CN114060796A - 一种带一级除氧热源的余热锅炉扩展省煤器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于分布式能源站冷热电三联产技术领域，具体涉及一种带一级除氧热源的余热锅炉扩展省煤器系统。本发明可以使用温度较低的热源作为一级除氧加热热源，只需要将补水加热至45℃，避免了常规大气式除氧需要将补水加热至105℃的更多热源。由于锅炉给水温度较低，与烟道出口烟温形成较大的温度端差，因此可以降低锅炉排烟温度，相比使用大气式除氧，余热锅炉效率可提高4‑6％，从而提高了整个机组的热效率，避免了在烟道出口单独设置烟气换热器，对外提供热水的复杂流程。本发明既能为用户提供热水，还能够利用换热后的热水作为一级除氧的热源，降低余热锅炉给水含氧量至50μg/L，极大改善了扩展省煤器氧腐蚀的情况。
Description
技术领域
本发明属于分布式能源站冷热电三联产技术领域，具体涉及一种带一级除氧热源的余热锅炉扩展省煤器系统。
背景技术
分布式能源系统的三联产符合能源使用的“梯级利用”的原则，具有较高的能源利用率。不仅能够提供较高品位的电能，还能够提供蒸汽和热水、进一步的提供制冷。其中的背压机组由于承担外供蒸汽的凝结水不能够再次回收，导致机组给余热锅炉的补给除盐水含氧量很高，如果不进行除氧直接进入锅炉系统，将导致严重的氧腐蚀。另一方面，余热锅炉除了提供高温高压的蒸汽，为进一步降低锅炉排烟温度，充分提高余热锅炉的热效率，往往需要需要布置扩展省煤器，为联产提供所需的150℃左右的热水，以便为热用户在冬季提供采暖一侧热水，在夏季提供溴化锂制冷提供一次热源。
发明内容
本发明的目的在于解决上述两个需求，提供既能为用户提供热水，还能够利用换热后的热水作为一级除氧的热源的一种带一级除氧热源的余热锅炉扩展省煤器系统。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：
一种带一级除氧热源的余热锅炉扩展省煤器系统，其特征在于：包括扩展省煤器本体、出口烟道、再循环泵组、水水换热器、给水泵组和一级除氧器；所述扩展省煤器本体位于所述出口烟道中；所述扩展省煤器本体的中间抽口与所述再循环泵组通过管路连接；所述扩展省煤器本体的入口与所述给水泵组通过管路连接；所述再循环泵组通过管路分别与水水换热器的一次侧进口调节阀组、旁路电动阀组连接；所述水水换热器的旁路电动阀组通过管路一路与所述一级除氧器的热源调阀组连接，另一路连接在所述扩展省煤器本体的入口与所述给水泵组之间的管路上；所述给水泵组和一级除氧器通过管路相连。
进一步地，当分布式能源站处于春季或秋季，即不需要外供热源水时，水水换热器的一次侧进口调节阀组处于关闭状态，旁路电动阀组处于开启状态；给水从扩展省煤器本体的入口进入后逐渐吸收出口烟道中排烟的温度，给水在扩展省煤器本体中被加热；一部分180-190℃的高温热水直接从扩展省煤器本体的出口流出，另一部分140-150℃的热水由再循环泵组从扩展省煤器本体的中间抽口抽出；被抽出的140-150℃的热水通过水水换热器的旁路电动阀组后，一路再循环至扩展省煤器本体的入口，另一路经过一级除氧器的热源调阀组调节流量后，将输入到一级除氧器的锅炉补水加热至满足一级除氧器正常运行的温度。
进一步地，当分布式能源站处于冬季或夏季，即需要外供热源水时，先关闭水水换热器的旁路电动阀组，开启一次侧进口调节阀组；给水从扩展省煤器本体的入口进入后逐渐吸收出口烟道中排烟的温度，给水在扩展省煤器本体中被加热；一部分180-190℃的高温热水直接从扩展省煤器本体的出口流出，另一部分140-150℃的热水由再循环泵组从扩展省煤器本体的中间抽口抽出；被抽出的140-150℃的热水通过水水换热器的一次侧进口调节阀组后，在水水换热器的二次侧冷源交换热量，温度降至70℃后，开启水水换热器的旁路电动阀组；温度降至70℃的热水通过旁路电动阀组后，一路再循环至扩展省煤器本体的入口，另一路经过一级除氧器的热源调阀组调节流量后，将输入到一级除氧器的锅炉补水加热至满足一级除氧器正常运行的温度。
本发明的有益效果在于：
