基于鍋爐尾部旁路煙道的火力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于火力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及基于鍋爐尾部旁路煙道的火力發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源價(jià)格的不斷攀升以及節(jié)能減排要求日益嚴(yán)格，電站鍋爐煙氣余熱利用受到廣泛重視。目前運(yùn)用最廣泛的煙氣余熱回收形式是在空氣預(yù)熱器之后的鍋爐排煙煙道內(nèi)加裝換熱器(一般稱之為低壓省煤器)，利用鍋爐排煙的低溫余熱加熱汽輪機(jī)凝結(jié)水，從而可節(jié)省部分汽輪機(jī)抽汽，達(dá)到增加機(jī)組出力和降低供電煤耗的目的。這種方式不足的地方是:鍋爐排煙的溫度較低，導(dǎo)致煙氣和凝結(jié)水的換熱溫差較低，因而可回收煙氣余熱量有限，而且換熱器成本及體積較大，工程應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性不高；另外，低溫?zé)煔獾钠焚|(zhì)較低，只能排擠低壓抽汽在汽輪機(jī)做功，熱功轉(zhuǎn)換效率低，最終由煙氣余熱回收獲得的發(fā)電機(jī)組節(jié)煤效益也比較有限。
[0003]針對(duì)高水分褐煤鍋爐排煙溫度高，而低壓省煤器方案所得節(jié)煤效益有限的情況，德國(guó)學(xué)者提出了在鍋爐尾部設(shè)置與空氣預(yù)熱器并聯(lián)的旁路煙道方案。該方案因一部分煙氣未經(jīng)空氣預(yù)熱器而從旁路煙道流出，使得空氣預(yù)熱器出口的煙氣溫度被降低；同時(shí)，利用旁路煙道內(nèi)溫度相對(duì)較高的煙氣加熱機(jī)組給水及凝結(jié)水，使得煙氣熱能所排擠汽輪機(jī)組抽汽的品質(zhì)提高，從而獲得較低壓省煤器方案更高的節(jié)煤效益。
[0004]但是，在所有現(xiàn)有旁路煙道方案中，鍋爐送風(fēng)均采用全部由煙氣加熱的兩級(jí)預(yù)熱，空氣第一級(jí)預(yù)熱由鍋爐除塵器之后的低溫?zé)煔庖灾虚g循環(huán)工質(zhì)為熱媒通過(guò)間壁式換熱加熱空氣，第二級(jí)預(yù)熱由布置在鍋爐尾部煙道的常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器加熱。這種空氣預(yù)熱方案存在的突出問(wèn)題是:空氣的第一級(jí)預(yù)熱器中煙氣與空氣換熱溫差很小，致使低溫空氣預(yù)熱器的設(shè)備體積及投資成本很大；而且因除塵器后低溫?zé)煔忸A(yù)熱空氣可獲得的空氣溫升較小，使得能夠進(jìn)入旁路煙道用于排擠抽汽的煙氣量較小，因而機(jī)組節(jié)煤效益相對(duì)有限；而且，更為突出的問(wèn)題是，因受熱面管壁溫度很低，使低溫空氣預(yù)熱器受熱面不可避免地面臨嚴(yán)重的低溫腐蝕，為此低溫空氣預(yù)熱器受熱面須采用價(jià)格非常昂貴的耐腐蝕材質(zhì)，這嚴(yán)重降低了旁路煙道方案的工程可行性和投資經(jīng)濟(jì)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的，目的在于提供一種充分利用汽輪機(jī)抽汽凝結(jié)廢熱和鍋爐尾部煙氣余熱、避免空氣預(yù)熱器的冷端低溫腐蝕，同時(shí)使得發(fā)電效率大大提高的基于鍋爐尾部旁路煙道的火力發(fā)電系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明提供一種基于鍋爐尾部旁路煙道的火力發(fā)電系統(tǒng)，利用燃料加熱給水從而進(jìn)行發(fā)電，其特征在于，包括:鍋爐本體子系統(tǒng)、送風(fēng)子系統(tǒng)、尾部煙道子系統(tǒng)、汽輪機(jī)組子系統(tǒng)以及發(fā)電機(jī)，其中，鍋爐本體子系統(tǒng)包含:設(shè)有爐膛的鍋爐、與爐膛的出口相連并且分成主路煙道和旁路煙道的鍋爐煙道，送風(fēng)子系統(tǒng)包含:用于提供環(huán)境冷風(fēng)的送風(fēng)機(jī)、與送風(fēng)機(jī)相連接用于對(duì)環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱得到溫風(fēng)的前置空氣預(yù)熱器、設(shè)在主路煙道中將溫風(fēng)進(jìn)行加熱得到熱風(fēng)的煙道空氣預(yù)熱器，尾部煙道子系統(tǒng)包含:設(shè)在旁路煙道中并且靠近旁路煙道的入口的高壓給水換熱器以及設(shè)在旁路煙道中并且靠近旁路煙道的出口的低壓凝結(jié)水換熱器，汽輪機(jī)組子系統(tǒng)包含:與鍋爐順次連接的汽輪機(jī)、凝汽器以及回?zé)峒訜釂卧?