專利名稱：超臨界直流鍋爐熱電廠熱網(wǎng)加熱器全回?zé)崾杷到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱電廠超臨界(直流鍋爐)汽輪發(fā)電機(jī)組熱網(wǎng)加熱器疏水系統(tǒng)，本發(fā) 明解決了超臨界(直流鍋爐)機(jī)組大型熱網(wǎng)加熱器疏水進(jìn)入除氧器對鍋爐運(yùn)行安全的危 害，疏水進(jìn)入凝汽器對機(jī)組效率的影響，維持機(jī)組效率基本不降低。
背景技術(shù)：
目前采暖供熱機(jī)組均為亞臨界及以下參數(shù)機(jī)組為主，以300MW等級抽凝機(jī)組裝機(jī) 數(shù)量最多，現(xiàn)在汽輪發(fā)電機(jī)組參數(shù)逐步提高，超臨界供熱機(jī)組逐步進(jìn)入電力系統(tǒng)。目前國內(nèi)300MW及以上機(jī)組一般均設(shè)置有凝結(jié)水精處理設(shè)備，對凝結(jié)水進(jìn)行深度 除鹽，保證凝結(jié)水品質(zhì)。300MW采暖供熱機(jī)組鍋爐蒸發(fā)量約為1000t/h，額定采暖供熱工況 抽汽量可達(dá)550t/h或更高，額定采暖供熱工況凝結(jié)水量僅有約150 200t/h，系統(tǒng)總循環(huán) 水量只有約六分之一到五分之一通過精處理設(shè)備，大部分沒有進(jìn)行精處理除鹽直接再次進(jìn) 入熱力系統(tǒng)循環(huán)。亞臨界機(jī)組由于汽包設(shè)有排污，在冬季采暖供熱工況大部分凝結(jié)水未經(jīng)過精處理 的情況下，最終鍋爐汽包可以通過加大排污水量，保證爐水質(zhì)量，滿足機(jī)爐系統(tǒng)對蒸汽品質(zhì) 的要求。對于超臨界機(jī)組的直流鍋爐由于排污只能在啟動初期由啟動分離器部分排出，直 接排放或進(jìn)入凝結(jié)水系統(tǒng)進(jìn)行再次除鹽處理后進(jìn)入系統(tǒng)，機(jī)組正常運(yùn)行以后鍋爐不再排 污，因此對給水品質(zhì)有嚴(yán)格要求。超臨界凝汽式機(jī)組正常運(yùn)行時汽水系統(tǒng)循環(huán)總量約有 80%是通過精處理設(shè)備的，系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般僅是高加疏水直接進(jìn)入除氧器，不經(jīng)過化學(xué)精處 理處理直接進(jìn)入鍋爐再次循環(huán)。目前已有部分電廠采用350MW超臨界采暖抽汽機(jī)組，額定采暖抽汽量500t/h，最 大采暖抽汽量550t/h。作為超臨界供熱機(jī)組如仍按亞臨界機(jī)組方式，熱網(wǎng)加熱器疏水直接 進(jìn)入除氧器，機(jī)組汽水系統(tǒng)循環(huán)將有不足20%經(jīng)過凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，80%以上工質(zhì)汽水 是不經(jīng)過化學(xué)水除鹽的，難于保證鍋爐給水品質(zhì)，對鍋爐的安全會產(chǎn)生嚴(yán)重影響，應(yīng)嚴(yán)格禁 止。由于凝結(jié)水精處理樹脂不能承受過高的溫度，熱網(wǎng)加熱器疏水不能直接排入機(jī)組凝結(jié) 水精處理前。對于以上的問題，目前超臨界(直流鍋爐)供熱機(jī)組一般是將熱網(wǎng)加熱器疏水經(jīng) 過和熱網(wǎng)循環(huán)水回水換熱后排放至凝汽器，部分回收熱量，還有部分熱量隨循環(huán)水排放。