本發(fā)明涉及一種可用于寬負(fù)荷工況的給水回?zé)嵯到y(tǒng)，用于汽輪發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)：

我國一次能源的稟賦是多煤少油貧氣，煤炭資源豐富，能源剩余可采總儲量中原煤占58.8％，煤炭占我國一次能源生產(chǎn)總量75％，占消費(fèi)總量70％，決定我國以煤炭為主的能源利用格局將長期存在。以煤電為主的能源供應(yīng)持續(xù)增長，也為我國經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定發(fā)展在國際上具有競爭能力，保持合理的發(fā)展成本提供了必要條件，是我國能源資源稟賦和工業(yè)化發(fā)展的必然結(jié)果。

“十三五”規(guī)劃草案提出建設(shè)現(xiàn)代能源體系，將“煤炭清潔高效利用，對燃煤機(jī)組全面實施超低排放和節(jié)能改造”列為能源領(lǐng)域八大重點(diǎn)工程之一。草案中提出，實施煤電節(jié)能減排與升級改造行動計劃，對燃煤機(jī)組全面實施超低排放與節(jié)能改造。隨著大氣環(huán)境污染問題日漸突出，人們對于環(huán)境保護(hù)的要求也愈來愈高。國家節(jié)能減排規(guī)劃中指出我國將大力推進(jìn)電力行業(yè)脫硫脫硝。國內(nèi)若干規(guī)定都要求機(jī)組需要滿足寬負(fù)荷脫硝運(yùn)行。不少地方政策規(guī)定，對NOx的減排不達(dá)標(biāo)的發(fā)電企業(yè)予以減少補(bǔ)貼、取消補(bǔ)貼甚至罰款。因此，本專利提出的寬負(fù)荷脫硝技術(shù)是必要的。

燃煤火電廠又是污染物排放監(jiān)控大戶，火電廠的煙氣脫硫、脫硝己成為我國″節(jié)能減排″的一項重要工作。對于脫硝技術(shù)，目前SCR法(選擇性催化還原法)是國際上應(yīng)用最多、技術(shù)最成熟的一種煙氣脫硝技術(shù)。但采用SCR法脫硝，當(dāng)機(jī)組處于低負(fù)荷(60％額定負(fù)荷以下)運(yùn)行的時候，SCR脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)器入口溫度下降到低于催化劑的工作溫度區(qū)間，SCR脫硝系統(tǒng)退出運(yùn)行。根據(jù)我國目前大型火電機(jī)組要參與調(diào)峰的現(xiàn)狀，機(jī)組隨時需要處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。因而在現(xiàn)有條件下，脫硝系統(tǒng)利用率并不高，機(jī)組環(huán)保水平也因此而打折扣。

現(xiàn)有給水回?zé)嵯到y(tǒng)如圖1所示，包括沿給水管道12依次串聯(lián)連接的多級加熱器，圖1中為三個，即一號加熱器6、二號加熱器7和三號加熱器8(按加熱器的給水流向鍋爐的先后順序進(jìn)行編號)，兩個低級的加熱器(即一號加熱器6和二號加熱器7)頂部與汽輪機(jī)高壓缸1連接，一個高級的加熱器(即三號加熱器8)頂部與汽輪機(jī)中壓缸9連接，汽輪機(jī)中壓缸9、汽輪機(jī)高壓缸1沿主蒸汽管道9的蒸汽流動方向串聯(lián)連接，主蒸汽管道9末端為末級蒸汽管道10；每個加熱器的底部與其上一級的加熱器連接，最高級的加熱器(即三號加熱器8)的底部與最終疏水出口15連接。當(dāng)機(jī)組處于低負(fù)荷時，抽汽壓力降低，對應(yīng)給水溫度降低，導(dǎo)致鍋爐平均吸熱溫度降低，從而降低了機(jī)組的熱力循環(huán)熱效率，使機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低，同等發(fā)電量下，效率低的機(jī)組所對應(yīng)的污染物排放量要相對增加。因而如何在機(jī)組低負(fù)荷時提高給水溫度，這是目前實現(xiàn)寬負(fù)荷脫硝的關(guān)鍵問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的是機(jī)組處于低負(fù)荷工況下脫硝系統(tǒng)需要停運(yùn)的問題，同時改善機(jī)組的低負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種寬負(fù)荷高效給水回?zé)嵯到y(tǒng)，包括沿給水管道依次串聯(lián)連接的多級加熱器，較低級的兩個加熱器頂部與汽輪機(jī)高壓缸連接，其它加熱器頂部與汽輪機(jī)中壓缸連接，汽輪機(jī)中壓缸、汽輪機(jī)高壓缸沿主蒸汽管道的蒸汽流動方向串聯(lián)連接，主蒸汽管道末端為末級蒸汽管道，每個加熱器的底部與其上一級的加熱器連接，最高級的加熱器的底部與最終疏水出口連接，其特征在于，還包括末級給水加熱器，所述末級給水加熱器設(shè)于給水管道上最低級的加熱器的下一級，末級給水加熱器頂部通過補(bǔ)汽閥后蒸汽管道與汽輪機(jī)高壓缸連接，末級給水加熱器底部通過疏水管道一連接最低級的加熱器或通過疏水管道二連接次低級的加熱器。

