專利名稱：梯級利用鍋爐煙氣余熱提高火電機組效率的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于熱循環(huán)技術(shù)利用領(lǐng)域，特別涉及一種梯級利用鍋爐煙氣余熱提高火電機組效率的裝置。背景技術(shù)：
電廠排煙熱損失是鍋爐熱損失中最大的一部分，排煙溫度每降低10 15V，鍋爐效率便能提高1%。目前，大型機組的設(shè)計排煙溫度一般在120 130°C，而隨著煙氣脫硫脫硝技術(shù)的不斷改進，煙氣酸露點在90°C左右，因此排煙溫度還有很大的下降空間。同時超臨界和超超臨界機組鍋爐普遍存在排煙溫度高于設(shè)計值的現(xiàn)象，省煤器出口進入空氣預(yù)熱器的煙氣溫度偏高。對此，通常認為造成排煙溫度高的原因是實際燃燒煤質(zhì)與設(shè)計燃用煤質(zhì)存在偏差，設(shè)計時對管壁沾污估計不足，省煤器受熱面或者空氣預(yù)熱器受熱面偏小，尾部受熱面吹灰器布置不合理或作用不明顯等。從設(shè)計制造方面來講，可以增大空氣預(yù)熱器的傳熱面積，以降低排煙溫度。但是降低排煙溫度有個限度，一方面當(dāng)排煙溫度比較低時，隨著煙氣溫度的進一步降低，與空氣的溫差減少，即空氣預(yù)熱器的傳熱面積增加很多，煙氣溫度卻降低很少；另一方面當(dāng)排煙溫度較低，預(yù)熱器管的壁溫低于煙氣露點時，會發(fā)生低溫腐蝕，運行一二年就要更換預(yù)熱器，嚴(yán)重時半年就要更換。另外一種方式是在煙道尾部增設(shè)低壓省煤器，適當(dāng)增加省煤器受熱面，強加煙氣余熱利用，提高給水溫度，但由于參與傳熱的煙氣能量品位不高，而且利用低壓省煤器加強煙氣余熱利用，對機組發(fā)電貢獻較小，熱能利用未能做到溫度對口、梯級利用，有用能損失很大。
實用新型內(nèi)容本實用新型為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)布置靈活自如、效率高、能耗低、動率大、排煙·溫度大幅降低的梯級利用鍋爐煙氣余熱提高火電機組效率的裝置。本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種梯級利用鍋爐煙氣余熱提高火電機組效率的裝置，包括鍋爐和省煤器，其特征是:所述省煤器出口設(shè)置有空氣預(yù)熱器和煙氣高壓給水加熱器，空氣預(yù)熱器進口端設(shè)置有一次風(fēng)空氣換熱器和二次風(fēng)空氣換熱器，煙氣高壓給水加熱器出口端設(shè)置有煙氣換熱器，煙氣換熱器通過循環(huán)管路分別與一次風(fēng)空氣換熱器和二次風(fēng)空氣換熱器相連接。所述循環(huán)管路上分別安裝有膨脹槽和循環(huán)泵。所述煙氣高壓給水加熱器兩端通過汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)除氧器出水母管與鍋爐給水母管相連接。所述煙氣換熱器通過傳熱介質(zhì)吸收流經(jīng)煙氣高壓給水加熱器的第二部分煙氣余熱，并將其分別傳遞給一次風(fēng)空氣換熱器和二次風(fēng)空氣換熱器，對一次風(fēng)和二次風(fēng)分別進行預(yù)加熱。本實用新型的有益效果是:結(jié)構(gòu)布置更加靈活自如，煙氣換熱器的受熱面積大大減小，煙氣高壓給水加熱器充當(dāng)了省煤器的附加受熱面，實現(xiàn)了煙氣余熱的溫度對口梯級利用，減少了汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)高壓抽汽量，增加了汽輪機發(fā)電量，提高了機組的效率，降低了火電機組的能耗，最終實現(xiàn)排煙溫度大幅降低，同時減少了二氧化碳的排放。[0013]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。附


