CN202484963U - 火电厂锅炉烟气余热品质提升并逐渐利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火电厂锅炉烟气余热品质提升并逐渐利用系统，锅炉提供汽轮机蒸汽，汽轮机排气依次经凝汽器、凝结水泵、若干低压加热器、除氧器、给水泵、若干高压加热器回到锅炉回水端，二次风机经空气加热器、空气预热器提供锅炉空气，锅炉烟气经空气预热器、高温换热器、除尘器、引风机、低温换热器、脱硫塔后至烟囱排出；其中空气加热器、高温换热器和低温换热器的换热介质输入端及输出端分别通过单向阀、调节阀、循环泵及多个电动阀灵活设置连接至若干低压加热器的输入、输出端，用于将锅炉烟气余热加热由汽轮机输出的凝结水和进入锅炉的助燃空气。本系统锅炉烟道中换热器设置灵活，结合为凝结水和锅炉空气提供热能，降低系统能耗损失。

Description

火电厂锅炉烟气余热品质提升并逐渐利用系统

技术领域

本实用新型涉及一种火电厂锅炉烟气余热品质提升并逐渐利用系统。

背景技术

火电厂燃煤、燃气或燃油锅炉提供发电或用热蒸汽，同时大量热能随锅炉烟气在烟囱排出；在当今大力提倡节能减排的背景下，对于火电厂这种锅炉，如何降低排烟热能损失，从而节约能源、保护环境有着极为重要的意义。

火电厂锅炉运行中的排烟损失是最重要的一项热损失，如果能把锅炉的排烟热量最大化的进行回收并加以利用到锅炉机组中去，则可以提高锅炉效率、经济效益和社会效益。传统对于火电厂锅炉烟气余热回收利用的主要方法为在锅炉尾部烟道中分别串接高温换热器和低温换热器来回收烟气余热，并分别用于加热锅炉的主凝结水和锅炉的冷二次风，但一般高温换热器和低温换热器换热介质的连接简单、单一，仅分别单独为凝结水和锅炉空气提供热能，影响了锅炉烟气余热回收利用的效率、质量及灵活性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种火电厂锅炉烟气余热品质提升并逐渐利用系统，本系统充分利用锅炉烟气余热，锅炉烟道中高温换热器和低温换热器设置灵活，并可结合为凝结水和锅炉空气提供热能，有效降低了系统的能耗损失。

为解决上述技术问题，本实用新型火电厂锅炉烟气余热品质提升并逐渐利用系统包括锅炉、汽轮机、凝汽器、凝结水泵、若干高压加热器、若干低压加热器、给水泵、除氧器、空气预热器、高温换热器、除尘器、引风机、低温换热器、脱硫塔、烟囱、空气加热器和二次风机，所述锅炉蒸汽输出端连接所述汽轮机蒸汽输入端、所述汽轮机排汽输出端依次串接所述凝汽器、凝结水泵、若干低压加热器、除氧器、给水泵、若干高压加热器和锅炉回水输入端，所述锅炉空气输入端依次串接所述空气预热器、空气加热器和二次风机，所述锅炉烟气输出端依次串接所述空气预热器、高温换热器、除尘器、引风机、低温换热器、脱硫塔和烟囱；本系统还包括第一电动阀、第三电动阀、第四电动阀、第六电动阀、调节阀、循环泵、单向阀，所述第一电动阀的输入端连接某一低压加热器的输入端，所述循环泵、单向阀串接于所述空气加热器换热介质输出端与所述第一电动阀的输出端之间，所述单向阀的输出端连接所述低温换热器换热介质输入端，所述低温换热器换热介质输出端连接所述空气加热器换热介质输入端，所述调节阀串接于所述低温换热器换热介质的输出端与所述第三电动阀的输出端之间，所述第三电动阀的输入端和第四电动阀的输出端分别连接某一高级别低压加热器的输入端和输出端，所述第六电动阀串接于所述第四电动阀的输入端与所述高温换热器换热介质输出端之间，所述第三电动阀输出端连接所述高温换热器换热介质输入端。

