CN208504436U - 基于多能级与再循环加热冷风的烟气余热利用系统及锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于多能级与再循环加热冷风的烟气余热利用系统及锅炉，包括：依次连接的空气预热器、除尘器、引风机以及脱硫塔；在除尘器前和引风机后分别串联I级低温省煤器和II级低温省煤器；在与所述空气预热器连接的主烟道上并联旁路烟道，所述旁路烟道上依次串联连接旁路一级高温加热器、旁路二级低温加热器；凝结水管路自主机凝结水系统引出，依次串联升压水泵、II级低温省煤器、I级低温省煤器和旁路二级低温加热器后返回主机凝结水系统，构成凝结水余热回收循环主路。本实用新型有益效果：凝结水余热回收主路串联三级烟气换热器，同时利用再循环旁路加热冷风，整个系统仅需设置一套凝结水循环泵，简化系统结构，节省了生产及维护成本。

Description

基于多能级与再循环加热冷风的烟气余热利用系统及锅炉

技术领域

本实用新型属于电厂机炉深度耦合烟气余热利用技术领域，特别涉及一种基于多能级与再循环加热冷风的烟气余热利用系统。

背景技术

排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，一般约为5％～12％，占锅炉热损失的 60％～70％。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度，一般情况下，排烟温度每增加10℃，排烟热损失增加0.6％～1.0％。在实际运行中，很多火力发电厂的锅炉排烟温度都超过设计值较多。所以，降低排烟温度，充分利用排烟余热对于节约燃料、降低污染具有重要的实际意义。

烟气余热利用系统正是减少发电厂烟气排放热损失、实现烟气余热利用的一种有效手段，其主要原理是通过烟气加热冷风、凝结水或给水，通过各种途径的热量转换，从而最终提高凝结水或给水的工作温度，进而“排挤”部分汽机高、低压抽汽。这样可使得汽机做功能力增加，在出力不变的情况下，节省锅炉燃煤耗量，降低机组热耗。

目前比较先进的烟气余热利用方案是在除尘器前和引风机后设置两级低温省煤器，在空气预热器空气侧入口设置暖风器，利用两级低温省煤器回收的锅炉排烟余热，加热进入空气预热器的冷风。但是在实际应用中发现，现有系统存在如下缺点：

(1)在除尘器前和引风机后的两级低温省煤器，水侧采用闭式循环，为保证闭式循环水的热膨胀，需设置膨胀水箱。循环水温最高达到142℃，膨胀水箱的设置高度要达到50m以上，方可保证在如此高的水温下，循环水不致汽化。膨胀水箱设置难度大，长期运行过程中闭式水水质难以保证；闭式水没有经过除氧，水循环对设备及管道氧化腐蚀。

(2)两级低温省煤器回收的烟气热量超过一、二次冷风加热所需，多余热量需通过另外设置的水-水凝结水加热器，引入更低能级的凝结水(30.7℃)来回收多余热量。水-水换热器端差的存在，导致汽机热力系统回收热量的能级降低。

(3)系统复杂，旁路二级省煤器、凝结水加热器，均采用凝结水，但引入的位置不同，需设置不同的循环水增压泵；闭式水循环系统也需要设置增压泵。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述难题，提供了一种基于多能级与再循环加热冷风的烟气余热利用系统，该系统在凝结水主路串联三级烟气换热器，利用旁路加热冷风；整个系统仅需设置一套凝结水循环泵，且无需设置膨胀水箱，水质也可以经由主汽轮机的凝结水精处理系统加以保证。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

本实用新型的第一目的时公开一种基于多能级与再循环加热冷风的烟气余热利用系统，包括：依次连接的空气预热器、除尘器、引风机以及脱硫塔；在除尘器前和引风机后分别串联I级低温省煤器和II级低温省煤器；在与所述空气预热器连接的主烟道上并联旁路烟道，所述旁路烟道上依次串联连接旁路一级高温加热器、旁路二级低温加热器；

