[發(fā)明專利]電站機(jī)爐一體化冷端綜合優(yōu)化系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210586768.2
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103062754A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐鋼;黃圣偉;楊勇平;劉超;張國強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: F22D1/36
• 分類號: F22D1/36
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于節(jié)能減排領(lǐng)域，特別涉及一種電站機(jī)爐一體化冷端綜合優(yōu)化系統(tǒng)，具體說是：（1）空氣側(cè)，采用汽輪機(jī)排汽以及低壓抽汽逐級對冷空氣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的空氣再進(jìn)入主空氣預(yù)熱器進(jìn)一步加熱至所需溫度；（2）鍋爐省煤器出口的煙氣同時進(jìn)入主空氣預(yù)熱器和旁路煙道的第一、第二級煙水換熱器，出口煙氣經(jīng)鍋爐尾部匯合后進(jìn)入第三級煙水換熱器，其后再進(jìn)入除塵和脫硫裝置；（3）第一級煙水換熱器可用于加熱汽輪機(jī)給水、替代部分高壓抽汽，第二、三級煙水換熱器也可用于加熱較高溫度的凝結(jié)水、替代較高壓力的抽汽；（4）可根據(jù)機(jī)組煙氣溫度水平、各級抽汽參數(shù)等，靈活設(shè)計不同的煙氣余熱利用方式以及各級煙水換熱器與汽輪機(jī)汽水系統(tǒng)的連接方式。

背景技術(shù)

大型火電機(jī)組的節(jié)能減排是中國的重要能源戰(zhàn)略。在中國，燃煤電廠消耗了全國近一半的煤炭產(chǎn)量，一般燃煤機(jī)組的鍋爐排煙溫度在120-140℃左右，導(dǎo)致大量低品位能量直接排向環(huán)境，帶來巨大的余熱資源浪費(fèi)。隨著近年來煤炭能源價格的不斷上漲，以煤炭為基礎(chǔ)的發(fā)電成本日益提高，各火力發(fā)電廠面臨著巨大的節(jié)能壓力，不斷尋求降低煤耗?、節(jié)約能源方面新的應(yīng)用技術(shù)，并加大相關(guān)的資金投入。

煙氣余熱的有效利用是燃煤電站鍋爐節(jié)能的主要途徑，利用鍋爐尾部煙氣余熱加熱凝結(jié)水，不僅能有效降低鍋爐的排煙溫度，提高鍋爐效率，而且通過余熱換熱器輸入熱系統(tǒng)的熱量能夠排擠部分汽輪機(jī)的回?zé)岢槠谄麢C(jī)進(jìn)汽蒸汽量不變的情況下，排擠抽汽返回汽輪機(jī)繼續(xù)膨脹做功，排擠的抽汽級別越高，抽汽做的功就越多。而采用低級別的抽汽預(yù)熱冷空氣，置換出高溫?zé)煔饧訜崮Y(jié)水，可以排擠高級別的抽汽繼續(xù)做功。因此，在燃料輸入量不變的情況下，可以使汽機(jī)輸出功率增加，提高機(jī)組的熱效率與經(jīng)濟(jì)性。

德國Niederaussem電廠為回收利用高溫?zé)煔庥酂幔岣吣Y(jié)水入口溫度，替代更高能級的汽機(jī)抽汽，在煙氣余熱利用系統(tǒng)中集成了旁路煙道技術(shù)，從省煤器出口流出的高溫?zé)煔庖徊糠诌M(jìn)入空氣預(yù)熱器，另一部分進(jìn)入旁路煙道,加熱高溫?fù)Q熱器中的高壓給水以及低溫?fù)Q熱器中的凝結(jié)水，在并聯(lián)煙道之后布置冷風(fēng)預(yù)熱器，回收煙氣中煙溫水平較低的余熱。

德國Niederaussem電廠的余熱回收系統(tǒng)可節(jié)約發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗約7g/kWh，但由于德國電廠一般采用褐煤作為燃料，排煙溫度普遍較高，甚至高達(dá)160?℃，因此德國燃煤電廠的尾部煙氣余熱量很高。而中國燃煤電廠采用普通無煙煤和煙煤作為燃料，煙氣溫度水平相對較低，一般在120-140℃左右，和德國電廠的實(shí)際情況有較大區(qū)別，由于鍋爐尾部中低溫?zé)煔庵谐３：腥鏢O₂、SO₃、NO_x等腐蝕性氣體，當(dāng)壁面溫度降到酸露點(diǎn)以下時，低溫管壁易發(fā)生強(qiáng)烈的低溫?zé)煔飧g，同時與煙氣中的飛灰形成以硫酸鈣為主的水泥狀物質(zhì)，使煙氣側(cè)通風(fēng)阻力增大，風(fēng)機(jī)電耗增加，而且加劇了管壁的腐蝕，嚴(yán)重影響鍋爐的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此德國Niederaussem電廠的余熱回收系統(tǒng)并不適用于中國的燃煤電站。

本發(fā)明提出了一種電站機(jī)爐一體化冷端綜合優(yōu)化系統(tǒng)，解決了上述技術(shù)的不足，能量對口、梯級利用尾部煙氣能量，并利用汽輪機(jī)低壓缸抽汽和鍋爐尾部煙氣預(yù)熱空氣的系統(tǒng)和方法。這種新的能量利用思路，就是在不改變空氣預(yù)熱器出口煙氣溫度的前提下，利用旁路煙道和低級別抽汽回收較高品質(zhì)的煙氣熱量加熱較高級別的凝結(jié)水，替代較高級別的抽汽，空氣預(yù)熱器減少的吸熱量由汽輪機(jī)低壓缸抽汽凝結(jié)放熱和鍋爐尾部煙氣余熱彌補(bǔ)，可綜合防止煙氣溫度過低造成的低溫腐蝕，是一種真正適用于中國燃煤電站節(jié)能減排的新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容