優(yōu)選地，所述補(bǔ)汽閥后蒸汽管道上設(shè)有蒸汽調(diào)節(jié)閥、止逆閥。蒸汽調(diào)節(jié)閥安裝在增設(shè)的所述末級蒸汽管道上，用于對所述末級蒸汽管道內(nèi)的蒸汽進(jìn)行調(diào)節(jié)，可保持所述蒸汽調(diào)節(jié)閥后的壓力在變負(fù)荷時基本不變，并通過所述末級給水加熱器維持所述鍋爐的所述給水的溫度滿足脫硝系統(tǒng)的投運(yùn)要求。

優(yōu)選地，所述補(bǔ)汽閥后蒸汽管道分別與汽輪機(jī)高壓缸、末級蒸汽管道連接，末級蒸汽管道上設(shè)有補(bǔ)汽閥，經(jīng)過補(bǔ)汽閥還未做過功的一部分蒸汽通過末級蒸汽管道進(jìn)入末級給水加熱器，用以進(jìn)一步加熱鍋爐的給水。

優(yōu)選地，所述給水管道上串聯(lián)連接有三級加熱器。

優(yōu)選地，所述給水管道兩端并聯(lián)連接有系統(tǒng)旁路。

優(yōu)選地，所述末級給水加熱器還通過危急疏水管道連接凝汽器，危急疏水管道上設(shè)有危急疏水閥。

本發(fā)明提出的寬負(fù)荷高效回?zé)嵯到y(tǒng)，可達(dá)到兩個目標(biāo)。一是通過將本工程汽輪機(jī)的高參數(shù)汽源引入加熱器，提高機(jī)組低負(fù)荷工況的給水溫度，使給水溫度接近最佳回?zé)釡囟龋瑥亩黾訜崃ο到y(tǒng)回?zé)崃?，提高熱力循環(huán)效率，降低機(jī)組供電煤耗；二是當(dāng)機(jī)組負(fù)荷低時，提高給水溫度，進(jìn)而有效提高低負(fù)荷時經(jīng)過省煤器后的煙氣溫度，并可確保SCR在寬負(fù)荷范圍內(nèi)處于催化劑的高效區(qū)運(yùn)行，有效防止了在低負(fù)荷時脫硝裝置的退出，如此則在為節(jié)能減排作貢獻(xiàn)的同時，也節(jié)約了相應(yīng)的排污費(fèi)用。

本發(fā)明提供的寬負(fù)荷高效回?zé)嵯到y(tǒng)是一種可在機(jī)組低負(fù)荷狀態(tài)下維持或者提高給水溫度的有效措施，從而提高機(jī)組環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性和安全性，成為一種寬負(fù)荷回?zé)嵯到y(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)效果：

(1)由于在不同負(fù)荷下，平均給水溫度能維持基本一致，因而在低負(fù)荷下，給水溫度相對顯著提高，省煤器后煙氣溫度亦相對升高，這樣即使在低負(fù)荷下進(jìn)入脫硝系統(tǒng)反應(yīng)器的入口煙氣溫度仍然較高，可使催化劑的工作溫度仍在正常區(qū)間，這能使脫硝系統(tǒng)(SCR)不再需要退出運(yùn)行，大大提高了脫硝系統(tǒng)的利用率，顯著提升了機(jī)組的環(huán)保水平。

(2)在低負(fù)荷運(yùn)行時，增加了回?zé)岢槠?，降低了冷源損失；給水溫度相對提高，提高了鍋爐平均吸熱溫度；從而使機(jī)組循環(huán)熱效率得以提高。另外，回?zé)岢槠脑黾?，相?yīng)增加了同等負(fù)荷下的主蒸汽流量，對于滑壓運(yùn)行的機(jī)組，主蒸汽壓力也會相對提高，故平均吸熱溫度亦相應(yīng)提高，機(jī)組效率亦得以提高。顯然負(fù)荷越低，此發(fā)明技術(shù)相對獲得的效益越大。隨著機(jī)組參數(shù)的不斷提高，抽汽的單位有效焓降亦相應(yīng)提高，使得本發(fā)明所產(chǎn)生的邊際效益增加。因此，提出一種寬負(fù)荷高效回?zé)嵯到y(tǒng)，減少機(jī)組運(yùn)行時污染物的排放，提高變負(fù)荷運(yùn)行時的環(huán)保性與經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有給水回?zé)嵯到y(tǒng)的連接示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種寬負(fù)荷高效給水回?zé)嵯到y(tǒng)的連接示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