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，I鍋爐，2省煤器，3空氣預(yù)熱器，4煙氣高壓給水加熱器，5 一次風(fēng)空氣換熱器，6 二次風(fēng)空氣換熱器，7煙氣換熱器，8循環(huán)管路，9膨脹槽，10循環(huán)泵，11汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)除氧器出水母管，12鍋爐給水母管。
具體實施方式
附圖為本實用新型的一種具體實施例。該實施例包括鍋爐I和省煤器2，省煤器I出口設(shè)置有空氣預(yù)熱器3和煙氣高壓給水加熱器4，空氣預(yù)熱器3進口端設(shè)置有一次風(fēng)空氣換熱器5和二次風(fēng)空氣換熱器6，煙氣高壓給水加熱器4出口端設(shè)置有煙氣換熱器7，煙氣換熱器7通過循環(huán)管路8分別與一次風(fēng)空氣換熱器5和二次風(fēng)空氣換熱器6相連接。循環(huán)管路8上分別安裝有膨脹槽9和循環(huán)泵10。煙氣高壓給水加熱器4兩端通過汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)除氧器出水母管11與鍋爐給水母管12相連接。分流后的第一部分煙氣流經(jīng)空氣預(yù)熱器3，對一次風(fēng)和二次風(fēng)分別進行加熱；第二部分煙氣流經(jīng)煙氣高壓給水加熱器4，對汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)除氧器出水母管11分流的高壓給水進行加熱后，加熱后的高壓給水匯入鍋爐給水母管12。煙氣換熱器7通過傳熱介質(zhì)吸收流經(jīng)煙氣高壓給水加熱器4的第二部分煙氣余熱，并將其分別傳遞給一次風(fēng)空氣換熱器5和二次風(fēng)空氣換熱器6，對一次風(fēng)和二次風(fēng)分別進行預(yù)加熱。本實用新型摒棄了效果不佳的增大空氣預(yù)熱器傳熱面積的方法，改為利用傳熱介質(zhì)導(dǎo)熱油在煙氣換熱器吸收熱量，再進入空氣換熱器釋放熱量，預(yù)熱來自送風(fēng)機的一二次風(fēng)，提高了空氣預(yù)熱器的空氣進口端一二次風(fēng)風(fēng)溫，實現(xiàn)溫度對口熱量置換。由于來自送風(fēng)機的一二次風(fēng)在空氣預(yù)熱器中吸熱后，溫度得到提高，進入空氣預(yù)熱器后，一二次風(fēng)加熱到相同的溫度需要的熱量減少， 需要的煙氣量得到減少，因此進入空氣預(yù)熱器的煙氣量可以分流出去，實現(xiàn)了不同品位熱量的置換。進入空氣預(yù)熱器的煙氣份額減少，煙氣充分釋放熱量降溫，解決了空氣預(yù)熱器進口端煙溫偏高的問題，而且由于分流部分煙氣進入煙氣高壓給水加熱器，煙氣流經(jīng)空氣預(yù)熱器的阻力下降。置換的高品位煙氣(即分流的煙氣)進入煙氣高壓給水加熱器，加熱從汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)除氧器出水母管分流的給水，符合溫度對口、熱量階梯利用的原則，被加熱的給水匯入到鍋爐給水母管中。煙氣高壓給水加熱器充當(dāng)了汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)高壓加熱器，減少了高壓加熱器的抽汽量，該節(jié)省的抽汽返回汽輪機做功，增加了機組的發(fā)電量，提高了機組的效率；或充當(dāng)了附加省煤器，提高了鍋爐的效率。采用本實用新型的特別涉及一種梯級利用鍋爐煙氣余熱提高火電機組效率的方法和裝置，有兩個實施例:實施例1:將空氣預(yù)熱器3的煙氣進口端煙氣分流10%_30%，進入煙氣高壓給水加熱器4和煙氣換熱器7。從汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)除氧器出水母管11與鍋爐給水母管12汽機端分流高壓給水，進入煙氣高壓給水加熱器4。