WO2022011903A1 - 一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统及工作方法 - Google Patents

一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统及工作方法 Download PDF

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朱蓬勃
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    • F22D1/00—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
    • F22D1/50—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters incorporating thermal de-aeration of feed-water

Definitions

  • the invention belongs to the field of energy saving and emission reduction of steam turbines, and in particular relates to a boiler wet water recovery system and a working method under low load of a coal-fired unit.
  • the water separated by the steam-water separator is saturated water under the feed water pressure, it belongs to high-quality hydrophobicity. If it is directly discharged into the condenser or even the sewage system without recycling, it will cause a large amount of mass and heat loss, which will affect the economical operation of the unit. sex.
  • the purpose of the present invention is to overcome the above deficiencies, and provide a boiler wet water recovery system and working method under low load of coal-fired units, which can recover high-quality hydrophobicity generated by the steam-water separator during the boiler wet operation, and improve the operation economy.
  • a boiler wet water recovery system under low load of a coal-fired unit includes a water storage tank and a deaerator, the deaerator is connected to a low-pressure heater and a high-pressure heater, and the water storage tank is connected to the water of the deaerator On the side, the low-pressure heater is connected to the condensate water system, and the high-pressure heater is connected to the water supply system;
  • the water storage tank is used to supply wet water
  • the deaerator is used to heat the condensate supplied by the low pressure heater with wet water and send it to the high pressure heater.
  • the water storage tank is connected to the condenser.
  • a first desuperheater and pressure reducer is arranged between the water storage tank and the condenser.
  • a water level overflow regulating valve is arranged under the water storage tank.
  • a second desuperheater and pressure reducer is arranged before the deaerator.
  • a feed water pump is arranged between the deaerator and the high pressure heater.
  • the wet water in the water storage tank is passed into the water side inlet of the deaerator to heat the condensed water entering the deaerator;
  • the condensed water heated by the deaerator is sent to the high pressure heater as feed water.
  • the condensed water heated by the deaerator is boosted by the feed pump and sent to the high pressure heater.
  • the present invention introduces a part of the boiler wet water in the water storage tank into the water side inlet of the deaerator, replaces the original four-stage extraction steam to heat the condensed water, and recycles the mass and heat of this part of the wet water,
  • the low-pressure heater can be shut down to use more wet water to heat the condensed water, maximizing the utilization of mass and heat, and greatly improving the operation of the unit under deep peak regulation and low load. economical.
  • the wet water in the water storage tank is passed into the water side inlet of the deaerator for heating the condensed water entering the deaerator, and the wet water in the water storage tank is passed into the water side of the deaerator
  • the inlet heats the condensed water entering the deaerator, and the condensed water heated by the deaerator is sent to the high pressure heater as feed water. It can maximize the utilization of mass and heat, and greatly improve the operating economy of the unit under deep peak regulation and low load.
  • a boiler wet water recovery system under low load of a coal-fired unit includes a water storage tank 1 and a deaerator 2, the deaerator 2 is connected to a low-pressure heater 3 and a high-pressure heater 4, and the water storage tank 1 is connected to On the water side of the deaerator 2, the low-pressure heater 3 is connected to the condensed water system, the high-pressure heater 4 is connected to the water supply system, and a water supply pump 9 is arranged between the deaerator 2 and the high-pressure heater 4; the water storage tank 1 is used to supply the wet state Water; the deaerator 2 is used to heat the condensed water supplied by the low-pressure heater 3 through wet water, and send it to the high-pressure heater 4 .
  • a water level overflow regulating valve 7 is arranged under the water storage tank 1 , and the water storage tank 1 is connected to the condenser 5 .
  • a first desuperheater 6 is arranged between the water storage tank 1 and the condenser 5 .
  • a second desuperheater 8 is arranged before the deaerator 2 .
  • a working method of a boiler wet water recovery system under low load of a coal-fired unit is as follows:
  • the low-pressure heater 3 continues to supply condensed water to the deaerator 2; the wet water in the water storage tank 1 passes into the water side inlet of the deaerator 2 to heat the condensed water entering the deaerator 2, and the excess wet water is discharged into the in condenser 5.
  • the condensed water heated by the deaerator 2 is boosted by the feed water pump 9 and then sent to the high pressure heater 4 as feed water.
  • the steam extraction volume of the original four-stage steam inlet of the deaerator 2 is basically 0, and all of it is replaced by the heat of the high-quality wet water in the water storage tank, and this part of the water flows through the second desuperheater and pressure reducer. After 8, it becomes the operating pressure of the deaerator 2, and enters the water side inlet of the deaerator 2 to heat the condensed water entering the deaerator; the boiler wet water in the water storage tank 1 that cannot be absorbed by the deaerator passes through the first After the desuperheater and pressure reducer 6, it is discharged into the condenser 5.
  • the low-pressure heater 3 will be shut down to use more high-quality wet water to heat the condensed water, so as to maximize the utilization of quality and heat, and greatly improve the performance of the unit in deep peak regulation. Operating economy at low loads.
  • the rated load of a coal-fired steam turbine unit in a power plant is 350MW.
  • the boiler separates 80t of high-quality wet water (pressure is 13.4MPa, temperature is 333.3°C) ), which flows through the desuperheater and pressure reducer and is directly discharged into the condenser during actual operation.
  • pressure is 13.4MPa
  • temperature is 333.3°C
  • about 40t of wet water is changed into the deaerator's operating pressure of 0.29MPa through the desuperheater and pressure reducer and passed into the water side inlet of the deaerator, all replacing the heat provided by the four-stage extraction.
  • the heat balance diagram of the unit after recovery of high-quality wet water at 30% rated load was simulated by Ebsilon software, as shown in Figure 2.
  • the heat consumption rate of the unit is about 8860kJ/(kWh), and the equivalent coal consumption rate is about 331.9g/(kWh).
  • the deaerator and low pressure heater 3 are out of operation.
  • the heat consumption rate of the unit is about 8600kJ/(kWh), and the equivalent coal consumption rate is about 322.2g/(kWh).
  • the heat consumption rate decreased by 260kJ/(kWh), the coal consumption rate decreased by about 9.7g/(kWh), and the decrease rate was about 2.92%. It can be seen that the heat consumption rate and coal consumption rate of the unit under the 30% rated load after the transformation of recycling high-quality wet water are greatly reduced, and the operating economy is greatly improved.