凝结水自主机凝结水系统引出，依次经过升压水泵、II级低温省煤器、I级低温省煤器和旁路二级低温加热器后返回主机凝结水系统，构成凝结水余热回收循环主路。

进一步地，在所述空气预热器空气侧入口位置分别连接一次风暖风器和二次风暖风器；凝结水自I级低温省煤器引出，分别进入一次风暖风器和二次风暖风器进行热交换后返回升压水泵入口；构成凝结水再循环回路。

进一步地，所述旁路一级高温加热器的热量回收媒介为来自主机高压给水系统的支路，并返回主机高压给水系统。

进一步地，所述凝结水余热回收循环主路与主机凝结水系统的低压加热器并联。

本实用新型的第二目的是公开一种锅炉，包括：上述的任一种基于多能级与再循环加热冷风的烟气余热利用系统。

本实用新型的有益效果：

凝结水主路串联三级烟气换热器，同时利用旁路加热冷风，整个系统仅需设置一套凝结水循环泵，简化系统结构，节省了生产及维护成本。

凝结水余热回收循环主路为开放式循环，无需设置膨胀水箱，免去了安装膨胀水箱的复杂操作；且与主汽轮机凝结水系统并联，水质可以经由主汽轮机的凝结水精处理系统加以保证。

分别设置凝结水余热回收循环主路和凝结水再循环回路，无需引入更低能级的凝结水 (30.7℃)来回收多余热量；凝结水最低水温由30.7℃提升至50℃，提升了整个余热利用系统的能级。

经过计算比对，本实用新型系统与现有技术相比，以某工程为例，能进一步降低汽机热耗4kJ/kWh，达到94kJ/kWh。不仅系统得到了简化，水质得到了保证，而且余热利用的能级提升，进一步提升机组热效率。

附图说明

图1是本实用新型基于多能级与再循环加热冷风的烟气余热利用系统结构示意图；

其中，1.旁路一级高温加热器，2.旁路二级低温加热器，3.I级低温省煤器，4.除尘器， 5.引风机，6.II级低温省煤器，7.脱硫塔，8.升压水泵，9.轴封加热器，10.凝结水泵，11.一次风暖风器，12.二次风暖风器。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了解决背景技术中指出的问题，本实用新型公开了一种基于多能级与再循环加热冷风的烟气余热利用系统，如图1所示，包括：依次连接的空气预热器、除尘器4、引风机5以及脱硫塔7；在除尘器4前和引风机5后分别串联I级低温省煤器3和II级低温省煤器6；在与空气预热器连接的主烟道上并联旁路烟道，旁路烟道上依次串联连接旁路一级高温加热器1、旁路二级低温加热器2；在空气预热器空气侧入口位置分别连接一次风暖风器11和二次风暖风器12。

高温烟气分为两路，一路经过空气预热器后进入I级低温省煤器3，另一路依次经过旁路一级高温加热器1、旁路二级低温加热器2后进入I级低温省煤器3；进入I级低温省煤器3的烟气依次经过除尘器4、引风机5、II级低温省煤器6后进入脱硫塔7。烟气温度在旁路一级高温加热器1、旁路二级低温加热器2、I级低温省煤器3和II级低温省煤器6时依次递减。

凝结水作为烟气低温段热量回收媒介，引自主机凝结水系统，依次经过升压水泵8、II级低温省煤器6、I级低温省煤器3和旁路二级低温加热器2后返回主机凝结水系统，构成凝结水余热回收循环主路，该凝结水余热回收循环主路与主机凝结水系统某几级低压加热器并联；该凝结水余热回收循环主路附加一再循环旁路，由I级低温省煤器3后引出，加热一、二次风后返回升压水泵8入口。旁路一级高温加热器1的热量回收媒介为来自主机高压给水系统的支路，并返回主机高压给水系统。

