CN113864012A - 一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统及方法，该系统包括污水扩容器、换热器、膨胀机、冷凝器和工质泵；污水扩容器进口连接连排扩容器的出水口，污水扩容器具有两个出水口，其中污水扩容器第一出口与第二膨胀机连接，第二膨胀机连接至燃煤机组冷凝器热井；污水扩容器第二出口与第一换热器进口连接，第一换热器出口与第三换热器的进口连接；第二换热器的进口连接锅炉烟道的烟气管道；第一换热器的工质出口连接第一膨胀机，第一膨胀机的出口连接冷凝器后由工质泵连接至第三换热器的工质进口。该系统能够对锅炉连续排污水余热、余压综合利用，并进行发电，以提高亚临界燃煤电站的系统性能。

Description

一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统及方法

技术领域

本发明涉及工质余热利用发电技术领域，具体涉及一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统及方法。

背景技术

在亚临界燃煤电站中，锅炉供水虽然经过化学处理，但仍然含有一定盐分。在电站运行过程中，汽包中的盐分会逐渐增加，为了确保锅炉和汽轮机的运行安全，汽包中会排出部分高盐分水来控制汽包中水的品质，被称为锅炉排污。锅炉排污一般分为连续排污和定期排污。连续排污是指锅炉运行过程中从汽包中连续不断的排出的污水，电站一般采用连排扩容器回收部分热量和水，然而扩容器疏水温度一般在100℃以上，这部分疏水通过掺混冷水降温后排放至地沟，造成了大量的能量损失和水资源浪费。

此外，由于锅炉排烟温度通常为110℃~150℃，远高于脱硫系统工作温度，含有大量可利用的低温余热。但这部分锅炉排烟经过除尘脱硫脱硝处理后直接排入大气，造成了大量的能量损失。

如何利用燃煤电站的低温余热进行发电机发电，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统及方法，以提高亚临界燃煤电站的系统性能。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统，包括污水扩容器、换热器、膨胀机、冷凝器、工质泵和发电机；

其中，所述膨胀机包括第一膨胀机和第二膨胀机；所述换热器包括第一换热器、第二换热器和第三换热器；第一换热器、第二换热器和第三换热器的工质管路依次串联；

所述污水扩容器进口连接连排扩容器的出水口，污水扩容器具有两个出水口，其中所述污水扩容器的第一出水口与第二膨胀机连接，第二膨胀机连接至燃煤机组冷凝器热井；

所述污水扩容器的第二出水口与第一换热器热侧进口连接，第一换热器热侧出口与第三换热器的热侧进口连接，第三换热器热侧出口连接至燃煤机组定期排污系统；

所述第二换热器的热侧进口连接锅炉烟道的烟气管道，第二换热器的热侧出口连接至燃煤电站脱硫装置；

所述第一换热器的冷测出口连接第一膨胀机的进口，第一膨胀机的出口连接冷凝器的进口，冷凝器的出口通过所述工质泵连接至第三换热器的冷侧进口；

所述第一膨胀机和第二膨胀机连接发电机。

作为本发明的进一步改进，所述污水扩容器的进口和第二出水口上分别设置第一电动关断阀和第三电动关断阀，污水扩容器设置有第一旁路管道，所述第一旁路管道上设置有第二电动关断阀，所述污水扩容器上设置有液位测量仪表；污水扩容器第一出水口的管路上设置有第一压力测量仪表，污水扩容器至第二膨胀机的管路上设置有第五电动关断阀。

作为本发明的进一步改进，所述第一换热器的进口管路上设置有第一气动调节阀；

所述第一气动调节阀至定期排污系统之间管路上设置有第二旁路管路，所述第二旁路管路上设置有第四电动关断阀。

作为本发明的进一步改进，所述锅炉烟道和燃煤电站脱硫装置之间的管路上设置有第一电动风门，所述第一电动风门所在管路设置有第三旁路管路，第三旁路管路上设置有第二电动风门。

