CN204494368U - 一种用于火力发电厂的可调式给水回热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于火力发电厂的可调式给水回热系统，包括汽轮机的高压缸及在高压缸上的可调式末级抽汽口，以可调式末级抽汽为热源的可调式末级给水加热器，与可调式末级抽汽口及可调式末级给水加热器相连的抽汽管道及管道上的调节阀，在此基础上进一步增设了分流可调式末级给水加热器水侧的给水旁路，及给水旁路上设置的调节阀，根据机组经常运行的负荷、高压缸可调式末级抽汽口的参数、可调式末级给水加热器容量的综合优化，实现既提高机组效率，满足脱硝要求，同时又降低投资。

Description

一种用于火力发电厂的可调式给水回热系统

技术领域

本实用新型涉及火力发电领域，尤其涉及一种用于火力发电厂的改进式可调式给水回热系统。

背景技术

现阶段，节能减排已成为我国经济与社会发展的战略任务。降低污染、改善环境已迫在眉睫。煤电作为中国主要的发电方式，同时又是目前主要的大气污染源，为此，煤电工厂都采用了相应的污染物减排技术，以进一步控制其对大气的影响。其中的脱硝技术主要采用SCR法(选择性催化还原法)，其是国际上应用最多、技术最成熟的一种烟气脱硝技术。采用SCR法脱硝，当锅炉处于低负荷运行的时候，SCR工作烟温将不能维持。SCR不得不退出运行，但此时锅炉的NOx产生浓度高达额定负荷时的2-3倍。这意味着在更需要脱硝的情况下，SCR反而不能作为。为此，申请号为CN201110459533.2的中国专利公开了一种可调式给水回热系统，即相对传统的汽轮发电机组来说，高压缸上设置的末级抽汽压力比常规的高压缸最高抽汽压力要高；并在该末级抽汽管道上设置抽汽调节阀，然后通过给水加热器来回热给水。运行过程中，通过该阀门可对末级抽汽进行调节，从而保持抽汽调节阀后的压力在机组变负荷时基本不变，并通过末级给水加热器维持锅炉的给水的温度基本不变；从而解决了传统低负荷SCR需退出运行的问题，并提高变负荷运行的经济性和机组运行安全性，以及完善了机组调频特性等。

实际上，对于新建机组来说，高压缸的末级抽汽口是可根据实际需要而进行设计优化的。原则上，该末级抽汽口的设置可在高压缸第1级后和传统的末级抽汽口(一般为12～14级)之间范围变化，只要确保该可调节的末级抽汽参数比传统的不进行调节的末级抽汽参数高，它对部分负荷下给水温度的提升就都会有贡献。只是不同的末级抽汽参数所作贡献不同。一方面，若选定的末级抽汽口的抽汽参数相对较高，就会意味着在较高负荷下，末级抽汽调节阀会存在较大的节流损失，对机组经济性的提高就相对欠佳；另外一方面，若选定的末级抽汽口的抽汽参数相对较低，由于滑压运行，末级抽汽压力会跟随机组负荷降低而降低，这意味着在低负荷下，该末级抽汽也依然无法将给水温度提升至额定负荷对应的给水温度附近，对机组经济性的提升亦会欠佳，并且，还可能会造成低负荷下脱硝SCR的入口烟气温度依然难以满足脱硝SCR运行要求。末级抽汽压力越低，对提升给水温度的贡献也就越小。

但往往高压缸抽汽口也并非随意可设置，还受制于诸多因素，需考虑高压缸的 强度，高压内、外缸密封性，抽汽口处叶片安全，轴系变化影响等。因而，在末级抽汽口增设能满足安全性前提下，可根据机组经常所处的运行负荷情况以及低负荷下需达到的提升脱硝入口烟温等实际需要来对末级抽汽口优化选择。以实现既满足机组安全性，又能满足低负荷脱硝要求，又尽可能提高部分负荷下经济性的综合目的。

此外，对于可调节的末级抽汽所对应的末级给水加热器，设计通过的给水流量以及与其它的给水加热器之间的连接方式也是可根据实际需要来确定。

因此，可调式给水回热系统，还可根据机组经常运行的负荷、高压缸末级抽汽口的设定等实际情况和实际需要来完善和优化。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种改进式给水回热系统，高压缸的可调式末级抽汽口，是在确保能满足机组安全性条件下，可灵活变化，只需要确保其抽汽参数比非可调式次末级抽汽参数高(根据凝水、给水介质流向进行排序，相当于传统机组上不进行调节的末级抽汽)便可。此外，可调节的末级抽汽所对应的末级给水加热器亦可不需设置全流量，而是根据运行经济性、设备投资等实际情况需要来确定。

本实用新型的用于火力发电厂的可调式给水回热系统，包括 ：

汽轮机的高压缸；

以所述高压缸的可调式末级抽汽为热源的可调式给水加热器；

设置在所述可调式末级抽汽管道上的调节阀门；

在所述高压缸上增设的可调式末级抽汽口，所述可调式末级抽汽口的抽汽压力高于所述高压缸常规的非可调式次末级抽汽(根据凝水、给水介质流向进行排序，相当于传统机组上不进行调节的末级抽汽)压力；

可调式末级给水加热器；

可调式末级抽汽管道，所述可调式末级抽汽管道与所述可调式末级抽汽口及所述可调式末级给水加热器相连；

抽汽调节阀，所述抽汽调节阀安装在所述可调式末级抽汽管道上，用于对所述可调式末级抽汽管道的抽汽进行节流调节，以保持所述抽汽调节阀后的压力基本不变，相应地使所述可调式末级给水加热器在汽轮机变负荷时仍能维持锅炉给水的温度基本不变；

