[實用新型]一種熱力發電的回熱、余熱綜合梯級利用的系統

有效

• 申請號: 201520945440.4
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN205279139U
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 郝江平
• 申請（專利權）人: 郝江平
• 主分類號: F23L15/00
• 分類號: F23L15/00;F23J15/06;F22D1/34
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;李彪

技術領域

本實用新型涉及熱力發電技術領域，特別涉及一種熱力發電的回熱、余熱綜合梯級利用的系統。

背景技術

在熱力發電系統中，采用回熱方式是提高熱力循環系統效率的重要手段。根據汽輪機抽汽加熱凝結水和給水的回熱循環，一方面可以減少汽輪機排汽的冷源損失，另一方面回熱系統可以提高鍋爐的給水溫度，從而減小鍋爐傳熱溫差產生的不可逆性和損失。給水溫度的提高也增加了加熱給水后的煙氣溫度，該溫度較高的煙氣通常通過空氣預熱器采用回熱的方式以預熱進入鍋爐的助燃空氣，即可減少加熱入爐冷空氣過程的損失，降低排煙溫度，減少排煙余熱損失，同時也有助于鍋爐制粉系統及燃燒系統的正常運行和鍋爐燃燒效率的提高。

在鍋爐給水溫度和抽汽與給水平均傳熱溫差一定，以及總的汽輪機排汽量不變的情況下，汽水回熱中汽輪機低參數抽汽量越大、高參數抽汽量越小，則單位工質的發電量越多，熱力循環效率越高。由于受回熱加熱器汽、水側進出口參數的限制，汽輪機較高級抽汽量不能太小，較低級抽汽量不能太大。

傳統空氣預熱器始終存在受熱面正常安全運行與提高機組熱效率的不利耦合因素。降低煙溫可提高系統熱效率，但更易使換熱面發生低溫腐蝕，同時造成嚴重堵灰，又降低了傳熱效率。反之，如果提高排煙溫度，雖然可以減輕低溫腐蝕和堵灰的危害，但是，系統熱效率降低。目前，主要采用回轉蓄熱式空氣預熱器，其換熱器冷端換熱面壁溫在由空氣側進入煙氣側前遠低于壁溫平均值，即使采用較高的排煙溫度，冷端換熱面依然存在低溫腐蝕和堵灰的問題。另外，鍋爐SCR煙氣脫硝系統會提高煙氣酸露點，且脫硝后煙氣中的硫酸氫氨(NH)₄HSO₄，會加劇空氣預熱器冷端的粘結性堵灰。

傳統的空氣預熱器根據設計工況采用固定的設計參數，使得鍋爐排煙溫度隨環境溫度、燃燒狀況和鍋爐運行參數等變化而不斷變化。為了避免空氣預熱器的堵灰影響機組安全運行，現有的空氣預熱器只能增大排煙溫度的設計值。現代大機組的給水溫度較高，空預入口煙溫較高，受熱一次風溫和熱平衡限制，排煙溫度也較高。另外，空氣預熱器出口的空氣溫度的設計需滿足燃燒系統的需求，難燃煤種設計的排煙溫度也往往高于煙氣酸露點很多，造成很大的煙氣余熱損失。

暖風器的設計可以滿足北方地區冬季加熱空氣預熱器入口空氣需要，提高設備安全性，而且也有回熱經濟性。溫度較低的汽輪機末級抽汽已經為負壓，作為暖風器加熱汽源系統造價較高、問題較多，現有暖風器通常采用較高參數的汽輪機抽汽加熱溫度較低的冷空氣，作功能力、損失較大，其回熱經濟性受到限制。現有暖風器可以作為一種煙氣排煙溫度的調節手段，但其投停控制和調節能力不能適應環境溫度和煙氣溫度的頻繁大幅變動，并且受汽水沖擊和熱沖擊而故障頻繁。

現有的大多余熱回收技術主要考慮了降低鍋爐排煙溫度，不能解決傳統空氣預熱器的安全與效率的耦合問題。冬季時，由于冷空氣溫度較低，空氣預熱器后排煙溫度也較低，煙氣冷卻器的投入使用率很低。現有的大多余熱回收技術也沒有與機組回熱系統有機結合起來，往往只注意到提升回收低溫余熱的溫度，而忽視了低溫冷源的利用，沒有進行低溫熱利用的優化調節，實現能量的梯級利用。

將煙氣余熱換熱器分高低壓兩級置于空氣預熱器旁路煙道，雖然可以提高余熱利用的可調節性，但其系統和運行控制復雜，且在空氣預熱器前后較小的空間設置大煙道急彎頭，使得換熱器的流場均勻性較差，換熱、堵灰和磨損狀況均惡化。另外，雖然其高壓級余熱利用熱效率較高，但由于部分煙氣走空氣預熱器旁路會改變空氣預熱器原熱平衡，降低了空預出口空氣溫度和鍋爐效率，增大了煙氣與其它工質的平均傳熱溫差，不可逆熵產和損失增大，熱力循環的總體效率下降。

目前，汽輪機排汽的余熱和冷源利用普遍不佳。由于冬季熱泵的制熱系數較低，介質吸收汽機排汽余熱達到所需供熱溫度時，熱泵系統消耗的外供高品質能量過大，造成系統經濟性較差。空冷機組排汽真空度較低，夏季排汽參數甚至高達30KPa以上，直接空冷技術還受環境風的影響很大，高背壓運行不僅嚴重影響機組的出力，而且還威脅著機組的運行安全。一些空冷機組采用各種尖峰冷卻系統，提高真空度在2～5KPa左右，但投資或運行費用較高，經濟性不佳。

發明內容

本實用新型的目的在于，為解決現有熱力發電機組鍋爐煙氣空氣回熱(空氣預熱)不足、汽水系統回熱(給水加熱)不足和鍋爐煙氣余熱及汽機排汽余熱回收利用率低的問題，本實用新型提供了一種熱力發電的回熱、余熱綜合梯級利用的系統。