CN104653241B - 一种间接空冷机组余热回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种间接空冷机组余热回收装置，是利用间接空冷发电机组的闭式循环冷却水***的空冷循环水作为热源，通过加热器加热锅炉的一次风和二次风，并且在一次风风道和二次风风道内分开设置一次风加热器和二次风加热器。其中加热器的换热元件可以采用螺旋翅片管、H型鳍片管、钢铝复合翅片管、其它形式的翅片管或光管，空冷循环水在管内流动，一次风和二次风在管外流动，实现换热。本发明的间接空冷机组余热回收装置运行平稳、安全、环保，具有良好的节能效果。

Description

一种间接空冷机组余热回收装置

技术领域

本发明属于电力环保领域，特别是涉及一种间接空冷机组余热回收装置。

背景技术

现代大型火力发电厂的运行需要消耗水资源，而在缺水地区兴建大容量的火力发电厂就需要采用新的冷却方式来排除余热。采用空冷机组的火力发电技术是一种节水型的火力发电技术，目前已经在我国水资源紧缺西北地区得到了广泛应用。

空冷技术分为直接空冷和间接空冷，间接空冷机组一般由表面式凝汽器、空冷散热器、循环水泵以及充氮保护***、循环水补充水***及散热器清洗***等***与空冷塔组成。间接空冷机组与常规的湿冷机组基本相仿，不同之处在于采用空冷塔代替湿冷塔，用密闭式循环冷却水***代替敞开式循环冷却水***，循环水采用除盐水。

在间接空冷机组中，一般进入表面式凝汽器的循环水的温度会高于环境温度20℃左右，在表面式凝汽器中吸收热量使汽轮机的乏汽凝结，表面式凝汽器出口的循环水的温度通常会高于环境温度30℃左右，再进入空冷塔（空冷岛）中的空冷散热器，通过环境空气冷却恢复到高于环境温度20℃左右，循环利用。

另外，在大型燃煤发电锅炉中，通常都会设置一次风、二次风***。一次风主要用于输送燃料，二次风主要用于助燃。一次风、二次风取自环境空气，在利用前需要经过锅炉中的空气预热器中进行预热。

由此可见，在现有的间接空冷机组中，一方面存在着空冷循环水需要通过空气冷却，另一方面又存在着锅炉的一次风、二次风需要将取自环境的空气预热。有鉴于此，本设计人基于对空冷机组的多年研究，在丰富的实践经验和专业知识的基础上，积极加以研究创新，终于创设出一种间接空冷机组余热回收利用的新技术。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种新的间接空冷机组余热回收装置，所要解决的技术问题是使其将间接空冷机组需要冷却的循环水的余热用来加热需要预热的一次风和二次风，以降低一次风、二次风在锅炉中的吸热量,从而达到节能的目的。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种间接空冷机组余热回收装置，其包括:一次风加热器、二次风加热器及***管道；其中，所述一次风加热器设置于一次风风道内;所述二次风加热器设置于二次风风道内；在连接所述间接空冷机组的循环冷却水***的表面式凝汽器与空冷岛的管道上设有取水口与回水口；其中,所述取水口设置于所述表面式凝汽器的空冷循环水出口处的管道上；所述回水口设置于所述表面式凝汽器的空冷循环水出口与所述空冷岛的空冷循环水入口之间的管道上，且位于所述取水口与所述空冷岛的空冷循环水入口之间，或者设置于所述空冷岛的空冷循环水出口与所述表面式凝汽器的空冷循环水入口之间的管道上；所述一次风加热器与所述二次风加热器通过所述***管道并联于所述取水口与所述回水口之间。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的间接空冷机组余热回收装置，其中在所述取水口与所述一次风加热器及所述二次风加热器连接的所述***管道上设有***进水阀；在所述回水口与所述一次风加热器及所述二次风加热器连接的所述***管道上设有***出水阀，在所述***出水阀与所述一次风加热器及所述二次风加热器之间的所述***管道上还设有放水口，在所述放水口处设有放水阀。

前述的间接空冷机组余热回收装置，其中所述一次风加热器与所述二次风加热器是在通过所述***管道并联后其一端通过同一所述***管道连接至同一所述***进水阀，再由所述***进水阀连接至所述取水口，其另一端通过同一所述***管道连接至同一所述***出水阀，再由所述***出水阀连接至所述回水口；所述放水口为一个，设置于使所述一次风加热器与所述二次风加热器并联的所述***管道上，或者设置于所述一次风加热器与所述二次风加热器并联后与所述***出水阀连接的所述***管道上。

