[实用新型]一种凝结水与低温烟气协同加热空气的机炉耦合余热利用系统

说明书

本实用新型技术公开了一种凝结水与低温烟气协同加热空气的机炉耦合余热利用系统，主要包括空气预热器、高温烟水换热器、中温烟水换热器、低温烟水换热器、气水换热器。该系统设置旁路烟道，抽引高品位的高温烟气来加热给水和凝结水以节约高品位回热抽汽，提高机组效率；流经空气预热器的烟气量减少造成加热不足，需引入其他热源补充加热：抽取部分低温凝结水，经过低温烟气加热，然后利用加热后的凝结水在空气预热器前对冷空气进行预热，从而减少空气预热器加热冷空气所需的热量。本系统以低品位的凝结水和低温烟气置换出高品位的高温烟气，再加热给水和高温凝结水，节约了高品位回热抽汽，有效地提高了火电厂的运行效率，且工艺简单、易于实现。

技术领域

本实用新型技术属于电力行业节能技术领域，具体涉及一种凝结水与低温烟气协同加热空气的机炉耦合余热利用系统。

背景技术

煤炭是中国最为重要的动力资源之一，为中国的经济快速发展起到了非常重要的保障和推动作用，而且在今后的很长一段时间内，这种责任仍然需要煤炭继续承担。然而，煤炭作为化石能源，不仅不可再生，而且给目前的生态环境带来了巨大的威胁。因此，如何在现有基础上更高效更清洁的利用煤炭已成为我国能源利用发展的必然趋势。而作为煤炭消耗大户，火电厂的节能减排改造形势仍然十分严峻。

现代燃煤电站锅炉为保证受热面安全，空气预热器后排烟温度设在120～140℃，大量低品位的热能直接弃用，带来极大的环境污染和能量浪费，排烟损失约占锅炉总热量的4％～6％，是锅炉损失中最大的一项，如能将这部分能量充分利用可达到很好的节能效果，然而，由于排烟温度不超200℃，品位较低，利用效果非常局限，有鉴于此，关于机炉相互耦合以追求更加高效的余热利用的研究开始展开，其主要思路是打破锅炉与汽机之间相对独立的关系，一般抽取高温烟气加热凝结水、给水等其他高温工质以节约高品位回热抽汽，这样可以提高机组效率，降低机组煤耗。根据能量守恒原理，原来足额烟气冲刷放热才能满足烟气抽气口之后空气预热器的工质吸热要求，现在由于烟气份额不足，烟气放热量减少，导致另一侧冷空气的吸热量也必然减少，这时为保证运行高效安全，需引入其他热源对冷空气进行补充加热。

有鉴于此，本实用新型提出一种凝结水与低温烟气协同加热空气的机炉耦合余热利用系统，通过设置一条并联于空气预热器的旁路烟道布置高温烟水换热器、中温烟水换热器，利用旁路烟道的高品位的高温烟气加热凝结水和给水，节约了高品位回热抽汽，起到了很好的节能效果；由于烟气量减少，导致空气预热器烟气侧放热量不足，锅炉送风温度偏低，需要引入其他热源对冷空气进行补充加热：抽取部分低温凝结水经过低温烟气加热，然后利用加热后的凝结水在空气预热器前对冷空气进行预热，从而减少空气预热器加热冷空气所需的热量，保证锅炉送风的温度、流量等运行参数基本不变。本实用新型布置简单，控制系统得到简化，运行安全性好，投资及运行成本较低，并且高效地利用了烟气余热，在工程上具有较强的可实施性，可有效提高火电厂的运行效率。

实用新型内容

本实用新型技术针对传统锅炉余热利用系统中由于烟气品位较低导致的余热利用效果较差的问题提出了一种凝结水与低温烟气协同加热空气的机炉耦合余热利用系统，通过设置旁路烟道抽引高品位的高温烟气，利用旁路烟道中的高温烟水换热器和中温烟水换热器来加热给水和凝结水以节约高品位回热抽汽，增加机组出力，提高机组效率；由于烟气量减少，导致空气预热器烟气侧放热量不足，锅炉送风温度偏低，需要引入其他热源对冷空气进行补充加热，本系统采用利用烟气余热加热过的凝结水作为补充加热的热源：根据负荷变化通过开闭阀门灵活抽取部分70～90℃的凝结水，引入布置在锅炉尾部烟道布置的低温烟水换热器吸收低温烟气余热，再利用布置在空气预热器前锅炉送风管道上的气水换热器预热冷空气，减少空气预热器段加热空气所需的传热量。总体来看，本系统以低品位的凝结水和低温烟气置换出高品位的高温烟气，再利用高温烟气加热给水和凝结水。综合上述措施，能有效节约汽机侧的高品位回热抽汽，充分利用锅炉排烟，实现了梯级利用、能量对口，提高了烟气的利用率，提高了机组效率；同时，系统布置简单，运行安全性好，能灵活适应机组负荷的变化；而且由于送入炉膛的冷空气管道上气水换热器的存在，在冬天还能起到一定的防冻效果。