CN207298903U - 一种可调式联合回热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调式联合回热系统，包括汽轮机的高压缸，在所述高压缸上的附加可调式后末级抽汽口，以所述高压缸的附加可调式后末级抽汽为热源的换热器，以所述换热器的排汽为热源的附加可调式后末级给水加热器；附加可调式后末级抽汽管道，设置在所述附加可调式后末级抽汽管道上的可调式抽汽调节阀。附加可调式后末级抽汽经过换热器加热锅炉热二次风或/与锅炉热一次风或/与锅炉送粉之后，再排至附加可调式后末级给水加热器进一步补充加热给水，不仅有效利用了该级抽汽的过热度，加热了锅炉热二次风或/与锅炉热一次风或/与锅炉送粉，实现制粉系统出力的提升、锅炉燃烧的稳定及燃烧效率的提升，并进一步降低了成本。

Description

一种可调式联合回热系统

技术领域

本实用新型涉及火力发电领域，尤其涉及一种可调式联合回热系统。

背景技术

当前，我国电力主要是由火力发电机组承担调峰，火力发电机组低负荷运行已成为常态。随着我国《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》的正式发布，“加强调峰能力建设，提升系统灵活性”已然成为火力发电机组的重任之一，这意味着对火力发电机组的深度调峰及系统灵活性提出了更高的要求，事实上，火力发电机组在低负荷运行，是存在环保、安全、经济性等诸多难题，包括SCR脱硝装置需退出运行问题、锅炉水动力不稳定问题、锅炉燃烧不稳定、循环效率低问题等。

对于上述低负荷产生的SCR脱硝需退出运行问题、锅炉水动力不稳定问题、循环热效率低问题，中国专利ZL201110459533.2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。

然而，该专利提供的系统及方法仍存在不足之处，机组在各负荷阶段，该级抽汽需进行节流维持抽汽调节阀的压力，尤其是在较低负荷时，其抽汽过热度会相对较大，导致增设的给水加热器换热温差较大，不可逆损失增加，换言之，增设的可调式末级抽汽并未得到非常有效的利用；另外一方面，由于该级抽汽温度较高，会导致相应的管材及给水加热器成本增加，尤其是随着机组参数的不断提高，例如700℃机组，由于对应的抽汽温度过高，会导致给水加热器在现有制造工艺下难以实现。

实用新型内容

有鉴于此，为了综合解决上述低负荷阶段所面临的问题以及公开的可调式给水回热系统的不足之处，本实用新型提供了一种可调式联合回热系统。

本实用新型提供一种可调式联合回热系统，其特征在于：包括

汽轮机的高压缸；

在所述高压缸上的附加可调式后末级抽汽口，所述附加可调式后末级抽汽口的抽汽压力高于所述高压缸非可调式末级抽汽压力(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)；

以所述高压缸的附加可调式后末级抽汽为热源的换热器；

以所述换热器的排汽为热源的附加可调式后末级给水加热器，与末级给水加热器串联连接；

附加可调式后末级抽汽管道，通过所述附加可调式后末级抽汽管道将所述附加可调式后末级抽汽口、换热器以及所述附加可调式后末级给水加热器串联连接；

设置在所述附加可调式后末级抽汽管道上的可调式抽汽调节阀，用于对所述附加可调式后末级抽汽管道的抽汽进行调节，以控制所述可调式抽汽调节阀后的抽汽压力来控制所述附加可调式后末级给水加热器的出口温度，来满足所需要的最终给水温度。

优选地，所述可调式抽汽调节阀设置于所述附加可调式后末级抽汽口与所述换热器之间的附加可调式后末级抽汽管道上。

优选地，还包括至少一个水侧调节阀，所述水侧调节阀与所述附加可调式后末级给水加热器并联连接。

优选地，所述换热器可以是一个换热器，也可以是由多个换热器组成的换热器组。

优选地，换热器组可以是两个及两个以上的换热器并联或串联组合，也可以是三个及三个以上换热器以串联和并联相结合的方式连接组成。

优选地，所述换热器加热的工质为锅炉热二次风或锅炉热一次风或锅炉送粉或三者的组合或其中二者的组合。

优选地，所述换热器增设旁路，所述换热器前后增设隔绝阀，以便运行过程中换热器出现泄漏等故障，可通过旁路进行切换运行。

本实用新型的可调式给水及送风回热系统，具有如下优势及效果：

1、附加可调式后末级抽汽经过换热器换热后，其过热度可得到有效的利用，通过加热锅炉的热一次风或/与热二次风或/与锅炉送粉，将抽汽的热量通过热风或送粉，被携带至锅炉，使输入锅炉的热量成分发生变化，换言之，替代了部分燃料，因此可实现机组经济性的大幅提升。另外一方面，若加热热一次风，则由于热一次风温度的提高，在确保输送煤粉安全的基础上，可实现制粉系统干燥出力的提升及煤粉燃烧效果的提升；相应的，若加热热二次风，则由于热二次风温度的提高，可使得锅炉燃烧性能进一步提升。尤其是在机组低负荷运行时，热一次风、热二次风温本身就低，此时，热一次风温、热二次风温相对提高量就大，因此，该系统在低负荷下的效益相对更大。