但 此方式由于熱網(wǎng)疏水量較大，排放熱量對機(jī)組效率的影響較大。圖1即為常規(guī)亞臨界供熱機(jī)組熱網(wǎng)加熱器疏水系統(tǒng)，熱網(wǎng)加熱器1和5號低壓加 熱器使用同一段抽汽，熱網(wǎng)加熱器1疏水溫度和5號低壓加熱器疏水溫度相近，因此熱網(wǎng)加 熱器疏水同5號低壓加熱器疏水直接進(jìn)入除氧器2，由除氧器2加熱后凝結(jié)水經(jīng)鍋爐給水泵 升壓供給鍋爐省煤器。目前，300MW級超臨界采暖供熱機(jī)剛剛開始進(jìn)入電力系統(tǒng)，已知有一些項(xiàng)目規(guī)劃及 初步設(shè)計(jì)采用和亞臨界機(jī)組相同的疏水方式，疏水直接進(jìn)入除氧器。如前面所述，超臨界 機(jī)組如采用上面的系統(tǒng)方式，由于大部分凝結(jié)水不通過化學(xué)精處理除鹽，將嚴(yán)重影響鍋爐的給水品質(zhì)。為保證采用直流鍋爐采暖供熱汽輪發(fā)電機(jī)組的給水品質(zhì)，鍋爐嚴(yán)格要求凝結(jié) 水需要經(jīng)過化學(xué)精處理除鹽處理，為此，較早采用直流鍋爐的采暖電廠曾采用如圖2的系 統(tǒng)方式，熱網(wǎng)加熱器疏水和熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)行換熱，部分回收熱量，然后疏水排入凝汽器3，由 于熱網(wǎng)加熱器疏水溫度在145°C左右，一般大型熱網(wǎng)系統(tǒng)熱網(wǎng)循環(huán)水回水溫度均在60 70°C，因此熱網(wǎng)加熱器的最終疏水溫度仍比較高，進(jìn)入凝汽器后有較大熱量損失，隨循環(huán)水 排放，成為冷端熱損失，對系統(tǒng)效率影響很大。目前部分類似工程項(xiàng)目為進(jìn)一步降低熱網(wǎng)加熱器疏水的熱損失，提出了如圖3的 系統(tǒng)，即在上面一個疏水方案的基礎(chǔ)上，增加了一級疏水冷卻器5，和機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)進(jìn)行 一次熱交換，再次降低疏水溫度后，再排放至凝汽器3。但此方式仍有一定熱網(wǎng)加熱器疏水 的熱損失，系統(tǒng)效率和疏水直接返回除氧器存在較大的效率差。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的提出一種能夠完全回收熱網(wǎng)疏水熱量的系統(tǒng)，降低冷端 熱損失，使得整個系統(tǒng)熱效率進(jìn)一步提高。為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為超臨界直流鍋爐熱電廠熱網(wǎng)加熱器全 回?zé)崾杷到y(tǒng)，包含熱網(wǎng)加熱器和凝汽器，其中凝汽器內(nèi)的凝結(jié)水經(jīng)過凝結(jié)水系統(tǒng)軸封冷 卻器后進(jìn)入凝結(jié)水精處理設(shè)備，熱網(wǎng)加熱器內(nèi)設(shè)置疏水冷卻段，疏水冷卻段對熱網(wǎng)加熱器 內(nèi)的疏水降溫，降溫后的疏水由疏水泵升壓后，通過疏水冷卻器，在疏水冷卻器內(nèi)與凝結(jié)水 精處理設(shè)備出來的凝結(jié)水換熱，換熱后的疏水和凝結(jié)水系統(tǒng)軸封冷卻器出來的凝結(jié)水混合 