CN114263924B - 一种火电厂烟气余热回收储能*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火电厂烟气余热回收储能***，包括锅炉、省煤器、脱硝装置、空气预热器、高温烟气换热器、中温烟气换热器、高温水储罐、低温水储罐、进水主管、进气通道和排烟管，高温烟气换热器、中温烟气换热器均设于尾管内，空气预热器设于进气通道上，排烟管的出口分成排烟支路一与排烟支路二，排烟支路一与空气预热器连通，排烟支路二依次与高温烟气换热器、中温烟气换热器连通。本发明通过高温水储罐和低温水储罐运行来配合进水主管上凝结水节流方式，可提升机组的升降负荷速率，提高机组爬坡能力，维持***安全稳定运行，低负荷运行时，本发明通过高温水储罐的储放来提高的SCR脱硝装置前的烟气温度，提高脱除效率。

Description

一种火电厂烟气余热回收储能***

技术领域

本发明涉及燃煤电站锅炉烟气余热利用技术，尤其涉及一种火电厂烟气余热回收储能***。

背景技术

在燃煤发电机组中，排烟携带大量可利用热量排入环境，是大型燃煤电站锅炉的主要热损失。可再生能源发电需要依靠火电机组调峰消纳，提高燃煤发电机组的运行灵活性具有重要意义，同时，燃煤发电机组在低负荷运行时也会导致SCR脱硝装置效率降低，机组安全稳定运行的能力以及提升爬坡速率也会降低。此外，锅炉尾部空气预热器换热温差大，不可逆损失也较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高温水储罐和低温水储罐运行来配合进水主管上凝结水节流方式，可提升机组的升降负荷速率，提高机组爬坡能力，维持***安全稳定运行，可提高的SCR脱硝装置前的烟气温度，提高脱除效率的火电厂烟气余热回收储能***。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种火电厂烟气余热回收储能***，包括锅炉、省煤器、脱硝装置、空气预热器、高温烟气换热器、中温烟气换热器、高温水储罐、低温水储罐、进水主管、进气通道和排烟管，所述省煤器设于锅炉内，所述脱硝装置设于锅炉的尾管处，所述高温烟气换热器、中温烟气换热器均设于尾管内，所述进水主管与省煤器连接，所述进气通道与锅炉连接，所述空气预热器设于进气通道上，所述排烟管的入口与脱硝装置连接且出口分成排烟支路一与排烟支路二，所述排烟支路一与空气预热器连通，所述排烟支路二依次与高温烟气换热器、中温烟气换热器连通，所述高温烟气换热器的入口通过支管一与进水主管连接且出口通过支管二与进水主管连接，所述中温烟气换热器的入口通过支管三与进水主管连接且出口通过支管四与进水主管连接，所述高温水储罐入口通过支管五与支管二连接且出口通过支管六与支管二连接，所述低温水储罐入口通过支管七与支管三连接且出口通过支管八与支管四连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述余热回收储能***还包括暖风器和低温烟气换热器，所述暖风器设于进气通道上，所述低温烟气换热器设于尾管内，所述排烟支路一依次与暖风器、空气预热器连通，所述排烟支路二依次与高温烟气换热器、中温烟气换热器、低温烟气换热器连通，所述暖风器分别通过循环水管一和循环水管二与低温烟气换热器连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支管五上设有开关阀五，所述支管六上设有开关阀六，所述支管七上设有开关阀七，所述支管八上设有开关阀八。

作为上述技术方案的进一步改进，所述循环水管一上设有循环水泵。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进水主管上依次设有低压加热器、除氧器和高压加热器，所述高压加热器设于支管一与支管二之间，所述低压加热器设于支管三与支管四之间。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进水主管于除氧器与高压加热器之间设有给水泵。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支管三通过并联分支管与进水主管连接，所述进水主管于并联分支管与支管三之间设有低压加热器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进水主管的入口设有凝汽器和凝结水泵。

作为上述技术方案的进一步改进，所述高温水储罐内的水的温度为260℃～270℃。

作为上述技术方案的进一步改进，所述低温水储罐内的水的温度为70℃～80℃。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的火电厂烟气余热回收储能***，将锅炉尾部烟气分流成两部分，一部分用于加热进入锅炉的空气，另一部分用于加热进入锅炉的给水，通过高温水储罐和低温水储罐运行来配合进水主管上凝结水节流方式，可提升机组的升降负荷速率，提高机组爬坡能力，维持***安全稳定运行。此外，低负荷运行时，本发明通过高温水储罐的储放来提高的SCR脱硝装置前的烟气温度，提高脱除效率。