2、附加可调式后末级抽汽经换热器后换热后，再进一步至附加可调式后末级给水加热器补充加热给水，相对而言，经换热器换热之后的抽汽温度要低，因此增加了回热蒸汽量，减少了冷源损失，提高了装置的经济性；另外，换热器之后的管道材料以及附加可调式后末级给水加热器的成本可大幅度降低，尤其是对于未来高参数的机组，该方法也为解决高参数给水加热器难以制造的问题提供了出路。

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是本实用新型的具体实施例1系统示意图。

图2是本实用新型的具体实施例2系统示意图。

图3是本实用新型的具体实施例3系统示意图。

图4是本实用新型的具体实施例4系统示意图。

图5是本实用新型的具体实施例5系统示意图。

图6是本实用新型的具体实施例6系统示意图。

图7是本实用新型的具体实施例7系统示意图。

图8是本实用新型的具体实施例8系统示意图。

其中，0-附加可调式后末级抽汽口；1-末级抽汽口；2-高压缸进汽；3-其它常规系统；4-高压缸；5-最终给水；6-水侧调节阀；10-末级抽汽管道；11-末级给水加热器；01-附加可调式后末级抽汽调节阀；02- 附加可调式后末级抽汽管道；03、03’、03”-换热器；04、04’、04”-换热器被加热工质通道；05-附加可调式后末级给水加热器。

具体实施方式

实施例1

图1为本实用新型具体实施例1的系统示意图，本实施例在末级抽汽口1、末级抽汽10及末级给水加热器11基础上，增设了高压缸4上的附加可调式后末级抽汽口0、附加可调式后末级抽汽管道02、附加可调式后末级给水加热器05、附加可调式后末级抽汽管道上的换热器03及附加可调式后末级抽汽调节阀01。

附加可调式后末级给水加热器05通过附加可调式后末级抽汽管道02 与换热器03及高压缸4上的附加可调式后末级抽汽口0相连，并与末级给水加热器11串联。在附加可调式后末级抽汽管道02上设置有附加可调式后末级抽汽调节阀01，用于对附加可调式后末级抽汽管道02的抽汽进行调节，通过控制附加可调式后末级抽汽调节阀01后的压力来控制附加可调式后末级给水加热器05出口的给水温度，换热器03可为多个换热器，多个换热器之间可为串联或并联，换热器03以附加后末级抽汽为热源，加热锅炉送风或/与锅炉送粉，锅炉送风为热一次风或/与热二次风。

以某电厂1000MW机组的实例来对本实用新型的控制方法进行详细说明，其中汽轮机为超超临界单轴、一次再热、四缸四排汽凝汽式汽轮机。

例如，增设的附加可调式后末级抽汽口在机组额定工况(1000WM)下的抽汽参数为15.71MPa/512℃。随着机组负荷的降低，通过调整附加可调式后末级抽汽调节阀，控制进入附加可调式后末级给水加热器的压力在 8.5MPa左右，以维持最终给水温度在300℃左右，直至机组负荷低到一定程度，到50％负荷及以下时，由于增设的附加可调式后末级抽汽压力随着机组滑压运行本身已低于8.5MPa，因此可将附加可调式后末级抽汽调节阀全开。

由于增设了换热器以加热锅炉送风或/与锅炉送粉，附加可调式后末级抽汽的过热度可得有效的利用，经过换热器后的温度可降至360℃左右，然后再进入附加可调式后末级给水加热器进一步加热给水。这样不仅具有可调式给水回热系统的一切优点，与此同时，降低了附加可调式后末级给水加热器的进汽温度，其投资成本可得到一定降低，另外，抽汽的热量通过加热锅炉送风或/与锅炉送粉而被间接送入锅炉，替代了部分锅炉的燃料，并使得锅炉的燃烧条件得到有效改善，可大大提高机组经济性。