以適宜溫度進(jìn)入凝結(jié)水精處理設(shè)備，凝結(jié)水精處理設(shè)備出來的凝結(jié)水經(jīng)換熱升溫后返回系 統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果是保證了機(jī)組汽水系統(tǒng)的80%以上通過化學(xué)經(jīng)處理系統(tǒng)除 鹽，保證了鍋爐給水品質(zhì)，保證了超臨界直流鍋爐的長期安全運(yùn)行；和熱網(wǎng)加熱器疏水和熱 網(wǎng)回水換熱，部分回收熱量然后排放凝汽器的方案相比，效率有了較大幅度的提高。以某工程為例，350MW超臨界采暖供熱機(jī)組，相同進(jìn)汽量條件下，以本發(fā)明的系統(tǒng)， 機(jī)組供熱量為330麗，額定采暖工況計(jì)算發(fā)電標(biāo)煤耗為221g/kWh，如以熱網(wǎng)加熱器疏水和 熱網(wǎng)回水換熱后疏水至凝汽器，由于疏水帶走熱量較大，采暖供熱量降低至310MW，同時發(fā) 電標(biāo)煤耗為227. 6g/kffh,相差6. 6g/kWh。以冬季采暖120天計(jì)算，平均熱負(fù)荷系數(shù)0. 72，采 暖供熱設(shè)備年利用小時數(shù)為2074h，供熱量相差149300GJ，以供熱標(biāo)煤耗37. 8kg/GJ計(jì)算， 標(biāo)煤耗相差5644t。額定采暖工況汽輪機(jī)發(fā)電量287MW，以供熱設(shè)備年利用小時數(shù)作為采暖 期發(fā)電設(shè)備年利用小時數(shù)，標(biāo)煤耗相差3928t，采用本發(fā)明系統(tǒng)每臺汽輪發(fā)電機(jī)組合計(jì)一個 采暖期可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤9572t。采用本系統(tǒng)除節(jié)煤可以節(jié)省電廠的運(yùn)行費(fèi)用以外，同時降低了 燃燒帶來的污染物及二氧化碳等氣體的排放量。


圖1為常規(guī)亞臨界供熱機(jī)組熱網(wǎng)加熱器疏水系統(tǒng)；圖2為目前超臨界采暖供熱機(jī)組熱網(wǎng)加熱器疏水系統(tǒng)的一種實(shí)施方式；圖3為目前超臨界采暖供熱機(jī)組熱網(wǎng)加熱器疏水系統(tǒng)的另一種實(shí)施方式；圖4為本發(fā)明超臨界熱電廠熱網(wǎng)加熱器全回?zé)崾杷到y(tǒng)的系統(tǒng)原理圖。
圖5為本發(fā)明超臨界熱電廠熱網(wǎng)加熱器全回?zé)崾杷到y(tǒng)的系統(tǒng)實(shí)施圖。圖號說明I-熱網(wǎng)加熱器2-除氧器3-凝汽器4-疏水冷卻段5-疏水冷卻器6-凝結(jié)水精處理設(shè)備7-凝結(jié)水系統(tǒng)軸封冷卻器
具體實(shí)施例方式為能使審查員清楚本發(fā)明的系統(tǒng)組成，以及實(shí)施方式，茲配合圖式說明如下本發(fā)明的熱網(wǎng)加熱器疏水方式如圖4和圖5所示，凝汽器3與凝結(jié)水系統(tǒng)軸封冷 卻器7相連，凝結(jié)水系統(tǒng)軸封冷卻器7的出水端與凝結(jié)水精處理設(shè)備6的進(jìn)水端相連，熱網(wǎng) 加熱器1與疏水冷卻器5的進(jìn)水端A相連，疏水冷卻器5的出水端B與凝結(jié)水系統(tǒng)軸封冷卻 器的出水端E相連，疏水冷卻器5的換熱入口端C與凝結(jié)水精處理設(shè)備的出水端F相連，疏 水冷卻器5的換熱出口端D與系統(tǒng)內(nèi)低溫加熱器相連接。