进一步，本系统还包括第二电动阀，所述第二电动阀的输入端连接某一低压加热器的输出端，所述第二电动阀的输出端连接所述单向阀的输出端。

进一步，上述第一电动阀和第二电动阀的输入端分别连接某一低压加热器的输入端和输出端，所述第一电动阀和第二电动阀的输出端连接所述单向阀的输出端。

进一步，本系统还包括第五电动阀，所述第五电动阀输出端连接除氧器输入端，所述第五电动阀输入端连接所述高温换热器换热介质输出端。

进一步，本系统还包括第七电动阀，所述第七电动阀的输入端连接所述第四电动阀的输入端，所述第七电动阀的输出端连接所述高温换热器换热介质输入端。    

由于本实用新型火电厂锅炉烟气余热品质提升并逐渐利用系统采用了上述技术方案，即锅炉提供汽轮机蒸汽，汽轮机凝结水依次经凝汽器、凝水泵、若干低压加热器、除氧器、给水泵、若干高压加热器回到锅炉回水端，二次风机经空气加热器、空气预热器提供锅炉空气，锅炉烟气经空气预热器、高温换热器、除尘器、引风机、低温换热器、脱硫塔后至烟囱排出；其中空气加热器、高温换热器和低温换热器的换热介质输入端及输出端分别通过单向阀、调节阀、循环泵及多个电动阀灵活设置连接至若干低压加热器的输入、输出端，用于将锅炉烟气余热加热由汽轮机输出的凝结水和进入锅炉的助燃空气。本系统充分利用锅炉烟气余热，锅炉烟道中高温换热器和低温换热器设置灵活，并可结合为凝结水和锅炉空气提供热能，有效降低了系统的能耗损失。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本火电厂锅炉烟气余热品质提升并逐渐利用系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型火电厂锅炉烟气余热品质提升并逐渐利用系统包括锅炉11、汽轮机21、凝汽器22、凝结水泵23、若干高压加热器27、若干低压加热器24、给水泵26、除氧器25、空气预热器12、高温换热器13、除尘器14、引风机15、低温换热器16、脱硫塔17、烟囱18、空气加热器19和二次风机20，所述锅炉11蒸汽输出端连接所述汽轮机21蒸汽输入端、所述汽轮机21排汽输出端依次串接所述凝汽器22、凝结水泵23、若干低压加热器24、除氧器25、给水泵26、若干高压加热器27和锅炉11回水输入端，若干低压加热器24中各低压加热器串接连接，若干高压加热器27中各高压加热器串接连接；所述锅炉11空气输入端依次串接所述空气预热器12、空气加热器19和二次风机20，所述锅炉11烟气输出端依次串接所述空气预热器12、高温换热器13、除尘器14、引风机15、低温换热器16、脱硫塔17和烟囱18；本系统还包括第一电动阀31、第三电动阀33、第四电动阀34、第六电动阀36、调节阀41、循环泵43、单向阀42，所述第一电动阀31的输入端连接某一低压加热器的输入端，所述循环泵43、单向阀42串接于所述空气加热器19换热介质输出端与所述第一电动阀31的输出端之间，所述单向阀42的输出端连接所述低温换热器16换热介质输入端，所述低温换热器16换热介质输出端连接所述空气加热器19换热介质输入端，所述调节阀41串接于所述低温换热器16换热介质的输出端与所述第三电动阀33的输出端之间，所述第三电动阀33的输入端和第四电动阀34的输出端分别连接某一高级别低压加热器的输入端和输出端，所述第六电动阀36串接于所述第四电动阀34的输入端与所述高温换热器13换热介质输出端之间，所述第三电动阀33输出端连接所述高温换热器13换热介质输入端。