實施例

如圖2所示，為本發(fā)明提供的寬負(fù)荷高效給水回?zé)嵯到y(tǒng)，包括沿給水管道12依次串聯(lián)連接的三級加熱器，較低級的兩個加熱器(即一號加熱器6和二號加熱器7)頂部與汽輪機(jī)高壓缸1連接，三號加熱器8頂部與汽輪機(jī)中壓缸9連接，汽輪機(jī)高壓缸1和汽輪機(jī)中壓缸9與主蒸汽管道9連接，每個加熱器的底部與其上一級的加熱器連接，最高級的加熱器的底部與最終疏水出口15連接。本發(fā)明在原有的回?zé)嵯到y(tǒng)基礎(chǔ)上在補(bǔ)汽閥3后增設(shè)一蒸汽壓力更高的蒸汽口及相應(yīng)蒸汽管道——補(bǔ)汽閥后蒸汽管道11，并增設(shè)末級給水加熱器5。將蒸汽在末級蒸汽管道10與補(bǔ)汽閥3之后，進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸1之前引入補(bǔ)汽閥后蒸汽管道11，采用補(bǔ)汽閥3與蒸汽調(diào)節(jié)閥4來控制進(jìn)入末級給水加熱器5的蒸汽，用以加熱給水。補(bǔ)汽閥蒸汽管道11上還設(shè)置了逆止閥17，保障系統(tǒng)安全性。末級加熱器5排出的疏水通過疏水管道一13進(jìn)入一號加熱器6或通過疏水管道14進(jìn)入二號加熱器7。給水由除氧器通過給水管道12逐級流經(jīng)三號加熱器8、二號加熱器7、一號加熱器6、末級給水加熱器5，最后流向鍋爐。補(bǔ)汽閥后蒸汽管道11上安裝的蒸汽調(diào)節(jié)閥門4對流入末級給水加熱器5的蒸汽進(jìn)行調(diào)節(jié)，在通常的負(fù)荷變化范圍內(nèi)可保持蒸汽調(diào)節(jié)后的壓力基本不變，以維持給水溫度滿足脫硝裝置的投運(yùn)要求。

末級給水加熱蒸汽：末級給水加熱器5的加熱汽源采用從補(bǔ)汽閥3后未進(jìn)入高壓缸做功的蒸汽。補(bǔ)汽閥3接口對應(yīng)的蒸汽參數(shù)為末級給水加熱器5提供了一個可利用的汽源，考慮到工況低于75％THA時才投入末級給水加熱器5，在補(bǔ)汽閥后蒸汽管道11上設(shè)置的蒸汽調(diào)節(jié)閥4，與補(bǔ)汽閥3及主蒸汽管道9上布置的閥門組共同作用，在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時將蒸汽引入末級給水加熱器5，進(jìn)一步加熱給水，以控制進(jìn)入省煤器進(jìn)口的最佳給水溫度。

同時考慮到減少末級給水加熱器的熱應(yīng)力，在主給水管道12上設(shè)置系統(tǒng)旁路16，在機(jī)組運(yùn)行中，大于75％THA或小于40％THA時末級給水加熱器5退出，系統(tǒng)旁路16中的蒸汽可以使末級給水加熱器5殼側(cè)處于充壓狀態(tài)，保持末級給水加熱器5的暖機(jī)狀態(tài)。當(dāng)?shù)拓?fù)荷運(yùn)行時，負(fù)荷小于75％THA并大于40％THA，依靠補(bǔ)汽閥后蒸汽管道11上的蒸汽調(diào)節(jié)閥4調(diào)節(jié)抽汽壓力和抽汽量。當(dāng)機(jī)組工況達(dá)到75％THA，關(guān)閉蒸汽調(diào)節(jié)閥4與主蒸汽管道9上相應(yīng)的閥門組，依靠給水管道12上設(shè)置的系統(tǒng)旁路16，保持末級給水加熱器5暖機(jī)狀態(tài)。

常規(guī)機(jī)組低負(fù)荷工況下最終給水溫度隨一抽蒸汽壓力降低而降低，寬負(fù)荷高效回?zé)嵯到y(tǒng)增設(shè)末級給水加熱器5，提高部分負(fù)荷工況下給水溫度。低負(fù)荷工況最終給水溫度能夠平均提高約30℃。

末級給水加熱器5疏水：末級給水加熱器5分別設(shè)置兩路疏水，分別為正常疏水和危急疏水。其中危急疏水經(jīng)危急疏水閥以及管道排入凝汽器。正常疏水有兩個方案：第一個方案是經(jīng)過疏水管道一13進(jìn)入一號加熱器6；第二個方案是經(jīng)過疏水管道二14進(jìn)入二號加熱器7。

原給水回?zé)嵯到y(tǒng)與本發(fā)明提供的給水回?zé)嵯到y(tǒng)的能耗對比如表1所示。

表1