CN109595046B - 大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电*** - Google Patents
大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电***，包括燃煤锅炉、汽轮发电机组、吸收式热泵、烟气余热回收塔、热网加热器；燃煤锅炉通过新蒸汽管路与汽轮发电机组连接；燃煤锅炉的烟气出口与所述烟气余热回收塔连接；汽轮发电机组通过热泵驱动蒸汽管路与吸收式热泵连接；烟气余热回收塔通过冷却介质管路与吸收式热泵连接；汽轮发电机组通过汽轮机排汽或抽汽管路与所述热网加热器连接。本发明实现了燃煤机组锅炉烟气余热与汽轮机排汽余热的梯级回收利用，提高了整套机组热电联产效率5％以上，大大减少了机组热电联产能耗。
Description
技术领域
本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电***。
背景技术
大型燃煤机组的锅炉排烟和汽轮机排汽均存在余热损失。对于燃煤锅炉，排烟不仅仅造成余热浪费和烟气中水分损失，还导致烟气白烟等环保问题。
对于三北地区燃煤热电联产机组，一般都处于大城市附近，供热需求都比较大。此外，小锅炉供热导致的环保问题比较突出，大城市近些年对于清洁供热问题比较重视。燃煤机组导致的环保排放问题，近年比较突出。
对于不增加新机组条件下，提高现有机组的供热能力，是解决供热需求、清洁供暖的一项重要课题。对于燃煤机组，锅炉烟气余热和汽轮机排汽余热，都可以利用以增加对外供热。但是燃煤锅炉烟气余热用于供热的方案当前尚不成熟。
如何同时回收大型燃煤机组的锅炉烟气废热和汽轮机的排汽余热，使得燃煤机组的余热均得到有效利用，是亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电***，实现燃煤机组锅炉烟气余热与汽轮机排汽余热的梯级回收利用，提高整套机组热电联产效率，大大减少机组热电联产能耗。
本发明提供了一种大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电***，包括燃煤锅炉、汽轮发电机组、吸收式热泵、烟气余热回收塔、热网加热器；所述燃煤锅炉通过新蒸汽管路与汽轮发电机组连接，用于将燃煤锅炉中受热面产生的新蒸汽经过所述新蒸汽管路输送至汽轮发电机组的汽轮机进汽口；所述燃煤锅炉的烟气出口与所述烟气余热回收塔连接，用于将燃煤锅炉烟气输送至所述烟气余热回收塔中通过冷却介质冷却后，直接送往烟囱；所述汽轮发电机组通过热泵驱动蒸汽管路与吸收式热泵连接，用于将汽轮发电机组的汽缸排汽或者中间抽汽作为所述吸收式热泵的驱动蒸汽；所述烟气余热回收塔通过冷却介质管路与吸收式热泵连接，在所述吸收式热泵与烟气余热回收塔之间建立冷却介质循环，用于通过冷却介质管路将在所述烟气余热回收塔中回收烟气余热的冷却介质送入所述吸收式热泵的换热器中加热热网水回水；所述汽轮发电机组通过汽轮机排汽或抽汽管路与所述热网加热器连接，用于通过汽轮机排汽或抽汽加热热网循环水管路中的热网循环水。
进一步地，所述吸收式热泵将热网水回水初步加热后通过热网循环水管路送入所述热网加热器中继续加热至要求的供水温度。
进一步地，所述冷却介质管路的回路设有冷却介质循环泵，用于通过所述冷却介质循环泵将增压后的冷却介质泵入所述烟气余热回收塔。
进一步地，所述热网加热器通过热网加热器疏水管路与汽轮机热力***连接，用于将疏水排入汽轮机热力***。
进一步地，所述烟气余热回收塔采用冷却介质喷水雾化与烟气直接接触换热。
进一步地，所述烟气余热回收塔采用冷却介质喷水经过填料雾化再与烟气直接接触换热。
进一步地，所述烟气余热回收塔采用表面换热式换热装置与烟气换热。
进一步地，所述烟气余热回收塔与锅炉烟气脱硫塔设置为一体化装置。
进一步地，所述吸收式热泵采用电动驱动方式替代蒸汽驱动方式。
借由上述方案，通过大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电***，实现了燃煤机组锅炉烟气余热与汽轮机排汽余热的梯级回收利用，提高了整套机组热电联产效率5％以上，大大减少了机组热电联产能耗。
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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电***的结构示意图。
图中标号：