前述的间接空冷机组余热回收装置，其中在使所述一次风加热器与所述二次风加热器并联的所述***管道中，在与所述一次风加热器的进水口连接的所述***管道上设有一次风加热器水侧调节阀，在与所述二次风加热器的进水口连接的所述***管道上设有二次风加热器水侧调节阀。

前述的间接空冷机组余热回收装置，其中在所述一次风加热器与所述二次风加热器并联后与所述***进水阀连接的所述***管道上设有增压循环泵。

前述的间接空冷机组余热回收装置，其中在所述取水口与所述一次风加热器连接的所述***管道上设有一次风加热器水侧调节阀；在所述取水口与所述二次风加热器连接的所述***管道上设有二次风加热器水侧调节阀。

前述的间接空冷机组余热回收装置，其中在所述取水口与所述一次风加热器及所述二次风加热器连接的所述***管道上设有增压循环泵。

前述的间接空冷机组余热回收装置，其中所述一次风加热器及所述二次风加热器的受热面采用螺旋翅片管、H型鳍片管、钢铝复合翅片管、其它形式的翅片管或光管。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明一种间接空冷机组余热回收装置至少具有下列优点及有益效果：

一、本发明的间接空冷机组余热回收装置可以提高锅炉一次风、二次风的进风温度，降低机组的煤耗，提高电厂的经济性，同时减少污染的排放。

二、本发明的间接空冷机组余热回收装置可以降低空冷循环水的温度,从而降低空冷岛的投资；而若维持空冷岛的投资不变，则可以强化空冷换热效果，降低汽轮机背压，提高机组的经济性。

三、本发明的间接空冷机组余热回收装置结构简单，运行平稳、安全。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一种间接空冷机组余热回收装置的一较佳实施例的示意图。

1： 一次风加热器 2： 二次风加热器

3： 一次风加热器水侧调节阀 4： 二次风加热器水侧调节阀

5： 增压循环泵 6： ***进水阀

7： ***出水阀 8： ***管道

9： 放水阀 10：表面式凝汽器

11：空冷岛 12：循环泵

13：空气预热器 14：锅炉

15：汽轮机 16：冷凝水泵

17：低压加热器 18：除氧器

19：给水泵 20：高压加热器

21：一次风机 22：二次风机

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种间接空冷机组余热回收装置其具体实施方式、结构、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

请参阅图1所示，是本发明一种间接空冷机组余热回收装置的一较佳实施例的示意图。

本发明的间接空冷机组余热回收装置主要由一次风加热器1、二次风加热器2和***管道8组成。其中，一次风加热器1设置于一次风风道内,二次风加热器2设置于二次风风道内。在连接间接空冷机组的循环冷却水***的表面式凝汽器10与空冷岛11的管道上设有取水口和回水口。其中,取水口设置于表面式凝汽器1的空冷循环水出口处的管道上；回水口设置于表面式凝汽器10的空冷循环水出口与空冷岛11的空冷循环水入口之间的管道上，且位于取水口与空冷岛11的空冷循环水入口之间，或者设置于空冷岛11的空冷循环水出口与表面式凝汽器10的空冷循环水入口之间的管道上。一次风加热器1与二次风加热器2通过***管道8并联于取水口与回水口之间。

间接空冷机组的循环冷却水***是通过表面式凝汽器10将汽轮机15的乏汽凝结,同时使空冷循环水在表面式凝汽器10中被加热产生热水,并通过循环泵12将热水送入空冷岛11,使空冷循环水在空冷岛11内经过空气冷却产生冷水,再通过循环泵12将冷水送回表面式凝汽器10,循环利用。本发明的间接空冷机组余热回收装置是连接在间接空冷机组的循环冷却水***的管路上的一个余热利用支路，其由取水口通过***管道8将循环冷却水***的表面式凝汽器10中产生的热水引入一次风加热器1和二次风加热器2,作为热侧工作介质来加热一次风风道和二次风风道中流动的空气,使一次风和二次风的温度提高。同时，热水在一次风加热器1和二次风加热器2中被一次风和二次风冷却，温度降低，又通过***管道8由回水口被送回循环冷却水***，循环利用。