进一步，本系统还包括第二电动阀32，所述第二电动阀32的输入端连接某一低压加热器的输出端，所述第二电动阀32的输出端连接所述单向阀42的输出端。

进一步，上述第一电动阀31和第二电动阀32的输入端分别连接某一低压加热器的输入端和输出端，所述第一电动阀31和第二电动阀32的输出端连接所述单向阀42的输出端。

进一步，本系统还包括第五电动阀35，所述第五电动阀35输出端连接除氧器25输入端，所述第五电动阀35输入端连接所述高温换热器13换热介质输出端。

进一步，本系统还包括第七电动阀37，所述第七电动阀37的输入端连接所述第四电动阀34的输入端，所述第七电动阀37的输出端连接所述高温换热器13换热介质输入端。

本系统在锅炉烟道中设置两级换热器，分别为低温换热器和高温换热器；在二次风机与空气预热器之间的锅炉冷二次风道中设置空气加热器。低温换热器布置在增压风机与脱硫塔之间的烟道中用于回收低品位烟气热量，此低品位的烟气热量通过传热介质输送到空气加热器中加热锅炉冷二次风；由于低品位的烟气热量提升了进入空气预热器的冷空气温度，由此导致了空气预热器出口烟气温度大幅提高，因较高温度的烟气在相同热量的情况下热量的品质更高，此部分的烟气热量就可用于加热更高级的低压加热器的主凝结水；因锅炉冷二次风的冷空气温度低，只要用较低品质的热量加热就可提升温度，而低压加热器的主凝结水温度比冷空气要高，需要较高品质的热量才能提升它的温度；由此本系统达到烟气品质提升并逐渐利用的目的。

本系统中，通过第一电动阀从某一低压加热器的入口端引出汽轮机主凝结水作为传热介质到低温换热器中，此传热介质吸收的绝大部分热量通过低温换热器传到空气加热器中加热锅炉的冷二次风，其多余热量就通过传热介质经调节阀流经高温换热器间接加热主凝结水；

同时从某一较高级别的低压加热器的入口端通过第三电动阀引出主凝结水作为传热介质到高温换热器中，通过高温换热器与锅炉烟气进行热交换后，回到某一较高级别的低压加热器的出口端，此传热介质吸收的热量就起到加热锅炉回热系统的主凝结水，从而可以代替某一较高级别低压加热器的部分抽汽量，实现提高能源利用效率、降低能耗的目的。

本系统中低温换热器回收的烟气热量大于锅炉冷二次风所需的热量，所剩余的热量就可经调节阀回到高温换热器中用于加热锅炉回热系统的凝结水，充分利用多余的热量；该多余热量通过传热介质，流经调节阀与进入高温换热器的传热介质混合再进入高温换热器，因输送多余热量的介质温度比原进入高温换热器的传热介质高，可适当提高进入高温换热器的水温，提高换热器的壁温，进一步降低高温换热器受烟气腐蚀的风险；

传统低温换热器与空气加热器之间的热量传输需要昂贵的传热介质，循环系统复杂；本系统则不需另外的传热循环介质，系统简单可靠；

如传热介质在低温换热器中吸收从120℃降至80℃左右的烟气热量传输到空气加热器中释放，让锅炉冷二次风的温度从23℃升高到80℃；由此导致空气预热器的换热情况变化，大幅提高空气预热器出口烟气温度，提升了可回收烟气品质；原来空气预热器出口温度只有120℃，而本系统空气预热器出口温度可达到154℃，则154℃到120℃的烟气热量就可加热高级别低压加热器的主凝结水，而原来120℃烟气降到80℃的热量则只能加热至少低一级别的低压加热器的主凝结水。