1-燃煤锅炉；2-汽轮发电机组；3-吸收式热泵；4-烟气余热回收塔；5-冷却介质循环泵；6-热网加热器；7-热网循环水管路；8-热泵驱动蒸汽管路；9-汽轮机排汽或抽汽管路；10-新蒸汽管路；11-热网加热器疏水管路；12-锅炉烟气管路；13-冷却介质管路。
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大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电***，包括燃煤锅炉1、汽轮发电机组2、吸收式热泵3、烟气余热回收塔4、热网加热器6；燃煤锅炉1通过新蒸汽管路10与汽轮发电机组2连接，用于将燃煤锅炉中受热面产生的新蒸汽经过新蒸汽管路10输送至汽轮发电机组2的汽轮机进汽口；燃煤锅炉1的烟气出口与烟气余热回收塔4连接，用于将燃煤锅炉烟气输送至烟气余热回收塔4中通过冷却介质冷却后，直接送往烟囱；汽轮发电机组2通过热泵驱动蒸汽管路8与吸收式热泵3连接，用于将汽轮发电机组2的汽缸排汽或者中间抽汽作为吸收式热泵3的驱动蒸汽；烟气余热回收塔4通过冷却介质管路13与吸收式热泵3连接，在吸收式热泵3与烟气余热回收塔4之间建立冷却介质循环，用于通过冷却介质管路13将在烟气余热回收塔4中回收烟气余热的冷却介质送入吸收式热泵3的换热器中加热热网水回水；汽轮发电机组2通过汽轮机排汽或抽汽管路9与热网加热器6连接，用于通过汽轮机排汽或抽汽加热热网循环水管路7中的热网循环水。
通过该大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电***，能够实现燃煤机组锅炉烟气余热与汽轮机排汽余热的梯级回收利用，提高整套机组热电联产效率5％以上，大大减少机组热电联产能耗。
在本实施例中，吸收式热泵3将热网水回水初步加热后通过热网循环水管路7送入热网加热器6中继续加热至要求的供水温度。
在本实施例中，冷却介质管路13的回路设有冷却介质循环泵5，用于通过冷却介质循环泵5将增压后的冷却介质泵入烟气余热回收塔4。
在本实施例中，热网加热器6通过热网加热器疏水管路11与汽轮机热力***连接，用于将疏水排入汽轮机热力***。
在本实施例中，烟气余热回收塔4采用冷却介质喷水雾化与烟气直接接触换热。
在本实施例中，烟气余热回收塔4也可采用冷却介质喷水经过填料雾化再与烟气直接接触换热。
在本实施例中，烟气余热回收塔4还可采用表面换热式换热装置与烟气换热。
在本实施例中，烟气余热回收塔4与锅炉烟气脱硫塔设置为一体化装置。
在本实施例中，吸收式热泵3也可采用电动驱动方式替代蒸汽驱动方式。
下面对本发明作进一步详细说明。
该大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热梯级回收高效发电***，包括燃煤锅炉1、汽轮发电机组2、吸收式热泵3、烟气余热回收塔4、冷却介质循环泵5、热网加热器6、热网循环水管路7、热泵驱动蒸汽管路8、汽轮机排汽或抽汽管路9、新蒸汽管路10、热网加热器疏水管路11、锅炉烟气管路12、冷却介质管路13。燃煤锅炉1中受热面产生的新蒸汽经过蒸汽管路10进入汽轮发电机组2的汽轮机进汽口，燃煤锅炉1烟气经过必要处理后，进入烟气余热回收塔4被冷却后，直接去往烟囱，汽轮发电机组2的汽缸排汽或者中间抽汽经过热泵驱动蒸汽管路8作为吸收式热泵3的驱动蒸汽，烟气余热回收塔4中烟气被冷却介质冷却并回收余热后，通过冷却介质管路13进入吸收式热泵3的换热器被提取，冷却介质循环泵5通过冷却介质管路13把增压后的冷却介质打入烟气余热回收塔4，并在吸收式热泵3与烟气余热回收塔4之间建立冷却介质循环，汽轮发电机组2的汽轮机排汽或抽汽通过汽轮机排汽或抽汽管路9进入热网加热器6，加热热网循环水管路7中的热网循环水，同时其疏水经过热网加热器疏水管路11重新回到汽轮机热力***，吸收式热泵3将热网水回水初步加热后通过热网循环水管路7送入热网加热器6中继续加热至要求的供水温度。
该***可以将燃煤锅炉1排烟余热在烟气余热回收塔4中回收，将锅炉排烟从120℃最终降低至烟气露点以下如30℃，并通过吸收式热泵3将烟气余热提取，将热网水回水从50℃加热到80℃，加热的热网水再进入热网加热器6中进一步回收汽轮发电机组2的汽缸排汽余热，使得热网水温度进一步提高到120℃，从而实现燃煤机组锅炉烟气余热与汽轮机排汽余热的梯级回收利用，可提高整套机组热电联产效率5％以上，大大减少了机组热电联产能耗。对于典型300MW等级燃煤机组，按照上述方法，可回收烟气余热约65MW，同时可以回收汽轮机排汽余热约120MW，可实现燃煤机组锅炉和汽轮机整个机组的余热全部回收，相比现有技术，可提高整套机组余热利用率达到100％，增加供热能力约50％，机组循环热效率提高15％。