作为本发明的进一步改进，所述第一换热器出口管路上设置第二压力测量仪表和温度测量仪表，第一换热器至第一膨胀机的管路上设置有第六电动关断阀；

所述第二换热器的进口和出口分别设置第七电动关断阀和第八电动关断阀，所述第二换热器设置有第四旁路管路，第四旁路管路上设置有第九电动关断阀；

所述第六电动关断阀的进口端还设置有第五旁路，第五旁路上设置有第二气动调节阀，第五旁路与冷凝器连接。

作为本发明的进一步改进，所述第一膨胀机和第二膨胀机同轴或非同轴设置。

一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统的控制方法，包括以下步骤：

连排扩容器的污水经过污水扩容器后形成饱和蒸汽和饱和水；饱和蒸汽经过第二膨胀机做功后回到燃煤机组冷凝器热井；饱和水与第一换热器和第三换热器进行换热，锅炉烟道来的烟气与第二换热器进行换热，换热后饱和水排放至燃煤机组定期排污系统中，换热后的烟气进入燃煤电站脱硫装置；

经过换热后的工质进入第一膨胀机做功，做功后的有机工质在冷凝器冷却后，由工质泵泵入换热器。

作为本发明的进一步改进，还包括第一气动调节阀的控制方法，具体包括：

污水扩容器的液位设定值与控制系统中的第一输入信号A求和后作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值，液位测量仪表的测量值经过滤波块的运算处理之后，作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值；PID控制器经过对设定值输入端SP的输入值和过程值输入端PV的输入值控制运算之后，输出第一气动调节阀执行机构的控制指令，用于维持污水扩容器内的液位在预设范围之内。

作为本发明的进一步改进，还包括工质泵的控制方法，具体包括：

第一换热器出口的温度设定值与控制系统中的第二输入信号B求和后作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值；温度测量仪表的测量值经过滤波块的运算处理之后，作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值；PID控制器经过对设定值输入端SP的输入值和过程值输入端PV的输入值控制运算之后，输出工质泵变频器的控制指令，用于维持第一换热器出口的温度在预设范围之内。

作为本发明的进一步改进，还包括第二气动调节阀的控制方法，具体包括：

第一换热器出口的压力设定值与控制系统中的第三输入信号C求和后作为切换模块T的第一输入端N的输入值；第一换热器出口的温度设定值与定值常数经求和运算后作为切换模块T的第二输入端Y的输入值，第一输入端N的输入值和第二输入端Y的输入值经过切换模块T运算后作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值；第二压力测量仪表的测量值经过滤波块的运算处理之后，作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值；PID控制器经过对设定值输入端SP的输入值和过程值输入端PV的输入值控制运算之后，输出第二气动调节阀执行机构的控制指令，用于在第一膨胀机启动升温升压过程中的压力调节以及在第一膨胀机投入后防止工质压力超压。

相较于现有技术，本发明具有如下技术效果：

本发明通过污水扩容器、换热器、膨胀机、冷凝器、工质泵组成锅炉连续排污水余热余压综合利用系统，将锅炉连续排污水经过污水扩容器后分为饱和蒸汽和饱和水，分别充分利用，能够充分利用锅炉连续排污的余热和余压，进而进行工质发电，提高燃煤机组系统效率。

本发明能够充分利用锅炉连续排污和烟气中的余热和余压，提高燃煤机组系统效率；本发明通过调节系统运行模式，能够灵活应对燃煤机组变工况运行。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。在附图中：

图1是本发明的系统构型示意图；

图2是本发明第一气动调节阀的控制逻辑图；

图3是本发明工质泵的控制逻辑图；

图4是本发明第二气动调节阀的控制逻辑图。

其中：1—连排扩容器，2—第一电动关断阀，3—第二电动关断阀，4—污水扩容器，5—第三电动关断阀，6—第一气动调节阀，7—第四电动关断阀，8—燃煤机组定期排污系统，9—锅炉烟道，10—第一电动风门，11—第二电动风门，12—燃煤电站脱硫装置，13—第五电动关断阀，14—第六电动关断阀，15—第二气动调节阀，16—第一换热器，17—第二换热器，18—第三换热器，19—工质泵，20—第一膨胀机，21—冷凝器，22—燃煤机组冷凝器热井，23—第二膨胀机，24—发电机，25—液位测量仪表，26—第一压力测量仪表，27—温度测量仪表，28—第二压力测量仪表，29—第七电动关断阀，30—第八电动关断阀，31—第九电动关断阀。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明提供一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统，包括污水扩容器4、换热器、膨胀机、冷凝器21和工质泵19；

