CN111637433A - 烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电*** - Google Patents

烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***，***包括：闪蒸扩容器、汽轮机、凝汽器和烟气换热器，所述闪蒸扩容器、所述汽轮机、所述凝汽器和所述烟气换热器首尾依次连接，所述烟气换热器适于设置在锅炉的排烟路径中，以进行烟气和凝结水的换热。由此，该***一方面可以有效降低锅炉的排烟温度，可以减少热损失，另一方面可以合理利用烟气温度升高凝结水温度，从而使得***能够进行发电，不仅能节约能源并且可以节省工程的投资费用。

Description

烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***
技术领域
本发明涉及余热发电技术领域，尤其是涉及一种烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***。
背景技术
目前我国的能源消耗总量大，污染物排放量高，对全球气候及环境影响备受国际社会关注。减少污染物排放，是目前治理环境污染的主要途径。
相关技术中，在锅炉工作时，从烟囱出来的烟气的温度称为排烟温度。排烟温度60℃(电力)-250℃(钢铁/化工/焦化)，除了锅炉的排烟热损失增加，锅炉效率下降外，还会对其后的设备如：除尘器、风机、脱硫装置等的安全和经济运行造成一定的影响。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***，该***可以利用烟气余热发电，从而可以减少排烟热损失，而且节省能源，有利于环保。
根据本发明实施例的烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***，包括：闪蒸扩容器、汽轮机、凝汽器和烟气换热器，所述闪蒸扩容器、所述汽轮机、所述凝汽器和所述烟气换热器首尾依次连接，所述烟气换热器适于设置在锅炉的排烟路径中，以在所述烟气换热器处进行烟气和凝结水的换热。
根据本发明实施例的烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***，一方面可以有效降低排烟温度，烟气换热器把烟气温度降低到60℃，另一方面可以合理利用烟气温度升高凝结水温度，从而使得***能够进行发电，此种方式可以有效将烟气余热回收并用于发电，符合能源节约与资源综合利用技术范畴，不仅能节约能源并且可以节省工程的投资费用。
在本发明的一些示例中，所述闪蒸扩容器至少为两个。
在本发明的一些示例中，所述闪蒸扩容器为两个且分别为一级闪蒸扩容器和二级闪蒸扩容器，所述一级闪蒸扩容器和所述二级闪蒸扩容器均设置有凝结水进口、蒸汽出口和凝结水出口，所述一级闪蒸扩容器的蒸汽出口与所述二级闪蒸扩容器的蒸汽出口均与所述汽轮机相连接，所述一级闪蒸扩容器的凝结水进口与所述烟气换热器相连接，所述一级闪蒸扩容器的凝结水出口与所述二级闪蒸扩容器的凝结水进口相连接，所述二级闪蒸扩容器的凝结水出口与所述烟气换热器相连接。
在本发明的一些示例中，所述***还包括：混水器，所述二级闪蒸扩容器的凝结水出口和所述凝汽器的凝结水出口通过所述混水器与所述烟气换热器相连接。
在本发明的一些示例中，所述一级闪蒸扩容器的蒸汽出口和所述汽轮机的进汽口之间设置有进汽控制阀，所述二级闪蒸扩容器的蒸汽出口和所述汽轮机的补汽口之间设置有补汽控制阀。
在本发明的一些示例中，所述烟气换热器包括对应烟气的冷端受热壁，所述冷端受热壁为ND钢材板壁、Corten钢材板壁、氟塑料板壁。
在本发明的一些示例中，所述***还包括：抽真空设备，所述抽真空设备与所述凝汽器相连接，以抽取其内部的不凝结气体。
在本发明的一些示例中，所述抽真空设备包括：射水泵和射水抽气器，所述射水泵与所述射水抽气器相连接，所述射水抽气器还与所述凝汽器相连接。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一种实施例的烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***的示意图；
图2是根据本发明另一种实施例的烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***的示意图。
附图标记：
烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***100；