本实施例中，换热器亦可增设旁路，换热器前后增设隔绝阀，以便运行过程中换热器出现泄漏等故障，可通过旁路进行切换运行。

本实用新型在部分负荷下，尤其是低负荷下，可显著提高机组的经济性，经折算，平均可降低机组煤耗约1.5g/kWh。

实施例2

图2为本实用新型具体实施例2的系统示意图，本实施例在末级抽汽口1、末级抽汽10及末级给水加热器11基础上，增设了高压缸4上的附加可调式后末级抽汽口0、附加可调式后末级抽汽管道02、附加可调式后末级给水加热器05、水侧调节阀6、附加可调式后末级抽汽管道上的换热器03及附加可调式后末级抽汽调节阀01。

附加可调式后末级给水加热器05通过附加可调式后末级抽汽管道02 与换热器03及高压缸4上的附加可调式后末级抽汽口0相连，并与末级给水加热器11串联。在附加可调式后末级抽汽管道02上设置有附加可调式后末级抽汽调节阀01，用于对附加可调式后末级抽汽管道02的抽汽进行调节，通过控制附加可调式后末级抽汽调节阀01后的压力来控制附加可调式后末级给水加热器05出口的给水温度，末级给水加热器11出口的给水一部分通过水侧调节阀6，一部分经过附加可调式后末级给水加热器 05的进一步加热，然后再进行混合。

换热器03可为多个换热器，多个换热器之间可为串联或并联，换热器 03以附加后末级抽汽为热源，加热锅炉送风或/与锅炉送粉，锅炉送风为热一次风或/与热二次风。

本实施例与实施例1的主要区别在于，增设了水侧调节阀，因此，附加可调式后末级给水加热器05可根据需要设计成部分容量，因此附加可调式后末级给水加热器的成本可相对降低，另外一方面，对于高参数大容量的机组，若全容量的附加可调式后末级给水加热器制造成在问题，则可通过此方法来解决。其余和实施例1一致，此处不再赘述。

实施例3

图3为本实用新型具体实施例2的系统示意图，本实施例在末级抽汽口1、末级抽汽10及末级给水加热器11基础上，增设了高压缸4上的附加可调式后末级抽汽口0、附加可调式后末级抽汽管道02、附加可调式后末级给水加热器05、附加可调式后末级抽汽管道上的换热器03及03’，以及附加可调式后末级抽汽调节阀01。

附加可调式后末级给水加热器05通过附加可调式后末级抽汽管道02 与换热器03及高压缸4上的附加可调式后末级抽汽口0相连，并与末级给水加热器11串联。换热器03及03’并联连接。在附加可调式后末级抽汽管道02上设置有附加可调式后末级抽汽调节阀01，用于对附加可调式后末级抽汽管道02的抽汽进行调节，通过控制附加可调式后末级抽汽调节阀01后的压力来控制附加可调式后末级给水加热器05出口的给水温度。换热器03以附加后末级抽汽为热源，加热锅炉热一次风，而换热器 03’则加热热二次风。

本实施例与实施例1的主要区别在于，换热器03和03’是可同时加热热一次风及热二次风。其余和实施例1一致，此处不再赘述。

实施例4

图4为本实用新型具体实施例4的系统示意图，本实施例在末级抽汽口1、末级抽汽10及末级给水加热器11基础上，增设了高压缸4上的附加可调式后末级抽汽口0、附加可调式后末级抽汽管道02、附加可调式后末级给水加热器05、附加可调式后末级抽汽管道上的换热器03、03’和 03”，以及附加可调式后末级抽汽调节阀01。

本实施例与实施例3的主要区别在于进一步增设了一个换热器，换热器03’与03”并联连接，并一道与换热器03串联连接，换热器的工质可不同，可为锅炉热一次风或锅炉热二次风或锅炉送粉或者任意两者的组合或者三者的组合等。其余和实施例3一致，此处不再赘述。

实施例5

图5为本实用新型具体实施例5的系统示意图，本实施例在末级抽汽口1、末级抽汽10及末级给水加热器11基础上，增设了高压缸4上的附加可调式后末级抽汽口0、附加可调式后末级抽汽管道02、附加可调式后末级给水加热器05、水侧调节阀6、附加可调式后末级抽汽管道上的换热器03、03’，以及附加可调式后末级抽汽调节阀01。

本实施例与实施例3的主要区别在于换热器03与03’不是并联连接而是串联连接，换热器的工质可不同，可为锅炉热一次风或锅炉热二次风或锅炉送粉或者任意两者的组合或者三者的组合等。其余和实施例3一致，此处不再赘述。