本实用新型利用利用旁路二级低温加热器2、I级低温省煤器3、II级低温省煤器6进口烟温呈梯度下降的特点，引一路凝结水串联经过三个低温加热器，回收烟气热量；该凝结水回路作为凝结水余热回收循环主路。

凝结水泵10出来的凝结水经过轴封加热器9加热后升温至50℃，然后经过升压水泵8升压后，首先进入II级低温省煤器6进行热交换，经II级低温省煤器6出来的凝结水升温至70℃，然后进入I级低温省煤器3进行热交换，经I级低温省煤器3出来的凝结水升温至142℃，然后其中一部分进入旁路二级低温加热器2进行热交换，经旁路二级低温加热器2出来的凝结水升温至 170℃，然后返回主机凝结水系统除氧器前。

由于凝结水余热回收循环主路为开放式循环，无需设置膨胀水箱，免去了安装膨胀水箱的复杂操作；且与主汽轮机凝结水系统并联，水质可以经由主汽轮机的凝结水精处理系统加以保证，避免水循环对设备及管道的氧化腐蚀。

另一方面，本实用新型在凝结水余热回收循环主路上引出一路凝结水再循环回路，由I 级低温省煤器3后引出，加热一、二次风后返回升压水泵8入口，来加热一、二次风。从I级低温省煤器3出来的凝结水一部分送至一次风暖风器11和二次风暖风器12进行热交换，从一次风暖风器11和二次风暖风器12出来的凝结水温度降回至50℃，经过升压水泵8后再次进入凝结水余热回收循环主路进行循环。

通过凝结水循环来加热一、二次风，不用单独设置更低能级的凝结水(30.7℃)，将凝结水最低水温由30.7℃提升至50℃，提升了整个余热利用系统的能级。

需要说明的是，上述中涉及到的具体温度都是示例性的，并不构成对本实用新型技术内容的限制；系统实际运行过程中，温度可能会有所不同。

作为一种实施方式，旁路一级高温加热器1的热量回收媒介为来自主机高压给水系统的支路，并返回主机高压给水系统。利用旁路一级高温加热器1进行热交换来加热给水回路，进一步提高烟气的利用率。

经过实际计算比对分析，本实用新型系统相比现有技术，以某工程为例，能进一步降低汽机热耗4kJ/kWh。不仅系统得到了简化，水质得到了保证，而且余热利用的能级提升，进一步提升机组热效率。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (5)

1.基于多能级与再循环加热冷风的烟气余热利用系统，包括：依次连接的空气预热器、除尘器、引风机以及脱硫塔；其特征在于，在除尘器前和引风机后分别串联I级低温省煤器和II级低温省煤器；在与所述空气预热器连接的主烟道上并联旁路烟道，所述旁路烟道上依次串联连接旁路一级高温加热器、旁路二级低温加热器；

凝结水管路自主机凝结水系统引出，依次串联升压水泵、II级低温省煤器、I级低温省煤器和旁路二级低温加热器后返回主机凝结水系统，构成凝结水余热回收循环主路。

2.如权利要求1所述的基于多能级与再循环加热冷风的烟气余热利用系统，在所述空气预热器空气侧入口位置分别连接一次风暖风器和二次风暖风器；其特征在于，凝结水自I级低温省煤器的凝结水出口管路引出，分别进入一次风暖风器和二次风暖风器进行热交换后返回升压水泵入口；构成凝结水再循环回路。

3.如权利要求1所述的基于多能级与再循环加热冷风的烟气余热利用系统，其特征在于，所述旁路一级高温加热器与主机高压给水系统的支路连接。

4.如权利要求1所述的基于多能级与再循环加热冷风的烟气余热利用系统，其特征在于，所述凝结水余热回收循环主路与主机凝结水系统的低压加热器并联。

5.一种锅炉，其特征在于，包括：权利要求1-4任一项所述的基于多能级与再循环加热冷风的烟气余热利用系统。