本发明是利用间接空冷机组的循环冷却水***中需要冷却的空冷循环水的余热来加热需要预热的一次风和二次风，使被加热后的一次风和二次风温度提高，随后再通过空气预热器13,继续深度加热。由于进入空气预热器13的一次风和二次风的温度提高,因此相比于未提高温度进入空气预热器13的一次风和二次风,当在空气预热器13中达到同等的设计温度时,使用本发明的空气预热器13所需要的热量减少，从而可以降低锅炉14的吸热量，节约燃料，产生经济效益。

同时，进入本发明的间接空冷机组余热回收装置的空冷循环水会在一次风加热器1和二次风加热器2中被冷却，温度降低，并再被送回间接空冷机组的循环冷却水***，循环利用。因此，在保持表面式凝汽器10相同的进水温度和流量的条件下，本发明可以降低空冷岛11的换热量，从而使间接空冷机组在使用本发明后可以适当减少空冷岛11的受热面，节约空冷岛的投资。

本发明的间接空冷机组余热回收装置的回水口可设置在表面式凝汽器10的空冷循环水出口与空冷岛11的空冷循环水入口之间（即空冷岛11前），也可以设置在空冷岛11的空冷循环水出口与表面式凝汽器10的空冷循环水入口之间（即空冷岛11后）。其中，当回水口设置在空冷岛11后时，回水口回水的温度要不高于空冷岛11的空冷循环水出口的空冷循环水的温度，以免提高表面式凝汽器10进水的温度，降低汽轮机15的内效率。

本发明的间接空冷机组余热回收装置的一次风加热器1和二次风加热器2是一种空气-水热交换器,其受热面可以采用螺旋翅片管、H型鳍片管、钢铝复合翅片管、其它形式的翅片管或光管等换热管，使循环水在换热管内流动，空气在换热管外流动。当一次风加热器1和二次风加热器2采用翅片管或其它形式的外表带扩展受热面的换热管时，可强化空气侧换热器,使加热器的结构紧凑。在通常情况下，换热管内的循环水会高于外部空气温度30℃左右，循环水通过受热面将热量传递到换热管外的空气，一次风和二次风由此被加热，温度升高。同时，换热管内的循环水被空气冷却,产生温度较低的循环水（冷水）。此温度较低的循环水再经过***管道8被送回间接空冷机组的循环冷却水***。

本发明的间接空冷机组余热回收装置在取水口与一次风加热器1及二次风加热器2连接的***管道8上可设有***进水阀6，在回水口与一次风加热器1及二次风加热器2连接的***管道8上可设有***出水阀7，同时在***出水阀7与一次风加热器1及二次风加热器2之间的***管道8上还可设有放水口，并且在放水口处可设有放水阀9。本发明的间接空冷机组余热回收装置通过设置***进水阀6和***出水阀7，使整个装置可以随时退出运行。在事故工况时,可以通过***进水阀6和***出水阀7切断装置与循环冷却水***之间的连接,再打开放水阀9将装置内的循环水排除,可以使装置迅速退出运行，从而保证整个间接空冷机组的安全运行。

由于一次风的流量与二次风的流量通常相差较大，因此需要对进入一次风加热器1和二次风加热器2的循环水的流量进行调节分配，使进入一次风加热器1和二次风加热器2的循环水的流量与一次风和二次风的风量匹配。本发明的间接空冷机组余热回收装置可以通过在取水口与一次风加热器1连接的***管道8上设置一次风加热器水侧调节阀3，在取水口与二次风加热器2连接的***管道8上设置二次风加热器水侧调节阀4，使循环水在进入一次风加热器1和二次风加热器2前先通过一次风加热器水侧调节阀3和二次风加热器水侧调节阀4进行流量的调节分配，从而使进入一次风加热器1和二次风加热器2的循环水流量与一次风和二次风的风量匹配。

本发明的间接空冷机组余热回收装置在取水口与一次风加热器1及二次风加热器2连接的***管道8上可设有增压循环泵5，以提供足够的动力将空冷循环水强制送入一次风加热器1和二次风加热器2，并在加热一次风和二次风冷却后回到间接空冷机组的循环冷却水***。由于本发明的回水口可设置在空冷岛11前，也可设置在空冷岛11后，当在间接空冷机组的循环冷却水***中取水口与回水口所在位置之间的压力差满足装置循环需要时，可不设置增压循环泵5。例如取水口位于空冷岛前，回水口位于空冷岛后，此时取水口与回水口之间会有压力差，当此压力差满足装置循环需要时，可不设置增压循环泵5。