在煙氣高壓給水加熱器4中，分流的給水從150-190°C左右被加熱至230-30(TC，加熱后的高壓給水匯入鍋爐給水母管12鍋爐端。從煙氣高壓給水加熱器4出來的煙氣溫度仍達到170-270°C，進入煙氣換熱器7。其余70%_90%的煙氣仍進入空氣預(yù)熱器3加熱一二次風(fēng)。空氣預(yù)熱器3空氣進口端的一次風(fēng)經(jīng)一次風(fēng)空氣換熱器5 、二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)空氣換熱器6預(yù)熱后的風(fēng)溫為40-70°C，進入空氣預(yù)熱器3被煙氣加熱后，一二次風(fēng)溫依舊能達到300-330°C，滿足鍋爐爐膛的燃燒要求。進入空氣預(yù)熱器3的煙氣流量減少，由于換熱面積不變，換熱系數(shù)波動小，雖然傳熱溫壓有所降低，煙溫仍得到有效降低。來自煙氣高壓給水加熱器4的煙氣進入煙氣換熱器7。在煙氣換熱器7中，傳熱介質(zhì)導(dǎo)熱油吸收來自煙氣的余熱，升溫至100-18(TC，循環(huán)管路8上設(shè)膨脹槽9，高溫導(dǎo)熱油分流分別進入一次風(fēng)空氣換熱器5和二次風(fēng)空氣換熱器6，煙氣換熱器7出口的煙氣煙溫降至90_120°C。來自送風(fēng)機的一二次風(fēng)風(fēng)溫為大氣常溫，一次風(fēng)進入一次風(fēng)空氣換熱器5, 二次風(fēng)進入二次風(fēng)空氣換熱器6，吸收來自煙氣換熱器7的傳熱介質(zhì)導(dǎo)熱油的熱量，一二次風(fēng)得到加熱，升溫至40-70°C，再進入空氣預(yù)熱器3。從一次風(fēng)空氣換熱器5和二次風(fēng)空氣換熱器6出來的傳熱介質(zhì)導(dǎo)熱油冷卻降溫至70-100°C后匯合經(jīng)過循環(huán)泵10升壓，返回到煙氣換熱器7中吸熱，如此循環(huán)。煙氣換熱器7出口的煙氣匯入原空氣預(yù)熱器3出口煙道進入除塵器。排煙溫度下降，火電機組發(fā)電效率提高1%以上。如果混合煙氣排出口的煙氣溫度低于設(shè)定值，則減少進入煙氣高壓給水加熱器4的煙氣量；如果混合煙氣排出口的煙氣溫度高于設(shè)定值，則增加進入煙氣高壓給水加熱器4的煙氣量。如果空氣預(yù)熱器3出口的一二次風(fēng)溫低于設(shè)定值，則加大循環(huán)泵10的液體流量；如果空氣預(yù)熱器3出口的一二次風(fēng)溫高于設(shè)定值，則減少循環(huán)泵10的液體流量。如果空氣預(yù)熱器3出口的一二次風(fēng)溫之間的關(guān)系(高、低)不合適，可以通過調(diào)節(jié)來自煙氣換熱器7的高溫導(dǎo)熱油分流到一次風(fēng)空氣換熱器5與二次風(fēng)空氣換熱器6流量的大小來控制。實施例2:將空氣預(yù)熱器3煙氣進口端煙氣分流一部分進入煙氣高壓給水加熱器4和煙氣換熱器7。從汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)除氧器出水母管11與鍋爐給水母管12汽機端分流高壓給水，進入煙氣高壓給水加熱器4。在煙氣高壓給水加熱器4中，分流的給水加熱后匯入鍋爐給水母管12鍋爐端。從煙氣高壓給水加熱器4出來的煙氣進入煙氣換熱器7。其余的煙 氣仍進入空氣預(yù)熱器3加熱一二次風(fēng)?？諝忸A(yù)熱器3空氣進口端的一次風(fēng)經(jīng)一次風(fēng)空氣換熱器5、二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)空氣換熱器6預(yù)熱后進入空氣預(yù)熱器3加熱后，滿足鍋爐爐膛的燃燒要求。進入空氣預(yù)熱器3的煙氣流量減少，雖然傳熱溫壓有所降低，煙溫仍得到有效降低。來自煙氣高壓給水加熱器4的煙氣進入煙氣換熱器7。