熱網(wǎng)加熱器1內(nèi)設(shè)置疏水冷卻段 4，疏水冷卻段4是具有若干換熱管道的疏水換熱冷卻設(shè)備，與系統(tǒng)內(nèi)的熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)行換 熱。疏水冷卻段4疏水端差在10 15°C左右，例如熱網(wǎng)加熱器1內(nèi)形成的145°C左右的 疏水經(jīng)過輸水冷卻段4的換熱后，溫度降至130 135°C。該疏水冷卻段的設(shè)置可降低疏水 溫度，減小熱網(wǎng)加熱器疏水冷卻器的換熱量，除可以減小冷卻器換熱面積外，還可以降低換 熱后凝結(jié)水溫度，保證6號低壓加熱器仍有一定的回?zé)岢槠?，對汽輪機(jī)的效率有所提高， 同時在相同采暖供熱量條件下，降低了采暖抽汽的蒸汽量。熱網(wǎng)加熱器疏水由疏水泵升壓后，通過熱網(wǎng)加熱器疏水冷卻器5，在疏水冷卻器5 內(nèi)與凝結(jié)水精處理設(shè)備6出來的凝結(jié)水換熱，換熱后疏水在凝結(jié)水系統(tǒng)軸封冷卻器7之后 和凝結(jié)水系統(tǒng)軸封冷卻器7出來的凝結(jié)水混合進(jìn)入凝結(jié)水精處理設(shè)備。經(jīng)計(jì)算在最大供熱 量條件下，換熱后疏水和凝結(jié)水系統(tǒng)軸封冷卻器7出來的凝結(jié)水混合，混合后溫度可以滿 足精處理系統(tǒng)樹脂對水溫的要求?；旌虾竽Y(jié)水以適宜溫度進(jìn)入凝結(jié)水精處理設(shè)備6，對凝 結(jié)水進(jìn)行除鹽處理，保證水質(zhì)滿足鍋爐對給水品質(zhì)的要求。精處理后凝結(jié)水進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器疏水冷卻器5，對熱網(wǎng)疏水進(jìn)行冷卻，同時自身被 加熱，保證了疏水熱量的回收。根據(jù)熱網(wǎng)供熱量不同，熱網(wǎng)加熱器疏水回?zé)崃坎煌?，?jīng)過換 熱器后水溫是不同的，根據(jù)水溫不同凝結(jié)水返回凝結(jié)水系統(tǒng)的不同位置，經(jīng)對300MW等級 機(jī)組的最大供熱量計(jì)算，如果凝結(jié)水水溫低于6號低壓加熱器前凝結(jié)水溫度，換熱后的凝 結(jié)水可以回水至6號低壓加熱器前，保證6號低壓加熱器仍有一定的回?zé)崃?。如果機(jī)組供 熱量很小，熱網(wǎng)加熱器疏水冷卻器后水溫較低也可以考慮回水至7號低壓加熱器前。上述系統(tǒng)在汽輪發(fā)電機(jī)組采暖供熱期間運(yùn)行時，可根據(jù)采暖供熱量和熱網(wǎng)加熱器 疏水對凝結(jié)水換熱加熱溫度調(diào)整運(yùn)行方式，如供熱量較小時，可考慮凝結(jié)水部分通過7、8 號低壓加熱器，保證低壓加熱器的回?zé)崃浚岣邫C(jī)組熱效率，同時部分凝結(jié)水經(jīng)過熱網(wǎng)加熱 器疏水冷卻器，保證熱網(wǎng)加熱器疏水和凝結(jié)水混合后水溫不超過凝結(jié)水精處理樹脂對水溫的要求，這樣可以更高的保證汽輪發(fā)電機(jī)組的效率。在采暖供熱量很大時可考慮停止凝結(jié) 水全部通過熱網(wǎng)加熱器疏水冷卻器，以保證熱網(wǎng)加熱器疏水和凝結(jié)水混合后，水溫不超過 化學(xué)精處理對水溫的要求。