附图说明

图1是本发明的火电厂烟气余热回收储能***的结构及原理示意图。

图中各标号表示：

1、锅炉；2、省煤器；3、脱硝装置；4、空气预热器；5、暖风器；6、高温烟气换热器；7、中温烟气换热器；8、低温烟气换热器；9、高温水储罐；10、进水主管；11、进气通道；12、排烟管；13、尾管；14、排烟支路一；15、排烟支路二；16、支管一；17、支管二；18、支管三；19、支管四；20、循环水管一；21、循环水管二；22、支管五；23、支管六；24、支管七；25、支管八；26、开关阀五；27、开关阀六；28、开关阀七；29、开关阀八；30、循环水泵；31、低压加热器；32、除氧器；33、高压加热器；34、给水泵；35、并联分支管；36、凝汽器；37、凝结水泵；38、低温水储罐。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本实施例的火电厂烟气余热回收储能***，包括锅炉1、省煤器2、脱硝装置3、空气预热器4、高温烟气换热器6、中温烟气换热器7、高温水储罐9、低温水储罐38、进水主管10、进气通道11和排烟管12，省煤器2设于锅炉1内，脱硝装置3设于锅炉1的尾管13处，高温烟气换热器6、中温烟气换热器7均设于尾管13内，进水主管10与省煤器2连接，向锅炉1供水。进气通道11与锅炉1连接，向锅炉1供气。

空气预热器4设于进气通道11上，空气预热器4部分位于尾管13内。排烟管12的入口与脱硝装置3连接且出口分成排烟支路一14与排烟支路二15，排烟支路一14与空气预热器4连通，沿着烟气排出方向，排烟支路二15依次与高温烟气换热器6、中温烟气换热器7连通。高温烟气分成两路，一路依次经过高温烟气换热器6、中温烟气换热器7逐级对进入锅炉1内的水进行加热，另一路经过空气预热器4，对外部的进气通道11内进入锅炉1的空气加热。

高温烟气换热器6的入口通过支管一16与进水主管10连接且出口通过支管二17与进水主管10连接，即进水主管10的部分水经过高温烟气换热器6加热后又返回进水主管10。中温烟气换热器7的入口通过支管三18与进水主管10连接且出口通过支管四19与进水主管10连接，即进水主管10的部分水经过中温烟气换热器7加热后又返回进水主管10。

高温水储罐9入口通过支管五22与支管二17连接且出口通过支管六23与支管二17连接。低温水储罐38入口通过支管七24与支管三18连接且出口通过支管八25与支管四19连接。

当机组升负荷时，此时打开支管八25，释放低温水储罐38内的低温水补充进水主管10水位；同时，打开支管六23，释放高温水储罐9内的高温水增加进水主管10的给水流量，进入省煤器2的水量增大，实现机组快速升负荷，3.5％额定负荷/分钟。

当机组降负荷时，此时打开支管七24，将部分中温烟气换热器7进口的给水储存至低温水储罐38；同时，打开支管五22，将部分高温烟气换热器6出口的给水储存至高温水储罐9，减小进入锅炉1内省煤器2的给水流量，实现快速降负荷。

当机组低负荷运行时，打开支管八25，关闭支管六23，将部分高温烟气换热器6出口的给水储存至高温水储罐9，减小进入省煤器2的给水流量，进而提高SCR脱硝装置3前的烟气温度；当机组负荷升高后，关闭支管八25和支管六23。

该火电厂烟气余热回收***，将锅炉尾部烟气分流成两部分，一部分用于加热进入锅炉1的空气，另一部分用于加热进入锅炉的给水，可实现烟气余热的梯级利用。加热供给水主要是通过高温烟气换热器6、中温烟气换热器7吸收烟气的热量给供给水加热。而加热空气主要通过空气预热器4加热实现，空气预热器4的热源来自脱硝装置3分流出来的烟气。通过高温水储罐9和低温水储罐38运行来配合进水主管10上凝结水节流方式，可提升机组的升降负荷速率，提高机组爬坡能力，维持***安全稳定运行。此外，低负荷运行时，本发明通过高温水储罐的储放来提高的SCR脱硝装置前的烟气温度，提高脱除效率。