，燃料在爐膛中進(jìn)行燃燒加熱給水得到蒸汽，并且燃料在爐膛內(nèi)部燃燒生成煙氣，煙氣的一部分進(jìn)入主路煙道對(duì)煙道空氣預(yù)熱器內(nèi)的溫風(fēng)進(jìn)行加熱，煙氣的另一部分進(jìn)入旁路煙道對(duì)高壓給水換熱器中的給水和低壓凝結(jié)水換熱器中的凝結(jié)水進(jìn)行加熱，汽輪機(jī)利用蒸汽做功從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，從汽輪機(jī)出來(lái)的蒸汽進(jìn)入凝汽器后被冷凝為凝結(jié)水，凝結(jié)水經(jīng)過(guò)回?zé)峒訜釂卧患訜嵝纬山o水進(jìn)入鍋爐，回?zé)峒訜釂卧?利用汽輪機(jī)中相對(duì)應(yīng)的低壓抽汽對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行加熱得到熱水的多個(gè)低壓加熱器、對(duì)熱水進(jìn)行除氧加熱的除氧器以及利用汽輪機(jī)中的高壓抽汽對(duì)熱水進(jìn)行加熱并得到給水的多個(gè)高壓加熱器，低壓凝結(jié)水換熱器與至少一個(gè)低壓加熱器相并聯(lián)用于將凝結(jié)水加熱形成熱水，高壓給水換熱器與至少一個(gè)高壓加熱器相并聯(lián)用于將熱水加熱形成給水，前置空氣預(yù)熱器利用汽輪機(jī)的低壓抽汽對(duì)環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱得到溫風(fēng)。
[0007]在本發(fā)明提供的基于鍋爐尾部旁路煙道的火力發(fā)電系統(tǒng)中，可以具有這樣的特征:其中，其中，汽輪機(jī)組子系統(tǒng)還包含設(shè)在凝汽器和多個(gè)低壓加熱器之間的凝結(jié)水栗，凝結(jié)水栗用于將凝結(jié)水進(jìn)行升壓，回?zé)峒訜釂卧?多個(gè)低壓加熱器、除氧器以及多個(gè)高壓加熱器，多個(gè)低壓加熱器基于從汽輪機(jī)中抽出的低壓抽汽的汽壓以一定順序連接。
[0008]在本發(fā)明提供的基于鍋爐尾部旁路煙道的火力發(fā)電系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征:其中，前置空氣預(yù)熱器包含:連接在送風(fēng)機(jī)和煙道空氣預(yù)熱器之間的低溫空氣預(yù)熱器、用于引入多個(gè)低壓加熱器和除氧器中任意一個(gè)的低壓抽汽的低溫空氣預(yù)熱器抽汽管道、以及將該低壓抽汽形成的疏水回流至下一級(jí)的低壓加熱器中的低溫空氣預(yù)熱器疏水管道，低溫空氣預(yù)熱器利用低壓抽汽對(duì)環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱并得到溫風(fēng)，同時(shí)該低壓抽汽被冷卻和凝結(jié)成為疏水。
[0009]在本發(fā)明提供的基于鍋爐尾部旁路煙道的火力發(fā)電系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征:其中，前置空氣預(yù)熱器包含:連接在送風(fēng)機(jī)和煙道空氣預(yù)熱器之間的低溫空氣預(yù)熱器、用于引入多個(gè)低壓加熱器和除氧器中任意一個(gè)的低壓抽汽的低溫空氣預(yù)熱器抽汽管道、以及將該低壓抽汽形成的疏水回流至凝汽器中的低溫空氣預(yù)熱器疏水管道，低溫空氣預(yù)熱器利用低壓抽汽對(duì)環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱并得到溫風(fēng)，同時(shí)該低壓抽汽被冷卻和凝結(jié)成為疏水。