本系统中第二电动阀作用与第一电动阀相同，引入传热介质到低温换热器的位置可灵活设置，同时第一电动阀和第二电动阀也可以同时工作引入传热介质至低温换热器。第五电动阀作用与第四电动阀相同，从高温换热器出来的传热介质经过第四电动阀或第五电动阀回到低压加热器，同时第四电动阀还可起到与第三电动阀相同作用，其通过第七电动阀可引入传热介质到高温换热器；当传热介质由第四电动阀引入高温换热器时，第七电动阀打开，否则关闭；同样第六电动阀用于灵活改变高温换热器传热介质的引入和引出。本系统通过多个电动阀的设置，锅炉烟道中高温换热器和低温换热器设置灵活，通过各电动阀的开闭，可按需结合为凝结水和锅炉空气提供热能。

本系统的调节阀可根据空气加热器实际需要热量，通过调节阀调节传热介质流量，低温换热器输出的传热介质一部分进入空气加热器，另一部分经调节阀进入高温换热器，在保证空气加热器所需热量的同时将低温换热器由传热介质吸收的多余热量利用到加热凝结水中。单向阀的作用是当第一电动阀或第二电动阀出来的传热介质压力较高时，防止该高压力传热介质反冲到循环泵。循环泵起到了低温换热器与空气加热器之间的传热介质正常循环运行。

Claims (5)

1.一种火电厂锅炉烟气余热品质提升并逐渐利用系统，包括锅炉、汽轮机、凝汽器、凝结水泵、若干高压加热器、若干低压加热器、给水泵、除氧器、空气预热器、高温换热器、除尘器、引风机、低温换热器、脱硫塔、烟囱、空气加热器和二次风机，所述锅炉蒸汽输出端连接所述汽轮机蒸汽输入端、所述汽轮机排汽输出端依次串接所述凝汽器、凝结水泵、若干低压加热器、除氧器、给水泵、若干高压加热器和锅炉回水输入端，所述锅炉空气输入端依次串接所述空气预热器、空气加热器和二次风机，所述锅炉烟气输出端依次串接所述空气预热器、高温换热器、除尘器、引风机、低温换热器、脱硫塔和烟囱，其特征在于：本系统还包括第一电动阀、第三电动阀、第四电动阀、第六电动阀、调节阀、循环泵、单向阀，所述第一电动阀的输入端连接某一低压加热器的输入端，所述循环泵、单向阀串接于所述空气加热器换热介质输出端与所述第一电动阀的输出端之间，所述单向阀的输出端连接所述低温换热器换热介质输入端，所述低温换热器换热介质输出端连接所述空气加热器换热介质输入端，所述调节阀串接于所述低温换热器换热介质的输出端与所述第三电动阀的输出端之间，所述第三电动阀的输入端和第四电动阀的输出端分别连接某一高级别低压加热器的输入端和输出端，所述第六电动阀串接于所述第四电动阀的输入端与所述高温换热器换热介质输出端之间，所述第三电动阀输出端连接所述高温换热器换热介质输入端。

2.根据权利要求1所述的火电厂锅炉烟气余热品质提升并逐渐利用系统，其特征在于：本系统还包括第二电动阀，所述第二电动阀的输入端连接某一低压加热器的输出端，所述第二电动阀的输出端连接所述单向阀的输出端。

3.根据权利要求2所述的火电厂锅炉烟气余热品质提升并逐渐利用系统，其特征在于：所述第一电动阀和第二电动阀的输入端分别连接某一低压加热器的输入端和输出端，所述第一电动阀和第二电动阀的输出端连接所述单向阀的输出端。

4.根据权利要求1、2或3所述的火电厂锅炉烟气余热品质提升并逐渐利用系统，其特征在于：本系统还包括第五电动阀，所述第五电动阀输出端连接除氧器输入端，所述第五电动阀输入端连接所述高温换热器换热介质输出端。

5.根据权利要求1、2或3所述的火电厂锅炉烟气余热品质提升并逐渐利用系统，其特征在于：本系统还包括第七电动阀，所述第七电动阀的输入端连接所述第四电动阀的输入端，所述第七电动阀的输出端连接所述高温换热器换热介质输入端。

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