其中，所述膨胀机包括第一膨胀机20和第二膨胀机23；所述换热器包括第一换热器16、第二换热器17和第三换热器18；第一换热器16、第二换热器17和第三换热器18的工质管路依次串联；

所述污水扩容器4进口连接连排扩容器1的出水口，污水扩容器4具有两个出水口，其中所述污水扩容器4的第一出水口与第二膨胀机23连接，第二膨胀机23连接至燃煤机组冷凝器热井22；

所述污水扩容器4的第二出水口与第一换热器16热侧进口连接，第一换热器16热侧出口与第三换热器18的热侧进口连接，第三换热器18热侧出口连接至燃煤机组定期排污系统8；

所述第二换热器17的热侧进口连接锅炉烟道9的烟气管道，第二换热器17的热侧出口连接至燃煤电站脱硫装置12；

所述第一换热器16的冷测出口连接第一膨胀机20的进口，第一膨胀机20的出口连接冷凝器21的进口，冷凝器21的出口通过所述工质泵19连接至第三换热器18的冷侧进口。

所述第一换热器16的工质出口连接第一膨胀机20，第一膨胀机20的出口连接冷凝器21后由所述工质泵19连接至第三换热器18的工质进口。

工作过程为：锅炉连续排污水经过污水扩容器4后分为饱和蒸汽和饱和水；饱和蒸汽一路经过第二膨胀机23做功后回到燃煤机组冷凝器热井22，回收了这部分水工质；饱和水一路与锅炉烟道9来的烟气经过换热器，与有机工质换热，换热后饱和水排放至燃煤机组定期排污系统8中，烟气进入燃煤电站脱硫装置12。经过换热后的有机工质进入第一膨胀机20做功，之后在冷凝器21冷却后，由工质泵泵入换热器。

优选地，所述污水扩容器4的进口和第二出水口分别设置第一电动关断阀2和第三电动关断阀5，污水扩容器4设置有第一旁路管道，所述第一旁路管道上设置第二电动关断阀3，所述污水扩容器4上设置液位测量仪表25；污水扩容器4第一出口的管路上设置第一力测量仪表26，污水扩容器4至第二膨胀机23的管路上设置第五电动关断阀13。

优选地，所述第一换热器16的进口管路上设置有第一气动调节阀6，所述污水扩容器4至定期排污系统8之间设置有第二旁路管路，所述第二旁路管路上分别设置第一气动调节阀6和第四电动关断阀7。

优选地，所述锅炉烟道9和燃煤电站脱硫装置12之间的管路上设置有第一电动风门10，所述第一电动风门10设置有第三旁路管路，第三旁路管路上设置有第二电动风门11。

优选地，所述第一换热器16出口管路上设置第二压力测量仪表28和温度测量仪表27，第一换热器16至第一膨胀机20的管路上设置有第六电动关断阀14；

所述第二换热器17的进出口分别设置有第七电动关断阀29和第八电动关断阀30，所述第二换热器17设置有第四旁路管路，第四旁路管路上设置有第九电动关断阀31；

所述第六电动关断阀14的进口端还设置有第五旁路，第五旁路上设置有第二气动调节阀15，第五旁路与冷凝器21连接。

可选地，所述发电机19视场景情况增设，若仅需要利用膨胀机轴功，则可以取消发电机19。

可选地，第一膨胀机15与第二膨胀机18是否共轴视场景情况决定，若有需求，可分别布置。

本发明的主要仪控设备设置如下：

在污水扩容器4的进口和出口分别设置常开的第一电动关断阀2和第三电动关断阀5，在污水扩容器4的旁路管道上设置常闭的第二电动关断阀3，在污水扩容器4本体设置液位测量仪表25；在污水扩容器4出口管路上设置第一压力测量仪表26，在污水扩容器4至第二膨胀机23的管路上设置常开第五电动关断阀13；

