CN108534126A - 一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用*** - Google Patents

一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用*** Download PDF

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张振华
周雅君
胥佳瑞
吴韬
万逵芳
赵文波
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    • F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
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Abstract

本发明涉及一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用***，包括汽轮机低压缸、压力匹配器、暖风器、空气预热器及低温省煤器；压力匹配器输入端通过低压缸抽气管道及连接低压缸排气管道的排汽抽汽管道与汽轮机低压缸连接，用于在汽轮机低压抽气的驱动下，抽取汽轮机低压排气，产生压力介于低压抽汽与低压排汽之间的蒸汽；暖风器的输入端通过蒸汽管道与压力匹配器输出端连接，输出端与空气预热器连接，用于通过蒸汽对进入暖风器的一次冷风、二次冷风进行预热，并将预热后的一次冷风、二次冷风输出至空气预热器；空气预热器与低温省煤器连接，低温省煤器连接有循环水进水管道及循环水出水管道。本发明解决了汽轮机组排汽余热利用的问题。

Description

一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用***
技术领域
本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用***。
背景技术
对于火电机组而言，汽轮机排汽带走的能量巨大，湿冷机组的排汽温度可达30-50℃，空冷机组的排汽温度可达60-70℃。有效地回收汽轮机排汽余热是一个难题，主要表现在两个方面：一是汽轮机排汽的能级品位不高，低温排汽可应用的空间很小；二是汽轮机排汽的比容极大，若直接利用排汽进行换热，需要设计很大的换热器及相关管道，增加设备投资及运行成本，使节能收益大打折扣。
发明内容
本发明的目的是提供一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用***，以解决汽轮机组排汽余热利用问题。
本发明提供了一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用***，包括汽轮机低压缸、压力匹配器、暖风器、空气预热器及低温省煤器；
压力匹配器输入端通过低压缸抽气管道及连接低压缸排气管道的排汽抽汽管道与汽轮机低压缸连接，用于在低压缸抽气管道输出的汽轮机低压抽气的驱动下，通过排汽抽汽管道抽取汽轮机低压排气，产生压力介于低压抽汽与低压排汽之间的蒸汽；
暖风器的输入端通过蒸汽管道与压力匹配器输出端连接，暖风器的输出端与空气预热器连接；暖风器用于通过蒸汽管道输出的蒸汽对进入暖风器的一次冷风、二次冷风进行预热，并将预热后的一次冷风、二次冷风输出至空气预热器，吸收烟气热量；
空气预热器与低温省煤器连接，低温省煤器连接有循环水进水管道及循环水出水管道。
进一步地，低压缸抽气管道包括第一低压缸抽气管道及第二低压缸抽气管道。
进一步地，第一低压缸抽气管道及第二低压缸抽气管道分别设有可调节开度的第一阀门及第二阀门。
进一步地，排汽抽汽管道设有可调节开度的第三阀门。
进一步地，循环水进水管道设有可调节开度的第四阀门。
进一步地，该***还包括用于计算该机炉余热耦合利用***机组节能量指标的节能量指标计算模块，第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门的开度基于计算所得的机组节能量指标以及机组整体经济效益最大化原则设定。
借由上述方案，通过带压力匹配器的机炉余热耦合利用***，产生了如下技术效果：
1、利用压力匹配器将汽轮机排汽的比容降低，使原本很难直接利用的汽轮机排汽余热得以回收。
2、回收的机组排汽余热可冲抵一部分锅炉烟气的使用，使得低温省煤器***中的烟气放热量增加，凝结水吸热量增多，而回热***的抽汽使用量减少。
3、对于常规的***而言，大气温度越低，加热冷风的汽-气汽-气暖风器需要的输入热量越多，汽轮机抽汽消耗越大，机组的经济效益的下降越明显。而对于本发明而言，外界汽温越低，汽机排汽与冷风间的换热温差越大，换热效率越高，机炉耦合的余热收益越大。
4、由于部分汽轮机排汽在汽-气汽-气暖风器中的冷却，使得原有的循环水(湿冷机组)用量减少，相应的循环水泵耗电量降低。
附图说明
图1是本发明一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用***的结构示意图。
图中标号：
1-一次冷风；2-二次冷风；3-汽-气汽-气暖风器；4-空气预热器；5-低温省煤器；6-至除尘器烟气；7-循环水进水管道；8-循环水出水管道；9-汽轮机低压缸；10-低压缸排气管道；12-压力匹配器；13-蒸汽管道；14-疏水管道；15-第一低压缸抽气管道；16-第二低压缸抽气管道；17-排汽抽汽管道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参图1所示，本实施例提供了一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用***，包括汽轮机低压缸9、压力匹配器12、汽-气汽-气暖风器3、空气预热器4及低温省煤器5。压力匹配器12输入端通过低压缸抽气管道及连接低压缸排气管道10的排汽抽汽管道17与汽轮机低压缸9连接，用于在低压缸抽气管道输出的汽轮机低压抽气的驱动下，通过排汽抽汽管道17抽取汽轮机低压排气，产生压力介于低压抽汽与低压排汽之间的压力稳定的蒸汽。