用于分流所述可调式末级给水加热器水侧的给水旁路；以及

设置在所述给水旁路上的给水旁路调节阀。

进一步地，所述可调式末级给水加热器与所述汽轮机的最高温度等级的常规给水加热器串联连接。

优选地，所述可调式末级给水加热器是半容量的给水加热器。

从而本实用新型在申请号为CN201110459533.2的中国专利的有益效果的基础上，由于针对该末级给水加热器设置了给水旁路，因此末级给水加热器可不必设置成全给水容量的加热器，而可设置成部分给水容量的加热器，这样可降低末级给水加热器的成本，同时针对一些高参数大机组来说，若要设置单列全容量的末级给水加热器，目前的制造工艺还尚不能满足，因此，利用该给水旁路，既可使部分给水容量的末级加热器在制造工艺上能够实现，同时又降低成本。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的原理示意图。

具体实施方式

本实用新型采取的技术方案如图1所示，其中虚线框10内是常规的回热系统，包括抽汽管道3、进水管道4以及前级加热器5。前级加热器5通过抽汽管道3与高压缸1上的抽汽口2相连。前级加热器5可能是一个或多个给水加热器，如是多个给水加热器时，抽汽管道3也相应地为与高压缸1相连的多根管道。

本实施例在常规的回热系统上增设了高压缸1上的可调式末级抽汽口20、可调式末级抽汽管道30、可调式末级给水加热器50，可调式末级给水加热器50通过可调式末级抽汽管道30与高压缸1上的可调式末级抽汽口20相连，并与前级加热器5串联。在可调式末级抽汽管道30上设置有抽汽调节阀31，用于对可调式末级抽汽管道30的抽汽进行节流调节，以保持抽汽调节阀31后的压力基本不变，相应地使可调式末级给水加热器50在汽轮机变负荷时仍能维持对锅炉的给水B的温度基本不变。

并且进一步增设了以用于分流可调式末级给水加热器50进水的给水旁路40，以及设置在所述给水旁路40上的给水旁路调节阀41，用以调节旁路水量的大小。

以某电厂百万千瓦机组的实例来对本实用新型的技术方案进行详细说明，其中汽轮机为超超临界单轴、一次再热、四缸四排汽1000MW凝汽式汽轮机。受制于高压缸改造等客观因素，选定高压缸第5级后作为新增的可调式末级抽汽口。在额定工况下，该新增可调式末级抽汽参数为：15.71MPa/512℃。

由于可调式末级抽汽参数相对较高，抽汽调节阀在高负荷下必然存在节流，因此，全容量高压给水加热器的设置对机组整体经济性的提升已无意义。此外，对于这种全容量的末级给水加热器，制造工艺上也会存在一定困难，即使能制造，其造价也将远高于部分容量的给水加热器。故综合考虑，该可调式末级给水加热器设置为半容量的给水加热器。

机组运行过程中，给水流量随负荷变化而变化，负荷高，流经可调式末级给水加热器的给水容量最高为半容量，其余的给水流量则通过该可调式末级给水加热器的给水旁路，由给水旁路调节阀进行调节，然后两者再混合。由于流经可调式末级给水加热器旁路的给水未被可调式末级给水加热器加热，因此其温度要低于可调式末级给水加热器出口给水温度，而最终的给水温度，则是两者混合后的温度。当负荷低至一定程度时，给水流量小于可调式末级给水加热器的容量时，则可完全关闭给水旁路调节阀，给水100％全部通过该可调式末级给水加热器。此时，由于可调式末级抽汽压力已降低，因此，100％给水被加热，给水温度亦可最大化得到提升。以750MW工况为例，总给水流量约为1980T/H，已超出可调式末级给水加热器的容量，由于可调式末级抽汽压力仍然较高，达11MPa，抽汽调节阀会存在节流损失，为控制混合后的给水温度在设计值300℃左右，则通过调节给水旁路调节阀，控制流经半容量的可调式末级给水加热器的给水流量约为990T/H。而当负荷降低时，以400MW工况为例，总给水流量为1037T/H，已低于可调式末级给水加热器的容量，并且此时，由于滑压运行，可调式末级抽汽压力已跟随负荷降低至7MPa。为最大化提高该工况下的给水温度，因此将给水旁路调节阀完全关闭，使流经可调式末级给水加热器的给水流量也为1037T/H，混合后的最终给水温度可达到280℃。从而最大化的提高低负荷下的给水温度，即提高低负荷下的经济性，并且使其满足低负荷下脱硝SCR运行入口烟气温度要求。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于火力发电厂的可调式给水回热系统，包括汽轮机的高压缸；

以所述高压缸的可调式末级抽汽为热源的可调式给水加热器；

设置在所述可调式末级抽汽管道上的调节阀门；

在所述高压缸上增设的可调式末级抽汽口，所述可调式末级抽汽口的抽汽压力高于所述高压缸常规的非可调式次末级抽汽压力；

可调式末级给水加热器；

可调式末级抽汽管道，所述可调式末级抽汽管道与所述可调式末级抽汽口及所述可调式末级给水加热器相连；

抽汽调节阀，所述抽汽调节阀安装在所述可调式末级抽汽管道上；

其特征在于，所述用于火力发电厂的可调式给水回热系统还包括：用于分流所述可调式末级给水加热器水侧的给水旁路；以及设置在所述给水旁路上的给水旁路调节阀。

2.如权利要求1所述的用于火力发电厂的可调式给水回热系统，其特征在于，所述可调式末级给水加热器的进水侧与所述汽轮机的最高温度等级的次末级常规给水加热器的出水侧串联连接。

3.如权利要求2所述的用于火力发电厂的可调式给水回热系统，其特征在于，所述可调式末级给水加热器是半容量的给水加热器。