在污水扩容器4至定期排污系统8之间的管路上分别设置第一气动调节阀6和旁路常闭第四电动关断阀7；在锅炉烟道9和燃煤电站脱硫装置12之间的管路上分别设置常开的带中间停止指令的第一电动风门10和旁路常闭的带中停指令的第二电动风门11；在第一换热器16出口管路上设置第二压力测量仪表28和温度测量仪表27，在第一换热器16至第一膨胀机20的管路上设置常开第六电动关断阀14，在第一换热器16至冷凝器21的管路上设置第二气动调节阀15；在第二换热器17的进出口和旁路管路上分别设置常开的第七电动关断阀29、常开的第八电动关断阀30以及常闭的第九电动关断阀31。

本发明还提供一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统的控制方法，包括以下步骤：

连排扩容器1的污水经过污水扩容器4后分为饱和蒸汽和饱和水；饱和蒸汽一路经过第二膨胀机23做功后回到燃煤机组冷凝器热井22；饱和水一路与第一换热器16和第三换热器18进行换热，锅炉烟道9来的烟气与第二换热器17换热，换热后饱和水排放至燃煤机组定期排污系统8中，换热后的烟气进入燃煤电站脱硫装置12；

经过换热后的工质进入第一膨胀机20做功，做功后的有机工质在冷凝器21冷却后，由工质泵19泵入换热器。

2）本发明第一气动调节阀6的控制说明：

图2是本发明第一气动调节阀6的控制逻辑图。

污水扩容器4的液位设定值与运行人员在控制系统中的第一输入信号A求和后作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值，此处第一输入信号A的作用主要是方便运行人员对污水扩容器4的液位值进行微小调整；液位测量仪表25的测量值经过滤波块LEADLAG的运算处理之后，作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值，此处滤波块LEADLAG的作用主要是防止液位测量过程中的信号抖动；PID控制器经过对设定值输入端SP的输入值和过程值输入端PV的输入值控制运算之后，输出第一气动调节阀6执行机构的控制指令，用以维持污水扩容器4内的液位在合理范围之内，从而保证第二膨胀机23的稳定可靠运行。

3）本发明工质泵19的控制说明：

图3是本发明工质泵19的控制逻辑图。

第一换热器16出口的温度设定值与运行人员在控制系统中的第二输入信号B求和后作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值，此处第二输入信号B的作用主要是方便运行人员对第一换热器16出口温度值进行微小调整；温度测量仪表27的测量值经过滤波块LEADLAG的运算处理之后，作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值，此处滤波块LEADLAG的作用主要是防止温度测量过程中的信号抖动；PID控制器经过对设定值输入端SP的输入值和过程值输入端PV的输入值控制运算之后，输出工质泵19变频器的控制指令，用以维持第一换热器16出口的温度在合理范围之内，从而保证第一膨胀机20的稳定可靠运行。

4）本发明第二气动调节阀15的控制说明

图4是本发明第二气动调节阀15的控制逻辑图。

第二气动调节阀15的主要作用是用于启动升温升压过程中保证系统的正常工作，同时在第一膨胀机20投入运行后保证其工质压力不超压。

第一换热器16出口的压力设定值与运行人员在控制系统中的第三输入信号C求和后作为切换模块T的第一输入端N的输入值，此处第三输入信号C的作用主要是方便运行人员对第一换热器16出口的压力值进行微小调整；第一换热器16出口的温度设定值与定值常数0.2经求和运算后作为切换模块T的第二输入端Y的输入值，此处设定值加定值常数0.2主要是防止在第一膨胀机20投入运行后工质压力超压，切换模块T的第一输入端N的输入值和第二输入端Y的输入值经过切换模块T运算后的输出作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值；第二压力测量仪表28的测量值经过滤波块LEADLAG的运算处理之后，作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值，此处滤波块LEADLAG的作用主要是防止压力测量过程中的信号抖动；PID控制器经过对设定值输入端SP的输入值和过程值输入端PV的输入值控制运算之后，输出第二气动调节阀15执行机构的控制指令，用以在第一膨胀机20启动升温升压过程中的压力调节以及在第一膨胀机20投入后防止工质压力超压。