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Abstract

本发明公开了一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统及工作方法，本发明将储水罐中的一部分锅炉湿态水引入除氧器水侧入口，替代原四段抽汽加热凝结水，回收利用这部分湿态水的质量和热量，在湿态水量较大时，能够停运低压加热器，以利用更多的湿态水来加热凝结水，实现质量和热量利用的最大化，大大提高了机组在深度调峰低负荷下的运行经济性。

Description

一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统及工作方法 技术领域
本发明属于汽轮机节能减排领域，具体涉及一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统及工作方法。
背景技术
随着节能减排的实施和清洁能源的发展，燃煤机组深度调峰至低负荷运行已成为常态。当机组深度调峰至20％～30％额定负荷时，锅炉由干态转为湿态运行，汽水分离器启动。锅炉通过汽水分离器分离出的蒸汽进入过热器，吸收燃料燃烧释放的热量变成过热蒸汽进一步膨胀做功；分离出的饱和水进入储水罐，通过水位溢流调节阀(简称“361阀”)排入疏水扩容器或凝汽器，甚至排入排污系统。由于汽水分离器分离出的水为给水压力下的饱和水，属于高品质疏水，若直接排入凝汽器甚至排污系统而不加以回收利用，将造成大量的质量和热量损失，影响机组运行经济性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统及工作方法，能够回收锅炉湿态运行时汽水分离器产生的高品质疏水，提高运行经济性。
为了达到上述目的，一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统，包括储水罐和除氧器，除氧器连接低压加热器和高压加热器，储水罐连接除氧器的水侧，低压加热器连接凝结水系统，高压加热器连接给水系统；
储水罐用于供给湿态水；
除氧器用于通过湿态水对低压加热器供给的凝结水加热，并送入高压加热器中。
储水罐连接凝汽器。
储水罐与凝汽器间设置有第一减温减压器。
储水罐下设置有水位溢流调节阀。
除氧器前设置有第二减温减压器。
除氧器与高压加热器间设置有给水泵。
一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统的工作方法，低压加热器持续对除氧器供给凝结水；
储水罐中的湿态水通入除氧器的水侧入口加热进入除氧器的凝结水；
通过除氧器加热后的凝结水送入高压加热器中作为给水。
储水罐供给除氧器后，多余的湿态水排入凝汽器中。
通过除氧器加热后的凝结水经过给水泵升压后送入与高压加热器中。
与现有技术相比，本发明将储水罐中的一部分锅炉湿态水引入除氧器水侧入口，替代原四段抽汽加热凝结水，回收利用这部分湿态水的质量和热量，在湿态水量较大时，能够停运低压加热器，以利用更多的湿态水来加热凝结水，实现质量和热量利用的最大化，大大提高了机组在深度调峰低负荷下的运行经济性。
本发明的方法是将储水罐中的湿态水通入除氧器的水侧入口用于加热进入除氧器的凝结水，储水罐中的湿态水通入除氧器的水侧入口加热进入除氧器的凝结水，过除氧器加热后的凝结水送入高压加热器中作为给水。能够实现质量和热量利用的最大化，大大提高了机组在深度调峰低负荷下的运行经济性。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
其中，1、储水罐，2、除氧器，3、低压加热器，4、高压加热器，5、凝汽器，6、第一减温减压器，7、水位溢流调节阀，8、第二减温减压器，9、给水泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1，一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统，包括储水罐1和除氧器2，除氧器2连接低压加热器3和高压加热器4，储水罐1连接除氧器2的水侧，低压加热器3连接凝结水系统，高压加热器4连接给水系统，除氧器2与高压加热器4间设置有给水泵9；储水罐1用于供给湿态水；除氧器2用于通过湿态水对低压加热器3供给的凝结水加热，并送入高压加热器4中。储水罐1下设置有水位溢流调节阀7，储水罐1连接凝汽器5。储水罐1与凝汽器5间设置有第一减温减压器6。除氧器2前设置有第二减温减压器8。
一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统的工作方法，具体方法如下：