在煙氣換熱器7中，傳熱介質(zhì)導(dǎo)熱油吸收來自煙氣的余熱，升溫，導(dǎo)熱油高溫循環(huán)管路8上設(shè)有膨脹槽9，高溫導(dǎo)熱油分流分別進入一次風(fēng)空氣換熱器5和二次風(fēng)空氣換熱器6，煙氣換熱器7出口的煙氣煙溫降低。來自送風(fēng)機的一二次風(fēng)風(fēng)溫為大氣常溫，一次風(fēng)進入一次風(fēng)空氣換熱器5, 二次風(fēng)進入二次風(fēng)空氣換熱器6，吸收來自煙氣換熱器7的傳熱介質(zhì)導(dǎo)熱油的熱量，一二次風(fēng)得到預(yù)熱，再進入空氣預(yù)熱器3。從空氣換熱器5和空氣換熱器6出來的傳熱介質(zhì)導(dǎo)熱油冷卻降溫后匯合經(jīng)過循環(huán)泵10升壓，返回到煙氣換熱器7中吸熱，如此循環(huán)。煙氣換熱器7出口的煙氣匯入原空氣預(yù)熱器3出口煙道進入除塵器。
權(quán)利要求1.一種梯級利用鍋爐煙氣余熱提高火電機組效率的裝置，包括鍋爐(I)和省煤器(2)，其特征是:所述省煤器(I)出口設(shè)置有空氣預(yù)熱器(3)和煙氣高壓給水加熱器(4)，空氣預(yù)熱器(3)進口端設(shè)置有一次風(fēng)空氣換熱器(5)和二次風(fēng)空氣換熱器(6)，煙氣高壓給水加熱器(4 )出口端設(shè)置有煙氣換熱器(7 )，煙氣換熱器(7 )通過循環(huán)管路(8 )分別與一次風(fēng)空氣換熱器(5 )和二次風(fēng)空氣換熱器(6 )相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯級利用鍋爐煙氣余熱提高火電機組效率的裝置，其特征是:所述循環(huán)管路( 8)上分別安裝有膨脹槽(9)和循環(huán)泵(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯級利用鍋爐煙氣余熱提高火電機組效率的裝置，其特征是:所述煙氣高壓給水加熱器(4)兩端通過汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)除氧器出水母管(11)與鍋爐給水母管(12)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯級利用鍋爐煙氣余熱提高火電機組效率的裝置，其特征是:所述煙氣換熱器(7)通過傳熱介質(zhì)吸收流經(jīng)煙氣高壓給水加熱器(4)的第二部分煙氣余熱，并將其分別傳遞給一次風(fēng)空氣換熱器(5)和二次風(fēng)空氣換熱器(6)，對一次風(fēng)和二次風(fēng)分別進行預(yù)加熱。
專利摘要本實用新型的梯級利用鍋爐煙氣余熱提高火電機組效率的裝置，包括鍋爐和省煤器，其特征是所述省煤器出口設(shè)置有空氣預(yù)熱器和煙氣高壓給水加熱器，空氣預(yù)熱器進口端設(shè)置有一次風(fēng)空氣換熱器和二次風(fēng)空氣換熱器，煙氣高壓給水加熱器出口端設(shè)置有煙氣換熱器，煙氣換熱器通過循環(huán)管路分別與一次風(fēng)空氣換熱器和二次風(fēng)空氣換熱器相連接。本實用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)布置更加靈活自如，煙氣換熱器的受熱面積大大減小，煙氣高壓給水加熱器充當(dāng)了省煤器的附加受熱面，實現(xiàn)了煙氣余熱的溫度對口梯級利用，提高了機組的效率，降低了火電機組的能耗，最終實現(xiàn)排煙溫度大幅降低，同時減少了二氧化碳的排放。
文檔編號F22D1/36GK203131797SQ20132013515
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者向文國, 王偉, 田鵬 申請人:濟南海普電力節(jié)能科技有限公司