锅炉1；除尘器2；风机3；烟气换热器4；脱硫装置5；烟囱6；
一级闪蒸扩容器21；二级闪蒸扩容器22；汽轮机23；凝汽器24；混水器25；进汽控制阀26，补汽控制阀27。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***100，该烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***100在烟气余热回收***10上实施，其能够合理利用烟气余热回收***10的烟气，并且能够有效降低烟气温度。
如图1和图2所示，烟气余热回收***10包括：锅炉1、除尘器2、风机3和脱硫装置5，锅炉1、除尘器2、风机3和脱硫装置5依次连接，该烟气余热回收***10还包括：烟囱6，烟囱6用于排出烟气，烟囱6连接在脱硫装置5之后。脱硫装置5可以为脱硫塔。
如图1和图2所示，烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***100包括：闪蒸扩容器、汽轮机23、凝汽器24和烟气换热器4，闪蒸扩容器、汽轮机23、凝汽器24和烟气换热器4首尾依次连接，形成一个循环回路，而烟气换热器4适于设置在烟气余热回收***10的锅炉1的排烟路径中，凝汽器24可以利用冷却塔的冷却水将汽轮机23内排出的蒸汽凝结成凝结水。
其中，凝汽器24排出的凝结水流入烟气换热器4，并且在烟气换热器4处与烟气进行换热，从而可以深度降低排烟温度，而进入烟气换热器4的凝结水温度为70℃，凝结水的水温可以从70℃提高到100℃，从而能够实现饱和蒸汽发电的要求，高温凝结水进入到闪蒸扩容器，并且一部分凝结水在闪蒸扩容器的扩容减压后变成饱和蒸汽供入汽轮机23，从而进行发电，经过汽轮机23的蒸汽再通过凝汽器24凝结成凝结水，进而完成一个循环。
其中，烟气换热器4的位置并不唯一，例如，如图1所示，烟气换热器4连接在脱硫装置5之前，具体地，烟气换热器4连接在除尘器2和风机3之间。其中，脱硫装置5之前设置烟气换热器4，可以将排烟温度由较高的175(电力)-270℃(钢铁/化工/焦化)下降低到115℃(电力)-210℃(钢铁/化工/焦化)。又如，如图2所示，烟气换热器4连接在脱硫装置5之后，具体地，烟气换热器4连接在脱硫装置5和烟囱6之间。其中，脱硫装置5之后设置烟气换热器4，可以将排烟温度由较高的250℃(钢铁/化工/焦化)下降低到190℃(钢铁/化工/焦化)。上述两种烟气换热器4的设置均可以实现深度降低排烟温度的节能改造利用。
由此，根据本发明实施例的烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***100，一方面可以有效降低排烟温度，烟气换热器4把烟气温度降低到60℃，可以减缓对烟气余热回收***10的相关部件的腐蚀，另一方面可以合理利用烟气温度升高凝结水温度，从而使得烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***100能够进行发电，这样可将余热烟气换热后的凝结水深度挖掘其升温后的潜热进行发电，大大提高能源的利用效率，符合能源节约与资源综合利用技术范畴，不仅能节约能源并且可以节省工程的投资费用。
根据本发明的一个可选实施例，闪蒸扩容器至少为两个。换言之，闪蒸扩容器可以为多级闪蒸扩容器，而非单级闪蒸扩容器，采用多级闪蒸扩容器，可以多次对高温凝结水扩容减压，从而可以将更多的闪蒸蒸汽用于汽轮机23发电，可以提高烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***100的发电效率。
进一步地，如图1和图2所示，闪蒸扩容器为两个，而且两个闪蒸扩容器分别为一级闪蒸扩容器21和二级闪蒸扩容器22，一级闪蒸扩容器21和二级闪蒸扩容器22均设置有凝结水进口、蒸汽出口和凝结水出口，一级闪蒸扩容器21的蒸汽出口与二级闪蒸扩容器22的蒸汽出口均与汽轮机23相连接，一级闪蒸扩容器21的凝结水进口与烟气换热器4相连接，一级闪蒸扩容器21的凝结水出口与二级闪蒸扩容器22的凝结水进口相连接，二级闪蒸扩容器22的凝结水出口与烟气换热器4相连接。换言之，在烟气换热器4和汽轮机23之间，一级闪蒸扩容器21和二级闪蒸扩容器22依次串联连接，而且二级闪蒸扩容器22还可以将凝结水再次供入烟气换热器4内进行换热，此种方式可以将凝结水升温过程中的能量深度挖掘出来，可以提高电厂效率。