本发明可以使用温度较低的热源作为一级除氧加热热源，只需要将补水加热至45℃，避免了常规大气式除氧需要将补水加热至105℃的更多热源。本发明的系统由于锅炉给水温度较低，与烟道出口烟温形成较大的温度端差，因此可以降低锅炉排烟温度，相比使用大气式除氧，余热锅炉效率可提高4-6％，从而提高了整个机组的热效率，避免了在烟道出口单独设置烟气换热器，对外提供热水的复杂流程。本发明既能为用户提供热水，还能够利用换热后的热水作为一级除氧的热源，降低余热锅炉给水含氧量至50μg/L，极大改善了扩展省煤器氧腐蚀的情况，提高了余热锅炉热效率至88％和机组热效率至75％以上，具有良好的经济效益。
附图说明
图1为本发明的总体示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1：
结合图1，一种带一级除氧热源的余热锅炉扩展省煤器系统，包含：扩展省煤器本体1、出口烟道2、再循环泵组3(包括泵3.1，出口电动阀3.2)、水水换热器4(包括水水换热器一次侧进口调节阀组4.1，旁路电动阀组4.2，二次侧进口电动阀组4.3、二次侧出口电动阀组4.4)，给水泵组5(包括给水泵5.1和出口电动阀组5.2)，一级除氧器6(包括热源调阀组6.1)。
扩展省煤器本体1位于出口烟道2中；扩展省煤器本体1的中间抽口与再循环泵组3通过管路连接；扩展省煤器本体1的入口与给水泵组5通过管路连接；再循环泵组3通过管路分别与水水换热器4的一次侧进口调节阀组4.1、旁路电动阀组4.2连接；水水换热器4的旁路电动阀组4.2通过管路一路与一级除氧器6的热源调阀组6.1连接，另一路连接在扩展省煤器本体1的入口与给水泵组5之间的管路上；给水泵组5和一级除氧器6通过管路相连。所述第一除氧器为真空除氧器。
扩展省煤器布置在余热锅炉出口烟道处，吸收烟气中的热量将进入省煤器内部的锅炉给水45℃进行加热，中间抽口热水温度区间140-150℃，扩展省煤器出口水温则高达180-190℃。水水换热器在冬季或夏季一次侧出口水温在70℃；一级除氧器需要的热水流量由热源调阀组控制，冬季或夏季时热源来自水水换热器一次侧出口，过渡季时来自水水换热器旁路。调节阀组和电动阀组在DCS中远传操作开启或关闭，减少了人工操作出误的可能，并且保证切换的及时性和准确性，实现了自动控制。
实施例2：
当分布式能源站处于过渡季节(春季或秋季)，即不需要外供热源水时，水水换热器4的一次侧进口调节阀组4.1处于关闭状态，旁路电动阀组4.2处于开启状态；
锅炉45℃给水从扩展省煤器本体1的入口进入后逐渐吸收出口烟道2中排烟的温度，给水在扩展省煤器本体1中被加热；一部分180-190℃的高温热水直接从扩展省煤器本体1的出口供往二级除氧器或低压汽包，另一部分140-150℃的热水从扩展省煤器本体1的中间抽口由再循环泵组3中任一台泵抽出，两台泵一用一备，方便检修。被抽出的140-150℃的热水通过水水换热器4的旁路电动阀组4.2后，一路再循环至扩展省煤器本体1的入口，从而提高了锅炉给水的温度至65-80℃，避免扩展省煤器外部烟气低温露点腐蚀。另一路经过一级除氧器6的热源调阀组6.1调节流量后，将输入到一级除氧器6的锅炉补水(通常为常温20-28℃)加热至满足一级除氧器6正常运行的45℃。
本发明不但将原省煤器功能与外供热源功能合并为一体，而且可以利用外供热水为锅炉补水进行一级除氧提供所需要的热源，避免补水中高含氧量对余热锅炉造成腐蚀。本发明除了实现锅炉省煤器的加热欠热的给水作用外，还能够在供暖季和制冷季输出用户所需的一次热水热源。本发明为背压机组的补水提供一级除氧所需的热源，将一级除氧器内的补水加热至45℃，从而实现在一定真空度下的除氧功效，降低了锅炉给水的氧含量。
本发明既能为用户提供热水，还能够利用换热后的热水作为一级除氧的热源，降低余热锅炉给水含氧量至50μg/L，极大改善了扩展省煤器氧腐蚀的情况，提高了余热锅炉热效率至88％和机组热效率至75％以上，具有良好的经济效益。
实施例3：
当分布式能源站处于冬季或夏季，即需要外供热源水时：
此时与不需要外供热源水工况相比，只需要关闭水水换热器旁路电动阀组4.2，使150℃热水通过水水换热器一次侧，在二次侧冷源交换热量后，一次侧热水温度降至70℃，此后的流程与过渡季流程一致，一部分回到省煤器入口，一部分去加热一级除氧器补水，水水换热器二次输出的热水去往用户侧。两者运行工况的调节在于，通过开启或关闭水水换热器一次侧进口调节阀组4.1和旁路电动阀组4.2实现水水换热器的投运和退出。具体为：