低压加热器3持续对除氧器2供给凝结水；储水罐1中的湿态水通入除氧器2的水侧入口加热进入除氧器2的凝结水，多余的湿态水排入凝汽器5中。通过除氧器2加热后的凝结水经过给水泵9升压后送入高压加热器4中作为给水。
通过本发明优化后，除氧器2的进汽原四段抽汽量基本为0，全部由储水罐中的高品质湿态水的热量替代，这部分水流经第二减温减压器8后变为除氧器2的运行压力，进入除氧器2的水侧入口加热进入除氧器的凝结水；储水罐1中无法被除氧器消纳的锅炉湿态水经第一减温减压器6后排入凝汽器5。此外，当锅炉湿态水量较大时，停运低压加热器3，以利用更多的高品质湿态水来加热凝结水，实现质量和热量利用的最大化，大大提高了机组在深度调峰低负荷下的运行经济性。
某电厂一台燃煤汽轮机组的额定负荷为350MW，当机组深度调峰至30％额定负荷(105MW)运行时，锅炉分离出80t的高品质湿态水(压力为13.4MPa，温度为333.3℃)，实际运行时流经减温减压器直接排入凝汽器中。通过本发明改造后，将约40t湿态水经减温减压器变为除氧器的运行压力0.29MPa通入除氧器的水侧入口，全部替代四段抽汽提供的热量。
通过Ebsilon软件模拟了该机组在30％额定负荷下回收高品质湿态水改造后的热平衡图，如图2所示。经计算，当80t高能疏水全部排入凝汽器时，机组热耗率约为8860kJ/(kWh)，折合煤耗率约为331.9g/(kWh)；改造回收后，约40t锅炉湿态水进入除氧器，低压加热器3停运，此时机组热耗率约为8600kJ/(kWh)，折合煤耗率约为322.2g/(kWh)，相比排入凝汽器不加以回收利用时的热耗率下降了260kJ/(kWh)，煤耗率下降了约9.7g/(kWh)，下降幅度约为2.92％。可见，回收高品质湿态水改造后机组在30％额定负荷下热耗率和煤耗率大幅下降，运行经济性大大提高。

Claims (9)

  1. 一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统，其特征在于，包括储水罐(1)和除氧器(2)，除氧器(2)连接低压加热器(3)和高压加热器(4)，储水罐(1)连接除氧器(2)的水侧，低压加热器(3)连接凝结水系统，高压加热器(4)连接给水系统；
    储水罐(1)用于供给湿态水；
    除氧器(2)用于通过湿态水对低压加热器(3)供给的凝结水加热，并送入高压加热器(4)中。
  2. 根据权利要求1所述的一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统，其特征在于，储水罐(1)连接凝汽器(5)。
  3. 根据权利要求2所述的一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统，其特征在于，储水罐(1)与凝汽器(5)间设置有第一减温减压器(6)。
  4. 根据权利要求1所述的一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统，其特征在于，储水罐(1)下设置有水位溢流调节阀(7)。
  5. 根据权利要求1所述的一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统，其特征在于，除氧器(2)前设置有第二减温减压器(8)。
  6. 根据权利要求1所述的一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统，其特征在于，除氧器(2)与高压加热器(4)间设置有给水泵(9)。
  7. 权利要求1所述的一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统的工作方法，其特征在于，低压加热器(3)持续对除氧器(2)供给凝结水；
    储水罐(1)中的湿态水通入除氧器(2)的水侧入口加热进入除氧器(2)的凝结水；
    通过除氧器(2)加热后的凝结水送入高压加热器(4)中作为给水。
  8. 根据权利要求7所述的一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统的工作方法，其特征在于，储水罐(1)供给除氧器(2)后，多余的湿态水排入凝汽器(5)中。
  9. 根据权利要求7所述的一种燃煤机组低负荷下锅炉湿态水回收系统的工作方法，其特征在于，通过除氧器(2)加热后的凝结水经过给水泵(9)升压后送入与高压加热器(4)中。
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