其中，一级闪蒸扩容器21的蒸汽出口和汽轮机23的进汽口之间设置有进汽控制阀26，进汽控制阀26可以控制一级闪蒸扩容器21进入到汽轮机23的蒸汽量，二级闪蒸扩容器22的蒸汽出口和汽轮机23的补汽口之间设置有补汽控制阀27，补汽控制阀27可以控制二级闪蒸扩容器22进入到汽轮机23的蒸汽量。
具体地，如图1和图2所示，烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***100还包括：混水器25，二级闪蒸扩容器22的凝结水出口和凝汽器24的凝结水出口通过混水器25与烟气换热器4相连接。换言之，混水器25具有两个进口，两个进口分别与二级闪蒸扩容器22的凝结水出口和凝汽器24的凝结水出口相连接，混合器25可以起到混合凝结水的作用，从而可以使得整个***结构简单，凝结水流动顺畅自然。另外，其还可用于钢厂，冶金，化工等余热锅炉1的烟气回收***中。不仅可以回收烟气的余热，还可以提高全厂的用电效率，降低厂用电率。
可选地，烟气换热器4包括对应烟气的冷端受热壁，冷端受热壁为ND钢材板壁、Corten钢材板壁、氟塑料板壁。由此，采用上述材料，可以解决传热管低温腐蚀的难题。根据试验结果，确定选用ND钢、Corten钢(考登钢)、氟塑料等材料的换热设备预期20年的寿命周期内，烟气余热回收***10的运行是安全可靠的。
凝汽器24中的不凝结气体若不及时排除，将逐步破坏凝汽器24真空，降低机组的运行经济性。为保证凝汽器24真空，抽出凝汽器24中的不凝气体，烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***100还包括：抽真空设备(图未示出)，抽真空设备与凝汽器24相连接，以抽取其内部的不凝结气体。抽真空设备包括：射水泵和射水抽气器，射水泵与射水抽气器相连接，射水抽气器还与凝汽器24相连接。本工程每台机组设置了两台高位布置的射水抽气器，并配两台射水泵。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***，其特征在于，包括：闪蒸扩容器、汽轮机、凝汽器和烟气换热器，所述闪蒸扩容器、所述汽轮机、所述凝汽器和所述烟气换热器首尾依次连接，所述烟气换热器适于设置在锅炉的排烟路径中，以在所述烟气换热器处进行烟气和凝结水的换热。
2.根据权利要求1所述的烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***，其特征在于，所述闪蒸扩容器至少为两个。
3.根据权利要求2所述的烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***，其特征在于，所述闪蒸扩容器为两个且分别为一级闪蒸扩容器和二级闪蒸扩容器，所述一级闪蒸扩容器和所述二级闪蒸扩容器均设置有凝结水进口、蒸汽出口和凝结水出口，所述一级闪蒸扩容器的蒸汽出口与所述二级闪蒸扩容器的蒸汽出口均与所述汽轮机相连接，所述一级闪蒸扩容器的凝结水进口与所述烟气换热器相连接，所述一级闪蒸扩容器的凝结水出口与所述二级闪蒸扩容器的凝结水进口相连接，所述二级闪蒸扩容器的凝结水出口与所述烟气换热器相连接。
4.根据权利要求3所述的烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***，其特征在于，还包括：混水器，所述二级闪蒸扩容器的凝结水出口和所述凝汽器的凝结水出口通过所述混水器与所述烟气换热器相连接。
5.根据权利要求3所述的烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***，其特征在于，所述一级闪蒸扩容器的蒸汽出口和所述汽轮机的进汽口之间设置有进汽控制阀，所述二级闪蒸扩容器的蒸汽出口和所述汽轮机的补汽口之间设置有补汽控制阀。
6.根据权利要求1所述的烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***，其特征在于，所述烟气换热器包括对应烟气的冷端受热壁，所述冷端受热壁为ND钢材板壁、Corten钢材板壁、氟塑料板壁。
7.根据权利要求1所述的烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***，其特征在于，还包括：抽真空设备，所述抽真空设备与所述凝汽器相连接，以抽取其内部的不凝结气体。
8.根据权利要求7所述的烟气余热回收饱和蒸汽闪蒸发电***，其特征在于，所述抽真空设备包括：射水泵和射水抽气器，所述射水泵与所述射水抽气器相连接，所述射水抽气器还与所述凝汽器相连接。
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