5）本发明各电动关断阀的控制说明：

本发明中第一电动关断阀2和第三电动关断阀5用于在污水扩容器4故障或者检修时的隔离，旁路第二电动关断阀3用于在第一电动关断阀2和第三电动关断阀5关闭后保证锅炉连排系统的正常工作；第四电动关断阀7用于在第一气动调节阀6或者第一换热器16、第二换热器17、第三换热器18故障或检修时保证锅炉连排系统的正常工作；带中停指令的第一电动风门10一方面用于在机组启停阶段各换热器的逐步投入，另一方面用于系统相关设备故障时的烟气切除；第二电动风门11用于在带中停指令的第一电动风门10或者第一换热器16、第二换热器17、第三换热器18故障或检修时保证锅炉烟气系统的正常工作，第六电动关断阀14和13分别用于第一膨胀机20和第二膨胀机23在故障或检修退出工作时的隔离操作，保证整个系统的安全可靠。

第七电动关断阀29、30和30用于第二换热器故障时退出本发明中所提烟气余热利用系统的运行，切除第二换热器17，系统仅利用定排系统热量运行，确保系统运行的灵活可靠性。

6）本发明的工作过程如下所示：

本发明的工作过程有如下几种运行方案：

a)正常运行方案：

安装有所述燃煤锅炉余热余压综合利用系统的燃煤机组在系统正常运行时，从连排扩容器1来的污水进入污水扩容器4中进行闪蒸，此时第二电动关断阀3关闭，第一电动关断阀2和第三电动关断阀5开启。同时第五电动关断阀13开启，闪蒸出的水蒸汽进入第二膨胀机23中膨胀做功，膨胀后的乏汽进入燃煤机组冷凝器热井22，从而回收这部分工质。闪蒸后的污水通过第一气动调节阀6进入第一换热器16、第三换热器18中与有机工质换热，此时第四电动关断阀7关闭，第一气动调节阀6的调节如上述2）中所述，经过换热后的污水进入燃煤机组定排系统8中。与此同时，烟气通过带中停指令的第一电动风门10进入第二换热器17中与有机工质换热，此时带中停指令的第二电动风门11关闭，经过换热后的烟气进入脱硫装置12中。同一时间，第六电动关断阀14开启，加热后的有机工质进入第一膨胀机20中膨胀做功，连同第二膨胀机23一起拖动发电机24，此时第二气动调节阀15的调节如上述4）中所述。膨胀后的乏工质进入冷凝器21中冷却，冷却后的有机工质由工质泵19泵入第三加热器18中，工质泵的运行逻辑如上述3）中所述。

b)机组启动方案：

安装有所述燃煤锅炉余热余压综合利用系统的燃煤机组在系统启动时，从连排扩容器1来的污水进入污水扩容器4中进行闪蒸，此时第二电动关断阀3关闭，第一电动关断阀2和第三电动关断阀5开启。同时第五电动关断阀13开启，闪蒸出的水蒸汽进入第二膨胀机23中膨胀暖机，膨胀后的乏汽进入燃煤机组冷凝器热井22，从而回收这部分工质。闪蒸后的污水通过第一气动调节阀6进入第一换热器16、第三换热器18中与有机工质换热，此时第四电动关断阀7关闭，第一气动调节阀6的调节如上述2）中所述，经过换热后的污水进入燃煤机组定排系统8中。与此同时，通过逐步打开带中停指令的第一电动风门10，使烟气进入第二换热器17中与有机工质换热，此时带中停指令的第二电动风门11由运行人员结合系统状态逐步关闭，经过换热后的烟气进入脱硫装置12中。同一时间，第六电动关断阀14关闭，第一换热器出口有机工质参数未到达设定值前，经过第二气动调节阀15所在旁路进入冷凝器21，第二气动调节阀15的调节如上述4）中所述。冷却后的有机工质由工质泵19泵入第三换热器18中。待到第一换热器16出口有机工质参数达到设定值，第六电动关断阀14开启，第一换热器16出口有机工质进入第一膨胀机20膨胀暖机。待到第一膨胀机20与第二膨胀机23暖机结束后，共同拖动发电机24发电，系统启动流程结束。