本实施例中，余热回收储能***还包括暖风器5和低温烟气换热器8，暖风器5设于进气通道11上，低温烟气换热器8设于尾管13内。沿着进气方向，排烟支路一14依次与暖风器5、空气预热器4连通。沿着烟气排出方向，排烟支路二15依次与高温烟气换热器6、中温烟气换热器7、低温烟气换热器8连通。暖风器5分别通过循环水管一20和循环水管二21与低温烟气换热器8连接。而加热空气主要通过暖风器5和空气预热器4逐次加热实现，一次加热为暖风器5，暖风器5的热源来自低温烟气换热器8吸收中温烟气换热器7出来的烟气，此为低温加热空气，二次加热为空气预热器4，空气预热器4的热源来自脱硝装置3分流出来的烟气，此为高温加热。通过暖风器5和低温烟气换热器8进一步实现了烟气余热的梯级利用，同时，通过暖风器5初步预热空气，被预热后的空气再进入空气预热器4加热，降低了空气预热器4的换热温差和不可逆损失。从空气预热器4出来的烟气和从中温烟气换热器内出来的烟气汇合一起进入低温烟气换热器8，最后排出至环境中。

本实施例中，支管五22上设有开关阀五26，支管六23上设有开关阀六27，支管七24上设有开关阀七28，支管八25上设有开关阀八29。通过各开关阀来控制各支管的接通与断开。

本实施例中，循环水管一20上设有循环水泵30。利用循环水泵30来带动循环水管一20和循环水管二21内水的流动，具体为低温烟气换热器8内的热水经循环水泵30和循环水管一20进入暖风器5换热后，降温的冷水再经过循环水管二21重新进入低温烟气换热器8内利用烟气进行加热。

本实施例中，进水主管10的入口设有凝汽器36和凝结水泵37。进水主管10上依次设有低压加热器31、除氧器32和高压加热器33，高压加热器33设于支管一16与支管二17之间，低压加热器31设于支管三18与支管四19之间。进水主管10于除氧器32与高压加热器33之间设有给水泵34。支管三18通过并联分支管35与进水主管10连接，进水主管10于并联分支管35与支管三18之间设有低压加热器31。低压加热器31为3号低压加热器。高压加热器33为8号高压加热器。

本实施例的火电厂烟气余热回收储能***具体运行方法为：

脱硝装置3后的烟气分为两路，一路在空气预热器4中加热空气；另一路依次在高温烟气换热器6和中温烟气换热器7内加热分流给水。空气预热器4出口烟气与中温烟气换热器7出口烟气汇合后，进入低温烟气换热器8加热水介质，最后排至环境。

从凝结水泵37出口和低压加热器31出口分流出部分给水进入中温烟气换热器7吸收热量，后流入除氧器32；从给水泵34出口分流出部分给水进入高温烟气换热器6吸收热量，后流入省煤器2。

水介质在低温烟气换热器8中吸收烟气热量，后于暖风器5中释放热量，加热进入锅炉1的空气。

空气先由暖风器5加热，然后再经空气预热器4加热，最后进入锅炉1。

开关阀五26、开关阀六27、开关阀七28、开关阀八29初始为关闭状态。

当机组升负荷时，减小凝结水泵37的凝结水流量，从而降低低压加热器31抽汽量，此时打开开关阀八29，释放低温水储罐38工质补充除氧器32水位；同时，打开开关阀六27，释放高温水储罐9工质增加给水流量，实现快速升负荷。

当机组降负荷时，增加凝结水泵37的凝结水流量和低压加热器31抽汽量，此时打开开关阀七28，将部分中温烟气换热器7进口的给水储存至低温水储罐38；同时，打开开关阀五26，将部分高温烟气换热器6出口的给水储存至高温水储罐9，减小进入省煤器2的给水流量，实现快速降负荷。

当机组低负荷运行时，打开开关阀五26，关闭开关阀六27，将部分高温烟气换热器6出口的给水储存至高温水储罐9，减小进入省煤器2的给水流量，进而提高SCR脱硝装置3前的烟气温度；当机组负荷升高后，关闭开关阀五26和开关阀六27。

