质出口管道连接一次风机入口降温换热装置的介质入口。
优选的，所述送风机入口降温换热装置和一次风机入口降温换热装置为蒸发器，送风机出口加热装置和一次风机出口加热装置为冷凝器，与压缩机组成热泵系统。
优选的，所述送风机出口加热装置的介质出口与送风机入口降温换热装置之间的管道上设置有膨胀阀，一次风机出口加热装置的介质出口与一次风机入口降温换热装置的介质入口之间的管道上设置有膨胀阀。
本发明的火电厂风烟系统节能利用装置，利用空气密度随环境温度变化而变化，在相同湿度情况下当环境温度-10℃空气密度为1.3422kg/m3，在环境温度0℃空气密度为1.2930kg/m3，在环境温度10℃空气密度为1.2473kg/m3，在环境温度20℃空气密度为1.2048kg/m3，在环境温度30℃空气密度为1.1650kg/m3，在环境温度35℃空气密度为1.1101kg/m3。通过上述数据进行对比，环境温度对空气密度影响较大，本发明的装置在送风机、一次风机的入口风道内设置的两个过滤网，根据滤网的设置可以交错使用，方便在不影响风的过滤的情况下清理滤网，减少阻碍，过滤效果好，避免了进风不畅，进风通过风道内的降温换热装置降温，降低送风机、一次风机进风区空气温度，提高进风区空气密度，通过送风机、一次风机出口风道内的加热装置，提高送风机、一次风机出风风道的空气温度，提高锅炉的燃烧率。
同时空气进入膜式氮氧分离装置，将主要成分的氧气和氮气在高分子中空纤维膜不同的渗透率，分别分离出富氧空气及富氮空气，膜式氮氧分离装置分离出的富氧空气经过送风机加氧风机送至送风机出口，提高送风机出口空气含氧量，这样就能够保证同样锅炉氧量水平下有效降低送风量，有效降低送风机及引风机出力，从而减少由于风机出力过大导致锅炉风烟系统安全稳定性下降的目的，富氮的空气经过提纯做为电厂的副产品，增加电厂的收益。
本发明的火电厂风烟系统节能利用装置，具有以下有益效果：
1、同样锅炉氧量水平下有效降低了送风量；
2、降低了送风机和一次风机的电耗，从而降低火电厂用电率；
3、有效的利用热量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的过滤网安装结构示意图；
图中1-送风机；2-一次风机；3-入口风道；4-出口风道；5-过滤网；6-滤网；7-送风机入口降温换热装置；8-送风机出口加热装置；9-压缩机；10-一次风机入口降温换热装置；11-一次风机出口加热装置；12-第一压缩机；13-送风加氧风机；14-膨胀阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的火电厂风烟系统节能利用装置进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，一种火电厂风烟系统节能利用装置，包括送风机1和一次风机2，所述送风机1和一次风机2的入口风道3内均设有两个过滤网5，所述过滤网5由与风道横截面直径相同的两个圆环形成葫芦状固定在一起，其中一个圆环内部设置有滤网6，所述两个过滤网5的其中一个圆环分别间隔插接在送风机1和一次风机2的入口风道3内，送风1机的入口风道3内过滤网5的下部设置有送风机入口降温换热装置7，出口风道4中设置有送风机出口加热装置8，所述送风机入口降温换热装置7的介质出口管道连接送风机出口加热装置8的介质入口，送风机入口降温换热装置7的介质出口与送风机出口加热装置8的介质入口之间的管道上连接有压缩机9，所述送风机出口加热装置8的介质出口管道连接送风机入口降温换热装置7的介质入口，送风机出口加热装置8下端的出口风道4连接有送风加氧风机13，所述送风加氧风机13连接富氧储气罐，所述富氧储气罐连接膜式氮氧分离器，所述膜式氮氧分离器连接富氮储气罐，所述富氮储气罐连接氮气提纯装置，所述氮气提纯装置连接氮气罐，所述一次风机的入口风道3内设置有一次风机入口降温换热装置10，出口风道4中设置有一次风机出口加热装置11，所述一次风机入口降温换热装置10的介质出口管道连接一次风机出口加热装置11的介质入口，一次风机入口降温换热装置10的介质出口与一次风机出口加热装置11的介质入口的管道上连接有第一压缩机12，一次风机出口加热装置11的介质出口管道连接一次风机入口降温换热装置10的介质入口。