c)系统事故方案一(第二膨胀机23或污水扩容器4故障)：

安装有所述燃煤锅炉余热余压综合利用系统的燃煤机组在系统中第二膨胀机23或污水扩容器4发生故障时，第二膨胀机23紧急停机。随后第二电动关断阀3开启，第一电动关断阀2和第三电动关断阀5关闭，从连排扩容器1来的污水流过第二电动关断阀3所在旁路。此时第四电动关断阀7开启，改变第一气动调节阀6开度来调节进入第一换热器16的污水流量，第一气动调节阀6的调节如上述2）中所述，这部分污水经过第一换热器16和第三换热器18与有机工质换热后进入燃煤机组定排系统8中，其余污水经过第四电动关断阀7所在旁路进入燃煤机组定排系统8中。与此同时，通过调整带中停指令的第一电动风门10和11的开度来调节进入第二换热器17的烟气流量，这部分烟气经过第二换热器17与有机工质换热后进入脱硫装置12中，其余烟气经过带中停指令的第二电动风门11所在旁路进入脱硫装置12中，共同保证第一换热器出口有机工质参数达到设定值。此时第六电动关断阀14开启打开，第二气动调节阀15的调节如上述4）中所述，加热后的有机工质进入第一膨胀机20中膨胀做功，拖动发电机24发电。膨胀后的乏工质进入冷凝器21中冷却，冷却后的有机工质由工质泵19泵入第三加热器18中，工质泵的运行逻辑如（3）中所述。

d)系统事故方案二(第一膨胀机20故障)：

安装有所述燃煤锅炉余热余压综合利用系统的燃煤机组在系统中第一膨胀机20故障时，第一膨胀机20紧急停机。从连排扩容器1来的污水正常进入污水扩容器4中进行闪蒸，此时第二电动关断阀3关闭，第一电动关断阀2和第三电动关断阀5开启。同时第五电动关断阀13开启，闪蒸出的水蒸汽进入第二膨胀机23中膨胀做功，膨胀后的乏汽进入燃煤机组冷凝器热井22，从而回收这部分工质。此时第六电动关断阀14关闭，第一加热器16出口的有机工质经由第二气动调节阀15所在旁路进入冷凝器21中冷却，第二气动调节阀15的调节如（4）中所述，冷却后的有机工质由工质泵19泵入第三换热器18，从而维持工质循环。随后关闭第一气动调节阀6和带中停指令的第一电动风门10，打开第四电动关断阀7和带中停指令的第二电动风门11，由污水扩容器4出来的污水经由第四电动关断阀7所在旁路进入燃煤机组定排系统8中，由锅炉烟道来的烟气经由带中停指令的第二电动风门11所在旁路进入脱硫装置12中。待到第一气动调节阀6、带中停指令的第一电动风门10完全关闭，进入第一换热器16的污水流量和进入第二换热器17的烟气流量降低至设定值时，工质泵19、冷凝器21停止运行。

e)系统事故方案三(第一换热器16或第二换热器17或第三换热器18泄露)：

安装有所述燃煤锅炉余热余压综合利用系统的燃煤机组在系统中第一换热器16或第三换热器18泄露时，第一膨胀机20紧急停机；当第二换热器17泄露时，通过打开第九电动关断阀31，关闭第七电动关断阀29和30来切除第二换热器17，系统仅利用定排系统热量运行。