在本发明一较佳实施例中，如图1所示，本发明的间接空冷机组余热回收装置的一次风加热器1与二次风加热器2是在通过***管道8并联后其一端通过同一***管道8连接至同一***进水阀6，再由***进水阀6连接至取水口，其另一端通过同一***管道8连接至同一***出水阀7，再由***出水阀7连接至回水口。其具有一个放水口，此放水口可设置于使一次风加热器1与二次风加热器2并联的***管道8上,或者设置于一次风加热器1与二次风加热器2并联后与***出水阀7连接的***管道8上。在本较佳实施例中，放水口是设置于使一次风加热器1与二次风加热器2并联的***管道8中与二次风加热器2的出水口连接的管道上。其中，在本较佳实施例中，在使一次风加热器1与二次风加热器2并联的***管道8中，在与一次风加热器1的进水口连接的***管道8上还设有一次风加热器水侧调节阀3，在与二次风加热器2的进水口连接的***管道8上还设有二次风加热器水侧调节阀4。并且在一次风加热器1与二次风加热器2并联后与***进水阀6连接的***管道8上还设有增压循环泵5。

本较佳实施例的间接空冷机组余热回收装置在正常工作时，***进水阀6和***出水阀7打开，间接空冷机组的循环冷却水***的空冷循环水（热水）由取水口进入***管道8，并通过增压循环泵5被推动送到锅炉14的一次风道和二次风道内设置的一次风加热器1和二次风加热器2，来加热一次风和二次风。同时，热水在一次风加热器1和二次风加热器2中被一次风和二次风冷却，通过增压循环泵5又被推动进入***管道8，并由回水口被送回循环冷却水***，循环利用。其中,本发明可以通过一次风加热器1和二次风加热器2的水侧入口处设置的一次风加热器水侧调节阀3和二次风加热器水侧调节阀4来调节水量，从而控制一次风和二次风的温升,并同时控制装置回水的温度。

当在不同的机组负荷的情况下，一次风和二次风的风量会发生变化,在本较佳实施例中，可通过增压循环泵5变频进行一次风加热器1和二次风加热器2水侧的总流量要求，以此适应不同的负荷变化。

当然,本发明并不以此为限,例如：在本发明的另一实施例中,本发明的间接空冷机组余热回收装置的一次风加热器1和二次风加热器2也可以分别通过不同的***管道8并联于取水口与回水口之间，即在本发明的间接空冷机组余热回收装置中,使一次风加热器1与取水口和回水口连接的***管道8与使二次风加热器2与取水口和回水口连接的***管道8相互独立,但两者共用同一取水口和回水口。此时，在使一次风加热器1与取水口和回水口连接的***管道8可设有一***进水阀6、一***出水阀7、一放水口、一增压循环泵5及一次风加热器水侧调节阀3，而在使二次风加热器2与取水口和回水口连接的***管道8上可设有另一***进水阀6、另一***出水阀7、另一放水口、另一增压循环泵5及二次风加热器水侧调节阀4。又例如：在本发明的又一实施例中,本发明的间接空冷机组余热回收装置的一次风加热器1和二次风加热器2虽然也是分别通过不同的***管道8并联于取水口与回水口之间,即在本发明的间接空冷机组余热回收装置中,使一次风加热器1与取水口和回水口连接的***管道8与使二次风加热器2与取水口和回水口连接的***管道8相互独立，但两者是分别通过不同的取水口和回水口与间接空冷机组的循环冷却水***连接，即在连接间接空冷机组的循环冷却水***的表面式凝汽器10与空冷岛11的管道上设有两个取水口和两个回水口。此时，在使一次风加热器1与取水口和回水口连接的***管道8也可设有一***进水阀6、一***出水阀7、一放水口、一增压循环泵5及一次风加热器水侧调节阀3，而在使二次风加热器2与取水口和回水口连接的***管道8上也可设有另一***进水阀6、另一***出水阀7、另一放水口、另一增压循环泵5及二次风加热器水侧调节阀4。