[0010]在本發(fā)明提供的基于鍋爐尾部旁路煙道的火力發(fā)電系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征:其中，高壓給水換熱器上設(shè)有用于調(diào)節(jié)熱水的流量的高壓調(diào)節(jié)閥，低壓凝結(jié)水換熱器上設(shè)有用于調(diào)節(jié)凝結(jié)水的流量的低壓調(diào)節(jié)閥。
[0011]在本發(fā)明提供的基于鍋爐尾部旁路煙道的火力發(fā)電系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征:尾部煙道子系統(tǒng)還包含:與鍋爐煙道的尾部出口依次連接的除塵器、引風(fēng)機(jī)和脫硫裝置，引風(fēng)機(jī)的出口與脫硫裝置的進(jìn)口相連。
[0012]在本發(fā)明提供的基于鍋爐尾部旁路煙道的火力發(fā)電系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征:其中，鍋爐本體子系統(tǒng)包含位于低壓凝結(jié)水換熱器下方的煙氣擋板、以及用于調(diào)節(jié)煙氣擋板的開度大小的調(diào)節(jié)件，調(diào)節(jié)件調(diào)節(jié)煙氣擋板的開度從而調(diào)節(jié)主路煙道和旁路煙道中的煙氣流量分配。
[0013]發(fā)明的作用與效果
[0014]在本發(fā)明的基于鍋爐尾部旁路煙道的火力發(fā)電系統(tǒng)中，因?yàn)殄仩t煙道分成主路煙道和旁路煙道，高壓給水換熱器和低壓凝結(jié)水換熱器分別利用煙氣的熱量加熱熱水和凝結(jié)水，另外，通過(guò)前置空氣預(yù)熱器利用低壓抽汽對(duì)環(huán)境冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，這樣解決了現(xiàn)有空氣預(yù)熱器旁路煙道高效發(fā)電技術(shù)存在的低溫空氣預(yù)熱器受熱面嚴(yán)重低溫腐蝕的突出問(wèn)題，同時(shí)使火力發(fā)電機(jī)組供電效率進(jìn)一步大幅提高。其技術(shù)原理是，在一定送風(fēng)量和熱風(fēng)溫度前提下，由于汽輪機(jī)組抽汽的凝結(jié)廢熱用于鍋爐送風(fēng)預(yù)熱，使得由鍋爐尾部煙氣加熱送風(fēng)的所需熱量減小，因而可在空氣預(yù)熱器旁路煙道內(nèi)分流出更多溫度較高的高品質(zhì)煙氣熱能用于加熱機(jī)組給水/凝結(jié)水，由此減少熱功轉(zhuǎn)換效率高的高壓蒸汽的抽汽量，所排擠的高壓抽汽在汽輪機(jī)組內(nèi)輸出更多機(jī)械功用于發(fā)電，從而既使低壓抽汽的凝結(jié)廢熱得以有效回收利用于發(fā)電系統(tǒng)，又實(shí)現(xiàn)了低品位抽汽凝結(jié)廢熱替換出高品位煙氣熱能，最終使火力發(fā)電機(jī)組供電效率得以大幅提高。由于前置空氣預(yù)熱器采用抽汽加熱，既使得低壓蒸汽凝結(jié)廢熱被回收利用于發(fā)電系統(tǒng)，同時(shí)也完全避免了由低溫?zé)煔饧訜崴鶐?lái)的嚴(yán)重腐蝕問(wèn)題。此外從強(qiáng)化換熱從而減小換熱設(shè)備體積及成本的角度，抽汽凝結(jié)放熱加熱空氣的換熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煙氣/空氣換熱，因而采用抽汽加熱的前置空氣預(yù)熱器具有明顯的體積小、投資少、運(yùn)行安全可靠、工程可行性佳的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中基于鍋爐尾部旁路煙道的火力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中基于鍋爐尾部旁路煙道的火力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0017]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中基于鍋爐尾部旁路煙道的火力發(fā)電系統(tǒng)的工作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí)施例結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本