当第一换热器16或第三换热器18泄露时，从连排扩容器1来的污水正常进入污水扩容器4中进行闪蒸，此时第二电动关断阀3关闭，第一电动关断阀2和第三电动关断阀5开启。同时第五电动关断阀13开启，闪蒸出的水蒸汽进入第二膨胀机23中膨胀做功，膨胀后的乏汽进入燃煤机组冷凝器热井22，从而回收这部分工质。同时关闭第一气动调节阀6，打开第四电动关断阀7，由污水扩容器4出来的污水经由第四电动关断阀7所在旁路进入燃煤机组定排系统8中。打开带中停指令的第二电动风门11，同时关闭带中停指令的第一电动风门10，由锅炉烟道来的烟气经由带中停指令的第二电动风门11所在旁路进入脱硫装置12中，第七电动关断阀29、30和31开关状态维持不变。随后关闭第六电动关断阀14，第一换热器16出口的有机工质经由第二气动调节阀15所在旁路进入冷凝器21中，然后工质泵19、冷凝器21停止运行。

当第二换热器17泄露时，通过打开带中停指令的第二电动风门11，同时关闭带中停指令的第一电动风门10，由锅炉烟道来的烟气经由带中停指令的第二电动风门11所在旁路进入脱硫装置12中；打开第九电动关断阀31，同时关闭第七电动关断阀29和30，切除第二换热器17，系统仅利用定排系统热量运行，其余设备运行状态不变。

f)系统检修或停机：

安装有所述燃煤锅炉余热余压综合利用系统的燃煤机组在系统需要停机时，第二电动关断阀3开启，第一电动关断阀2和第三电动关断阀5关闭，从连排扩容器1来的污水流过第二电动关断阀3所在旁路。第五电动关断阀13关闭，第二膨胀机23停机。同时关闭第一气动调节阀6和带中停指令的第一电动风门10，打开第四电动关断阀7和带中停指令的第二电动风门11，由第二电动关断阀3所在旁路流出的污水经由第四电动关断阀7所在旁路进入燃煤机组定排系统8中，由锅炉烟道来的烟气由带中停指令的第二电动风门11所在旁路进入脱硫装置12中。此时，关闭第六电动关断阀14，第一膨胀机20停机，工质泵19、冷凝器21停止运行。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主题内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (10)

1.一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统，其特征在于，包括污水扩容器（4）、换热器、膨胀机、冷凝器（21）、工质泵（19）和发电机（24）；

其中，所述膨胀机包括第一膨胀机（20）和第二膨胀机（23）；所述换热器包括第一换热器（16）、第二换热器（17）和第三换热器（18）；第一换热器（16）、第二换热器（17）和第三换热器（18）的工质管路依次串联；

所述污水扩容器（4）进口连接连排扩容器（1）的出水口，污水扩容器（4）具有两个出水口，其中所述污水扩容器（4）的第一出水口与第二膨胀机（23）连接，第二膨胀机（23）连接至燃煤机组冷凝器热井（22）；

所述污水扩容器（4）的第二出水口与第一换热器（16）热侧进口连接，第一换热器（16）热侧出口与第三换热器（18）的热侧进口连接，第三换热器（18）热侧出口连接至燃煤机组定期排污系统（8）；

所述第二换热器（17）的热侧进口连接锅炉烟道（9）的烟气管道，第二换热器（17）的热侧出口连接至燃煤电站脱硫装置（12）；

所述第一换热器（16）的冷测出口连接第一膨胀机（20）的进口，第一膨胀机（20）的出口连接冷凝器（21）的进口，冷凝器（21）的出口通过所述工质泵（19）连接至第三换热器（18）的冷侧进口；

所述第一膨胀机（20）和第二膨胀机（23）连接发电机（24）。

2.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统，其特征在于，所述污水扩容器（4）的进口和第二出水口上分别设置第一电动关断阀（2）和第三电动关断阀（5），污水扩容器（4）设置有第一旁路管道，所述第一旁路管道上设置有第二电动关断阀（3），所述污水扩容器（4）上设置有液位测量仪表（25）；污水扩容器（4）第一出水口的管路上设置有第一压力测量仪表（26），污水扩容器（4）至第二膨胀机（23）的管路上设置有第五电动关断阀（13）。