实施例6

图6为本实用新型具体实施例6的系统示意图，本实施例在末级抽汽口1、末级抽汽10及末级给水加热器11基础上，增设了高压缸4上的附加可调式后末级抽汽口0、附加可调式后末级抽汽管道02、附加可调式后末级给水加热器05、水侧调节阀6、附加可调式后末级抽汽管道上的换热器03、03’，以及附加可调式后末级抽汽调节阀01。

本实施例与实施例5的主要区别在于增设了水侧调节阀，因此，附加可调式后末级给水加热器05可根据需要设计成部分容量，因此附加可调式后末级给水加热器的成本可相对降低，另外一方面，对于高参数大容量的机组，若全容量的附加可调式后末级给水加热器制造成在问题，则可通过此方法来解决。。其余和实施例5一致，此处不再赘述。

实施例7

图7为本实用新型具体实施例7的系统示意图，本实施例在末级抽汽口1、末级抽汽10及末级给水加热器11基础上，增设了高压缸4上的附加可调式后末级抽汽口0、附加可调式后末级抽汽管道02、附加可调式后末级给水加热器05、附加可调式后末级抽汽管道上的换热器03、03’及 03”，以及附加可调式后末级抽汽调节阀01。

本实施例与实施例3的主要区别在于增设了一个换热器，换热器03’和换热器03”并联连接后，再串联连接换热器03，换热器的工质可不同，可分别为锅炉热一次风、锅炉热二次风或锅炉送粉或者任意两者的组合或者三者的组合。其余和实施例3一致，此处不再赘述。

实施例8

图8为本实用新型具体实施例8的系统示意图，本实施例在末级抽汽口1、末级抽汽10及末级给水加热器11基础上，增设了高压缸4上的附加可调式后末级抽汽口0、附加可调式后末级抽汽管道02、附加可调式后末级给水加热器05、水侧调节阀6、附加可调式后末级抽汽管道上的换热器03、03’及附加可调式后末级抽汽调节阀01。

本实施例与实施例7的主要区别在于增设了水侧调节阀，因此，附加可调式后末级给水加热器05可根据需要设计成部分容量，因此附加可调式后末级给水加热器的成本可相对降低，另外一方面，对于高参数大容量的机组，若全容量的附加可调式后末级给水加热器制造成在问题，则可通过此方法来解决。其余和实施例7一致，此处不再赘述。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。需说明的是，本实用新型的可调式联合回热系统，根据水侧是否配置水侧调节阀，附加后末级抽汽调节阀的位置，附加可调式后末级给水加热器容量不同，换热器加热工质的不同，换热器的个数，换热器前后是否设置隔绝阀和旁路，以及不同换热器之间的连接方式等，可有多种组合形式。

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 (6)

1.一种可调式联合回热系统，其特征在于：包括

汽轮机的高压缸；

在所述高压缸上的附加可调式后末级抽汽口，所述附加可调式后末级抽汽口的抽汽压力高于所述高压缸非可调式末级抽汽压力；

以所述高压缸的附加可调式后末级抽汽为热源的换热器；

以所述换热器的排汽为热源的附加可调式后末级给水加热器，与末级给水加热器串联连接；

附加可调式后末级抽汽管道，通过所述附加可调式后末级抽汽管道将所述附加可调式后末级抽汽口、换热器以及所述附加可调式后末级给水加热器串联连接；

设置在所述附加可调式后末级抽汽管道上的可调式抽汽调节阀，用于对所述附加可调式后末级抽汽管道的抽汽进行调节，以控制所述可调式抽汽调节阀后的抽汽压力来控制所述附加可调式后末级给水加热器的出口温度，来满足所需要的最终给水温度。

2.根据权利要求1所述的一种可调式联合回热系统，其特征在于：所述可调式抽汽调节阀设置于所述附加可调式后末级抽汽口与所述换热器之间的附加可调式后末级抽汽管道上。

3.如权利要求1所述的一种可调式联合回热系统，其特征在于：还包括至少一个水侧调节阀，所述水侧调节阀与所述附加可调式后末级给水加热器并联连接。

4.如权利要求1所示的一种可调式联合回热系统，其特征在于：所述换热器可以是一个换热器，也可以是由多个换热器组成的换热器组。

5.如权利要求4所述的一种可调式联合回热系统，其特征在于：换热器组可以是两个及两个以上的换热器并联或串联组合，也可以是三个及三个以上换热器以串联和并联相结合的方式连接组成。

6.如权利要求1所述的一种可调式联合回热系统，其特征在于：所述换热器加热的工质为锅炉热二次风或锅炉热一次风或锅炉送粉或三者的组合或其中二者的组合。