本发明的间接空冷机组余热回收装置的热工测点，如：热电阻、压力变送器、差压变送器、流量计、湿度检测计等，包括配套调节设备均可接入发电机组的DCS，实现自动化控制。

本发明是有关于一种间接空冷机组余热回收装置，是利用间接空冷发电机组的闭式循环冷却水***的空冷循环水作为热源，通过加热器加热锅炉的一次风和二次风，并且在一次风风道和二次风风道内分开设置一次风加热器和二次风加热器。其中加热器的换热元件可以采用螺旋翅片管、H型鳍片管、钢铝复合翅片管、其它形式的翅片管或光管，空冷循环水在管内流动，一次风和二次风在管外流动，实现换热。本发明的间接空冷机组余热回收装置运行平稳、安全、环保，具有良好的节能效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种间接空冷机组余热回收装置，其特征在于其包括:一次风加热器(1)、二次风加热器(2)及***管道(8)；其中，所述一次风加热器(1)设置于一次风风道内；所述二次风加热器(2)设置于二次风风道内；在连接所述间接空冷机组的循环冷却水***的表面式凝汽器(10)与空冷岛(11)的管道上设有取水口与回水口；其中，所述取水口设置于所述表面式凝汽器(10)的空冷循环水出口处的管道上；所述回水口设置于所述表面式凝汽器(10)的空冷循环水出口与所述空冷岛(11)的空冷循环水入口之间的管道上，且位于所述取水口与所述空冷岛(11)的空冷循环水入口之间，或者设置于所述空冷岛(11)的空冷循环水出口与所述表面式凝汽器(10)的空冷循环水入口之间的管道上；所述一次风加热器(1)与所述二次风加热器(2)通过所述***管道(8)并联于所述取水口与所述回水口之间。

2.根据权利要求1所述的间接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中在所述取水口与所述一次风加热器(1)及所述二次风加热器(2)连接的所述***管道(8)上设有***进水阀(6)；在所述回水口与所述一次风加热器(1)及所述二次风加热器(2)连接的所述***管道(8)上设有***出水阀(7)，在所述***出水阀(7)与所述一次风加热器(1)及所述二次风加热器(2)之间的所述***管道(8)上还设有放水口，在所述放水口处设有放水阀(9)。

3.根据权利要求2所述的间接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中所述一次风加热器(1)与所述二次风加热器(2)是在通过所述***管道(8)并联后其一端通过同一所述***管道(8)连接至同一所述***进水阀(6)，再由所述***进水阀(6)连接至所述取水口，其另一端通过同一所述***管道(8)连接至同一所述***出水阀(7)，再由所述***出水阀(7)连接至所述回水口；所述放水口为一个，设置于使所述一次风加热器(1)与所述二次风加热器(2)并联的所述***管道(8)上，或者设置于所述一次风加热器(1)与所述二次风加热器(2)并联后与所述***出水阀(7)连接的所述***管道(8)上。

4.根据权利要求3所述的间接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中在使所述一次风加热器(1)与所述二次风加热器(2)并联的所述***管道(8)中，在与所述一次风加热器(1)的进水口连接的所述***管道(8)上设有一次风加热器水侧调节阀(3)，在与所述二次风加热器(2)的进水口连接的所述***管道(8)上设有二次风加热器水侧调节阀(4)。

5.根据权利要求3或4所述的间接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中在所述一次风加热器(1)与所述二次风加热器(2)并联后与所述***进水阀(6)连接的所述***管道(8)上设有增压循环泵(5)。

6.根据权利要求1或2所述的间接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中在所述取水口与所述一次风加热器(1)连接的所述***管道(8)上设有一次风加热器水侧调节阀(3)；在所述取水口与所述二次风加热器(2)连接的所述***管道(8)上设有二次风加热器水侧调节阀(4)。

7.根据权利要求6所述的间接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中在所述取水口与所述一次风加热器(1)及所述二次风加热器(2)连接的所述***管道(8)上设有增压循环泵(5)。

8.根据权利要求1或2所述的间接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中在所述取水口与所述一次风加热器(1)及所述二次风加热器(2)连接的所述***管道(8)上设有增压循环泵(5)。

9.根据权利要求1所述的间接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中所述一次风加热器(1)及所述二次风加热器(2)的受热面采用螺旋翅片管、H型鳍片管或光管。

10.根据权利要求1所述的间接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中所述一次风加热器(1)及所述二次风加热器(2)的受热面采用钢铝复合翅片管。