进一步的，所述送风机入口降温换热装置7和一次风机入口降温换热装置10为蒸发器，送风机出口加热装置8和一次风机出口加热装置11为冷凝器，与压缩机9和第一压缩机12组成热泵系统。
进一步的，所述送风机出口加热装置8的介质出口与送风机入口降温换热装置7之间的管道上设置有膨胀阀14，一次风机出口加热装置11的介质出口与一次风机入口降温换热装置10的介质入口之间的管道上设置有膨胀阀14。
具体实施时，本发明装置在送风机1、一次风机2的入口风道3内设置的两个过滤网5，根据滤网6的设置可以交错使用，其中一个过滤网中有滤网的圆环在风道内时，另一个过滤网5有滤网6的圆环的风道外，方便在不影响风的过滤的情况下清理滤网，减少阻碍，过滤效果好，避免了进风不畅，送风机1、一次风机2的入口风道中设置的送风机入口降温换热装置7和一次风机入口降温换热装置10，降低送风机1、一次风机2进风区空气温度，从而提高入口风道中的空气密度，减少进风量，空气经过送风机1和一次风机2后，分别经过出口风道4中设置的送风换热装置8和一次风换热装置11，从而提高了送风机1、一次风机2出口风道中的空气温度，不会降低锅炉中的燃烧温度，影响燃烧效果，利用膜式氮氧分离装置，将空气中主要成分的氧气和氮气在高分子中空纤维膜不同的渗透率，分别分离出富氧空气及富氮空气，膜式氮氧分离装置分离出的富氧空气经过送风加氧风机13送至送风机出口风道4，提高送风机1出口空气含氧量，这样就能够保证同样锅炉氧量水平下有效降低送风量，有效降低送风机1工作强度，从而减少由于送风机1和一次风机2工作强度过大导致锅炉风烟系统安全稳定性下降的目的，同时富氮的空气经过氮气提纯装置提纯后储存在氮气罐中，做为电厂的副产品，增加电厂的收益。

Claims (2)

1.一种火电厂风烟系统节能利用装置，包括送风机和一次风机，其特征在于所述送风机和一次风机的入口风道内均设有两个过滤网，所述过滤网由与风道横截面直径相同的两个圆环形成葫芦状固定在一起，其中一个圆环内部设置有滤网，所述两个过滤网的其中一个圆环分别间隔插接在送风机和一次风机的入口风道内，送风机的入口风道内过滤网的下部设置有送风机入口降温换热装置，出口风道中设置有送风机出口加热装置，所述送风机入口降温换热装置的介质出口管道连接送风机出口加热装置的介质入口，送风机入口降温换热装置的介质出口与送风机出口加热装置的介质入口之间的管道上连接有压缩机，所述送风机出口加热装置的介质出口管道连接送风机入口降温换热装置的介质入口，送风机出口加热装置下端的出口风道连接有送风加氧风机，所述送风加氧风机连接富氧储气罐，所述富氧储气罐连接膜式氮氧分离器，所述膜式氮氧分离器连接富氮储气罐，所述富氮储气罐连接氮气提纯装置，所述氮气提纯装置连接氮气罐，所述一次风机的入口风道内过滤网的下部设置有一次风机入口降温换热装置，出口风道中设置有一次风机出口加热装置，所述一次风机入口降温换热装置的介质出口管道连接一次风机出口加热装置的介质入口，一次风机入口降温换热装置的介质出口与一次风机出口加热装置的介质入口的管道上连接有压缩机，一次风机出口加热装置的介质出口管道连接一次风机入口降温换热装置的介质入口，所述送风机入口降温换热装置和一次风机入口降温换热装置为蒸发器，送风机出口加热装置和一次风机出口加热装置为冷凝器，与压缩机组成热泵系统。
2.根据权利要求1所述的火电厂风烟系统节能利用装置，其特征在于所述送风机出口加热装置的介质出口与送风机入口降温换热装置之间的管道上设置有膨胀阀，一次风机出口加热装置的介质出口与一次风机入口降温换热装置的介质入口之间的管道上设置有膨胀阀。
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