在本实施例中，该烟气余热回收塔4兼具烟气余热回收和烟气水分回收的功能，同时可采用喷淋雾化等方式使得冷却介质与锅炉排烟充分混合接触，提高换热效果；通过吸收式热泵3，提取吸收烟气余热被加热后的冷却介质中的热量，用于对外供热加热热网水回水；通过汽轮机排汽余热回收装置及热网加热器6，汽轮机采用中缸排汽直接供热方式用于继续加热来自吸收式热泵3的热网水到合格热供水温度。
需要进一步说明的是，本实施例中，汽轮机排汽余热可以与锅炉烟气余热串联利用，即锅炉烟气余热被吸收式热泵3提取后初步加热热网水，进一步经过汽轮发电机组2的中缸排汽余热在热网加热器6中加热到需要的供水温度；同时，汽轮机排汽余热可以与锅炉烟气余热也可以并联利用。
本实施例中，烟气余热回收塔4，可以采用立式布置也可以采用卧式布置，可以采用冷却介质喷水雾化与烟气直接接触换热，也可以采用冷却介质喷水经过填料雾化再与烟气直接接触换热，同时也可以采用表面换热式换热装置。
本实施例中，吸收式热泵3采用驱动蒸汽驱动，也可以进一步采用电动驱动方式。进一步的，本实施例中，烟气余热回收塔4也可以和锅炉烟气脱硫塔设置为一体化装置。
此外，本实施提供的大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热梯级回收高效发电***，对于燃机联合循环机组的余热锅炉烟气余热和汽轮机余梯级回收，亦具有适用性和借鉴性。通过燃煤锅炉烟气余热和汽轮机排汽余热的梯级利用回收，可实现整个机组余热的全部利用和整个机组余热的近零排放，即同步实现锅炉排烟余热和汽轮机排汽余热的100％利用率，大幅提高机组运行效率。
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)
1.一种大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电***，其特征在于，包括燃煤锅炉、汽轮发电机组、吸收式热泵、烟气余热回收塔、热网加热器；所述燃煤锅炉通过新蒸汽管路与汽轮发电机组连接，用于将燃煤锅炉中受热面产生的新蒸汽经过所述新蒸汽管路输送至汽轮发电机组的汽轮机进汽口；
所述燃煤锅炉的烟气出口与所述烟气余热回收塔连接，用于将燃煤锅炉烟气输送至所述烟气余热回收塔中通过冷却介质冷却后，直接送往烟囱；
所述汽轮发电机组通过热泵驱动蒸汽管路与吸收式热泵连接，用于将汽轮发电机组的汽缸排汽或者中间抽汽作为所述吸收式热泵的驱动蒸汽；
所述烟气余热回收塔通过冷却介质管路与吸收式热泵连接，在所述吸收式热泵与烟气余热回收塔之间建立冷却介质循环，用于通过冷却介质管路将在所述烟气余热回收塔中回收烟气余热的冷却介质送入所述吸收式热泵的换热器中加热热网水回水；
所述汽轮发电机组通过汽轮机排汽或抽汽管路与所述热网加热器连接，用于通过汽轮机排汽或抽汽加热热网循环水管路中的热网循环水；
所述冷却介质管路的回路设有冷却介质循环泵，用于通过所述冷却介质循环泵将增压后的冷却介质泵入所述烟气余热回收塔；
所述热网加热器通过热网加热器疏水管路与汽轮机热力***连接，用于将疏水排入汽轮机热力***；
所述烟气余热回收塔采用表面换热式换热装置与烟气换热。
2.根据权利要求1所述的大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电***，其特征在于，所述吸收式热泵将热网水回水初步加热后通过热网循环水管路送入所述热网加热器中继续加热至要求的供水温度。
3.根据权利要求1所述的大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电***，其特征在于，所述烟气余热回收塔采用冷却介质喷水雾化与烟气直接接触换热。
4.根据权利要求1所述的大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电***，其特征在于，所述烟气余热回收塔采用冷却介质喷水经过填料雾化再与烟气直接接触换热。
5.根据权利要求1所述的大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电***，其特征在于，所述烟气余热回收塔与锅炉烟气脱硫塔设置为一体化装置。
6.根据权利要求1所述的大型燃煤机组锅炉余热与汽轮机余热耦合全回收发电***，其特征在于，所述吸收式热泵采用电动驱动方式替代蒸汽驱动方式。
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