汽-气汽-气暖风器3的输入端通过蒸汽管道13与压力匹配器12输出端连接，汽-气汽-气暖风器3的输出端与空气预热器4连接；汽-气汽-气暖风器3用于通过蒸汽管道13输出的蒸汽对进入汽-气汽-气暖风器3的一次冷风、二次冷风进行预热，并将预热后的一次冷风、二次冷风输出至空气预热器4，吸收烟气热量。空气预热器4与低温省煤器5连接，低温省煤器5连接有循环水进水管道7及循环水出水管道8。
本实施例提供的带压力匹配器的机炉余热耦合利用***，利用汽轮机低压抽汽驱动压力匹配器12抽取汽轮机低压排汽，产生压力介于低压抽汽与排汽之间的蒸汽进入汽-气暖风器3对锅炉一次冷风1、二次冷风2进行预热，预热后的一、二次冷风继续进入空气预热器4吸收烟气热量。
由于汽轮机排汽热量的输入，使得烟气在空气预热器4中的放热量减少，烟气携带更多的热量进入低温省煤器5放热给循环水进水，吸热后的循环水出水回到汽轮机回热***，降低回热***抽汽量，节省的抽汽在汽轮机组中继续做功，实现能源梯级利用，提高机组整体效率。。
***中低温省煤器5的作用是利用空气预热器4出口的烟气余热，加热自低温凝结水***(通过循环水进水管道7)抽取的部分凝结水，升温后的凝结水通过循环水出水管道8回到汽轮机回热***继续吸热。
在本实施例中，低压缸抽气管道包括第一低压缸抽气管道15及第二低压缸抽气管道16，通过第一低压缸抽气管道15及第二低压缸抽气管道16可使汽轮机低压抽气从不同的抽汽管道抽取，便于控制及维护。
在本实施例中，第一低压缸抽气管道15、第二低压缸抽气管道16、排汽抽汽管道17及循环水进水管道7上均设有阀门，通过开度可调节的阀门，在不同的机组负荷下，可根据外界冷风温度、汽轮机排汽温度及排汽量等参数，共同控制该机炉余热耦合利用***。
在本实施例中，第一低压缸抽气管道15及第二低压缸抽气管道16上分别设有第一阀门及第二阀门，根据机组不同负荷工况调整不同抽汽管道阀门开度，控制抽汽份额，以保证机组的安全经济运行。
在本实施例中，排汽抽汽管道17设有可调节开度的第三阀门，通过调节第三阀门的开度，控制进入压力匹配器12的排汽量，其余的汽轮机排汽进入机组原有的排汽冷却***。
在本实施例中，循环水进水管道7设有可调节开度的第四阀门，通过调节第四阀门的开度控制凝结水抽取量。
在本实施例中，该***还包括用于计算该机炉余热耦合利用***机组节能量指标的节能量指标计算模块，第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门的开度基于计算所得的机组节能量指标以及机组整体经济效益最大化原则设定。
节能量指标计算模块在建立的基于汽机-锅炉整个机组的热经济模型基础上计算***的节能量指标，并在机组安全运行的基础上，根据机组整体经济效益最大化原则设定机炉余热耦合利用***第一低压缸抽气管道15、第二低压缸抽气管道16、排汽抽汽管道17、循环水进水管道7上阀门的开度，以控制、调节低压抽汽用量、汽轮机排汽使用量、凝结水抽取量等。
需要说明的是，本发明在湿冷机组和空冷机组中的节能效果不同。理论上汽轮机组排汽温度越高，排汽所蕴含的能量越大，应用本发明的机炉余热耦合利用***节能效果越明显。同时，应用空冷机组的区域一般为干旱寒冷的北方，冬季的一、二次风温度很低，汽-气汽-气暖风器中换热温差大，换热器使用效果明显。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用***，其特征在于，包括汽轮机低压缸、压力匹配器、暖风器、空气预热器及低温省煤器；
所述压力匹配器输入端通过低压缸抽气管道及连接低压缸排气管道的排汽抽汽管道与所述汽轮机低压缸连接，用于在所述低压缸抽气管道输出的汽轮机低压抽气的驱动下，通过所述排汽抽汽管道抽取汽轮机低压排气，产生压力介于低压抽汽与低压排汽之间的蒸汽；
所述暖风器的输入端通过蒸汽管道与所述压力匹配器输出端连接，所述暖风器的输出端与所述空气预热器连接；所述暖风器用于通过所述蒸汽管道输出的蒸汽对进入所述暖风器的一次冷风、二次冷风进行预热，并将预热后的一次冷风、二次冷风输出至所述空气预热器，吸收烟气热量；
所述空气预热器与所述低温省煤器连接，所述低温省煤器连接有循环水进水管道及循环水出水管道。
2.根据权利要求1所述的一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用***，其特征在于，所述低压缸抽气管道包括第一低压缸抽气管道及第二低压缸抽气管道。
3.根据权利要求2所述的一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用***，其特征在于，所述第一低压缸抽气管道及第二低压缸抽气管道分别设有可调节开度的第一阀门及第二阀门。
4.根据权利要求3所述的一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用***，其特征在于，所述排汽抽汽管道设有可调节开度的第三阀门。
5.根据权利要求4所述的一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用***，其特征在于，所述循环水进水管道设有可调节开度的第四阀门。
6.根据权利要求5所述的一种带压力匹配器的机炉余热耦合利用***，其特征在于，还包括用于计算所述机炉余热耦合利用***机组节能量指标的节能量指标计算模块，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门的开度基于计算所得的机组节能量指标以及机组整体经济效益最大化原则设定。
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