權(quán)利要求
超臨界直流鍋爐熱電廠熱網(wǎng)加熱器全回?zé)崾杷到y(tǒng)，包含熱網(wǎng)加熱器和凝汽器，其特征在于凝汽器內(nèi)的凝結(jié)水經(jīng)過凝結(jié)水系統(tǒng)軸封冷卻器后進(jìn)入凝結(jié)水精處理設(shè)備，熱網(wǎng)加熱器內(nèi)設(shè)置疏水冷卻段，疏水冷卻段對熱網(wǎng)加熱器內(nèi)的疏水降溫，降溫后的疏水由疏水泵升壓后，通過疏水冷卻器，在疏水冷卻器內(nèi)與凝結(jié)水精處理設(shè)備出來的凝結(jié)水換熱，換熱后的疏水和凝結(jié)水系統(tǒng)軸封冷卻器出來的凝結(jié)水混合以適宜溫度進(jìn)入凝結(jié)水精處理設(shè)備，凝結(jié)水精處理設(shè)備出來的凝結(jié)水經(jīng)換熱升溫后返回系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的超臨界熱電廠熱網(wǎng)加熱器全回?zé)崾杷到y(tǒng)，其特征在于該疏 水冷卻段是具有若干換熱管道的疏水換熱冷卻設(shè)備。
3.如權(quán)利要求1所述的超臨界熱電廠熱網(wǎng)加熱器全回?zé)崾杷到y(tǒng)，其特征在于凝結(jié) 水精處理設(shè)備出來的凝結(jié)水經(jīng)疏水冷卻器換熱后進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)溫度相應(yīng)的低溫加熱器前，保 證該低溫加熱器具有一定的回?zé)崃俊?br> 4.如權(quán)利要求1所述的超臨界熱電廠熱網(wǎng)加熱器全回?zé)崾杷到y(tǒng)，其特征在于熱網(wǎng) 加熱器疏水和凝結(jié)水系統(tǒng)軸封冷卻器出來的凝結(jié)水混合后，水溫不超過凝結(jié)水精處理設(shè)備 對水溫的要求。
全文摘要
本發(fā)明超臨界直流鍋爐熱電廠熱網(wǎng)加熱器全回?zé)崾杷到y(tǒng)，凝汽器內(nèi)的凝結(jié)水經(jīng)過凝結(jié)水系統(tǒng)軸封冷卻器后進(jìn)入凝結(jié)水精處理設(shè)備，熱網(wǎng)加熱器內(nèi)設(shè)置疏水冷卻段，疏水冷卻段對熱網(wǎng)加熱器內(nèi)的疏水降溫，降溫后的疏水由疏水泵升壓后，通過疏水冷卻器，在疏水冷卻器內(nèi)與凝結(jié)水精處理設(shè)備出來的凝結(jié)水換熱，換熱后的疏水和凝結(jié)水系統(tǒng)軸封冷卻器出來的凝結(jié)水混合進(jìn)入凝結(jié)水精處理設(shè)備，凝結(jié)水精處理設(shè)備出來的凝結(jié)水經(jīng)換熱后返回系統(tǒng)內(nèi)，保證了機(jī)組汽水系統(tǒng)的80％以上通過化學(xué)經(jīng)處理系統(tǒng)除鹽，保證了鍋爐給水品質(zhì)，保證了超臨界直流鍋爐的長期安全運(yùn)行，和熱網(wǎng)加熱器疏水和熱網(wǎng)回水換熱，部分回收熱量然后排放凝汽器的方案相比，效率有了較大幅度的提高。
文檔編號F22D11/06GK101886804SQ20101019122
公開日2010年11月17日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者劉利, 彭紅文, 李丁, 湯曉舒, 王德義 申請人:中國電力工程顧問集團(tuán)華北電力設(shè)計(jì)院工程有限公司