当机组低负荷运行时，切除低压加热器31以减小低压缸的抽汽量，打开开关阀八29，采用低温水储罐38工质补充除氧器32水位，确保低压缸大于最小凝汽流量，维持***安全稳定运行。

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。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种火电厂烟气余热回收储能***，其特征在于：包括锅炉（1）、省煤器（2）、脱硝装置（3）、空气预热器（4）、高温烟气换热器（6）、中温烟气换热器（7）、高温水储罐（9）、低温水储罐（38）、进水主管（10）、进气通道（11）和排烟管（12），所述省煤器（2）设于锅炉（1）内，所述脱硝装置（3）设于锅炉（1）的尾管（13）处，所述高温烟气换热器（6）、中温烟气换热器（7）均设于尾管（13）内，所述进水主管（10）与省煤器（2）连接，所述进气通道（11）与锅炉（1）连接，所述空气预热器（4）设于进气通道（11）上，所述排烟管（12）的入口与脱硝装置（3）连接且出口分成排烟支路一（14）与排烟支路二（15），所述排烟支路一（14）与空气预热器（4）连通，所述排烟支路二（15）依次与高温烟气换热器（6）、中温烟气换热器（7）连通，所述高温烟气换热器（6）的入口通过支管一（16）与进水主管（10）连接且出口通过支管二（17）与进水主管（10）连接，所述中温烟气换热器（7）的入口通过支管三（18）与进水主管（10）连接且出口通过支管四（19）与进水主管（10）连接，所述高温水储罐（9）入口通过支管五（22）与支管二（17）连接且出口通过支管六（23）与支管二（17）连接，所述低温水储罐（38）入口通过支管七（24）与支管三（18）连接且出口通过支管八（25）与支管四（19）连接，所述支管五（22）上设有开关阀五（26），所述支管六（23）上设有开关阀六（27），所述支管七（24）上设有开关阀七（28），所述支管八（25）上设有开关阀八（29），所述进水主管（10）上依次设有低压加热器（31）、除氧器（32）和高压加热器（33），所述高压加热器（33）设于支管一（16）与支管二（17）之间，所述低压加热器（31）设于支管三（18）与支管四（19）之间，所述支管三（18）通过并联分支管（35）与进水主管（10）连接，所述进水主管（10）于并联分支管（35）与支管三（18）之间设有低压加热器（31），所述进水主管（10）的入口设有凝汽器（36）和凝结水泵（37）；

当机组低负荷运行时，打开开关阀五（26），关闭开关阀六（27），将部分高温烟气换热器（6）出口的给水储存至高温水储罐（9），减小进入省煤器（2）的给水流量，进而提高SCR脱硝装置（3）前的烟气温度；当机组负荷升高后，关闭开关阀五（26）和开关阀六（27）；

当机组低负荷运行时，切除低压加热器（31）以减小低压缸的抽汽量，打开开关阀八（29），采用低温水储罐（38）工质补充除氧器（32）水位，确保低压缸大于最小凝汽流量。

2.根据权利要求1所述的火电厂烟气余热回收储能***，其特征在于：所述余热回收储能***还包括暖风器（5）和低温烟气换热器（8），所述暖风器（5）设于进气通道（11）上，所述低温烟气换热器（8）设于尾管（13）内，所述排烟支路一（14）依次与暖风器（5）、空气预热器（4）连通，所述排烟支路二（15）依次与高温烟气换热器（6）、中温烟气换热器（7）、低温烟气换热器（8）连通，所述暖风器（5）分别通过循环水管一（20）和循环水管二（21）与低温烟气换热器（8）连接。

3.根据权利要求2所述的火电厂烟气余热回收储能***，其特征在于：所述循环水管一（20）上设有循环水泵（30）。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的火电厂烟气余热回收储能***，其特征在于：所述进水主管（10）于除氧器（32）与高压加热器（33）之间设有给水泵（34）。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的火电厂烟气余热回收储能***，其特征在于：所述高温水储罐（9）内的水的温度为260℃～270℃。

6.根据权利要求5所述的火电厂烟气余热回收储能***，其特征在于：所述低温水储罐（38）内的水的温度为70℃～80℃。