先关闭水水换热器4的旁路电动阀组4.2，开启一次侧进口调节阀组4.1；锅炉45℃给水从扩展省煤器本体1的入口进入后逐渐吸收出口烟道2中排烟的温度，给水在扩展省煤器本体1中被加热；一部分180-190℃的高温热水直接从扩展省煤器本体1的出口流出，另一部分140-150℃的热水由再循环泵组3从扩展省煤器本体1的中间抽口抽出；被抽出的140-150℃的热水通过水水换热器4的一次侧进口调节阀组4.1后，在水水换热器4的二次侧冷源交换热量，温度降至70℃后，开启水水换热器4的旁路电动阀组4.2；温度降至70℃的热水通过旁路电动阀组4.2后，一路再循环至扩展省煤器本体1的入口，另一路经过一级除氧器6的热源调阀组6.1调节流量后，将输入到一级除氧器6的锅炉补水加热至满足一级除氧器6正常运行的温度。
本发明的优势在于：
本发明可以使用温度较低的热源作为一级除氧加热热源，只需要将补水加热至45℃，避免了常规大气式除氧需要将补水加热至105℃的更多热源。本发明的系统由于锅炉给水温度较低，与烟道出口烟温形成较大的温度端差，因此可以降低锅炉排烟温度，相比使用大气式除氧，余热锅炉效率可提高4-6％，从而提高了整个机组的热效率。避免了在烟道出口单独设置烟气换热器，对外提供热水的复杂流程，将加热锅炉给水和提供外供热水在一个系统中完成，具有系统合理，便于运行操作的优点。
以上所述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 (3)
1.一种带一级除氧热源的余热锅炉扩展省煤器系统，其特征在于：包括扩展省煤器本体(1)、出口烟道(2)、再循环泵组(3)、水水换热器(4)、给水泵组(5)和一级除氧器(6)；所述扩展省煤器本体(1)位于所述出口烟道(2)中；所述扩展省煤器本体(1)的中间抽口与所述再循环泵组(3)通过管路连接；所述扩展省煤器本体(1)的入口与所述给水泵组(5)通过管路连接；所述再循环泵组(3)通过管路分别与水水换热器(4)的一次侧进口调节阀组(4.1)、旁路电动阀组(4.2)连接；所述水水换热器(4)的旁路电动阀组(4.2)通过管路一路与所述一级除氧器(6)的热源调阀组(6.1)连接，另一路连接在所述扩展省煤器本体(1)的入口与所述给水泵组(5)之间的管路上；所述给水泵组(5)和一级除氧器(6)通过管路相连。
2.根据权利要求1所述的一种带一级除氧热源的余热锅炉扩展省煤器系统，其特征在于：当分布式能源站处于春季或秋季，即不需要外供热源水时，水水换热器(4)的一次侧进口调节阀组(4.1)处于关闭状态，旁路电动阀组(4.2)处于开启状态；给水从扩展省煤器本体(1)的入口进入后逐渐吸收出口烟道(2)中排烟的温度，给水在扩展省煤器本体(1)中被加热；一部分180-190℃的高温热水直接从扩展省煤器本体(1)的出口流出，另一部分140-150℃的热水由再循环泵组(3)从扩展省煤器本体(1)的中间抽口抽出；被抽出的140-150℃的热水通过水水换热器(4)的旁路电动阀组(4.2)后，一路再循环至扩展省煤器本体(1)的入口，另一路经过一级除氧器(6)的热源调阀组(6.1)调节流量后，将输入到一级除氧器(6)的锅炉补水加热至满足一级除氧器(6)正常运行的温度。
3.根据权利要求1或2所述的一种带一级除氧热源的余热锅炉扩展省煤器系统，其特征在于：当分布式能源站处于冬季或夏季，即需要外供热源水时，先关闭水水换热器(4)的旁路电动阀组(4.2)，开启一次侧进口调节阀组(4.1)；给水从扩展省煤器本体(1)的入口进入后逐渐吸收出口烟道(2)中排烟的温度，给水在扩展省煤器本体(1)中被加热；一部分180-190℃的高温热水直接从扩展省煤器本体(1)的出口流出，另一部分140-150℃的热水由再循环泵组(3)从扩展省煤器本体(1)的中间抽口抽出；被抽出的140-150℃的热水通过水水换热器(4)的一次侧进口调节阀组(4.1)后，在水水换热器(4)的二次侧冷源交换热量，温度降至70℃后，开启水水换热器(4)的旁路电动阀组(4.2)；温度降至70℃的热水通过旁路电动阀组(4.2)后，一路再循环至扩展省煤器本体(1)的入口，另一路经过一级除氧器(6)的热源调阀组(6.1)调节流量后，将输入到一级除氧器(6)的锅炉补水加热至满足一级除氧器(6)正常运行的温度。
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