3.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统，其特征在于，所述第一换热器（16）的进口管路上设置有第一气动调节阀（6）；

所述第一气动调节阀（6）至定期排污系统（8）之间管路上设置有第二旁路管路，所述第二旁路管路上设置有第四电动关断阀（7）。

4.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统，其特征在于，所述锅炉烟道（9）和燃煤电站脱硫装置（12）之间的管路上设置有第一电动风门（10），所述第一电动风门（10）所在管路设置有第三旁路管路，第三旁路管路上设置有第二电动风门（11）。

5.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统，其特征在于，所述第一换热器（16）出口管路上设置第二压力测量仪表（28）和温度测量仪表（27），第一换热器（16）至第一膨胀机（20）的管路上设置有第六电动关断阀（14）；

所述第二换热器（17）的进口和出口分别设置第七电动关断阀（29）和第八电动关断阀（30），所述第二换热器（17）设置有第四旁路管路，第四旁路管路上设置有第九电动关断阀（31）；

所述第六电动关断阀（14）的进口端还设置有第五旁路，第五旁路上设置有第二气动调节阀（15），第五旁路与冷凝器（21）连接。

6.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统，其特征在于，所述第一膨胀机（20）和第二膨胀机（23）同轴或非同轴设置。

7.权利要求1至6任一项所述的一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

连排扩容器（1）的污水经过污水扩容器（4）后形成饱和蒸汽和饱和水；饱和蒸汽经过第二膨胀机（23）做功后回到燃煤机组冷凝器热井（22）；饱和水与第一换热器（16）和第三换热器（18）进行换热，锅炉烟道（9）来的烟气与第二换热器（17）进行换热，换热后饱和水排放至燃煤机组定期排污系统（8）中，换热后的烟气进入燃煤电站脱硫装置（12）；

经过换热后的工质进入第一膨胀机（20）做功，做功后的有机工质在冷凝器（21）冷却后，由工质泵（19）泵入换热器。

8.根据权利要求7所述的一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统的控制方法，其特征在于，还包括第一气动调节阀（6）的控制方法，具体包括：

污水扩容器（4）的液位设定值与控制系统中的第一输入信号A求和后作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值，液位测量仪表（25）的测量值经过滤波块的运算处理之后，作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值；PID控制器经过对设定值输入端SP的输入值和过程值输入端PV的输入值控制运算之后，输出第一气动调节阀（6）执行机构的控制指令，用于维持污水扩容器（4）内的液位在预设范围之内。

9.根据权利要求7所述的一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统的控制方法，其特征在于，还包括工质泵（19）的控制方法，具体包括：

第一换热器（16）出口的温度设定值与控制系统中的第二输入信号B求和后作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值；温度测量仪表（27）的测量值经过滤波块的运算处理之后，作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值；PID控制器经过对设定值输入端SP的输入值和过程值输入端PV的输入值控制运算之后，输出工质泵（19）变频器的控制指令，用于维持第一换热器（16）出口的温度在预设范围之内。

10.根据权利要求7所述的一种燃煤锅炉余热余压综合利用系统的控制方法，其特征在于，还包括第二气动调节阀（15）的控制方法，具体包括：

第一换热器（16）出口的压力设定值与控制系统中的第三输入信号C求和后作为切换模块T的第一输入端N的输入值；第一换热器（16）出口的温度设定值与定值常数经求和运算后作为切换模块T的第二输入端Y的输入值，第一输入端N的输入值和第二输入端Y的输入值经过切换模块T运算后作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值；第二压力测量仪表（28）的测量值经过滤波块的运算处理之后，作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值；PID控制器经过对设定值输入端SP的输入值和过程值输入端PV的输入值控制运算之后，输出第二气动调节阀（15）执行机构的控制指令，用于在第一膨胀机（20）启动升温升压过程中的压力调节以及在第一膨胀机（20）投入后防止工质压力超压。

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