利用凝汽器冷卻水回水廢熱加熱氣體燃料的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種利用凝汽器冷卻水回水廢熱加熱氣體燃料的裝置，屬于節(jié)能減排發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]目前，由于燃?xì)廨啓C(jī)具有效率高、造價(jià)低、環(huán)境友好、占地少、調(diào)控靈活等優(yōu)點(diǎn)，因此在以燃?xì)廨啓C(jī)為主機(jī)的發(fā)電機(jī)組中得到廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為世界各國(guó)為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排而積極發(fā)展的發(fā)電技術(shù)。
[0003]以燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)為主機(jī)的發(fā)電機(jī)組，是在燃?xì)廨啓C(jī)中通過(guò)燃燒一定參數(shù)的氣體燃料，產(chǎn)生的煙氣做功發(fā)電，其排煙將剩余的熱量帶入余熱鍋爐內(nèi)加熱介質(zhì)水變?yōu)檎羝?，高參?shù)蒸汽進(jìn)入蒸汽輪機(jī)，同時(shí)蒸汽輪機(jī)配置凝汽器，通過(guò)冷卻水冷卻蒸汽輪機(jī)的排汽形成負(fù)壓，使得蒸汽輪機(jī)能做功發(fā)電或者供熱。
[0004]燃料的傳統(tǒng)加熱方式一般需要消耗額外的燃料或其他能源來(lái)實(shí)現(xiàn)，其主要形式可以分為一次能源加熱和二次能源加熱兩種類(lèi)別。
[0005]在電廠里普遍采用的是電加熱方式和水浴爐方式等一次能源加熱方式。電加熱方式是通過(guò)在燃料管道上纏繞發(fā)熱電阻絲，或者使燃料通過(guò)電加熱器進(jìn)行加熱，這種方式都需要消耗較多的電能，使機(jī)組廠用電增加，降低供電效率。水浴爐方式是從氣體燃料中間抽取部分燃料燃燒加熱介質(zhì)水，通過(guò)高溫水汽再加熱主氣體燃料，這種方式直接消耗了額外的燃料，效率較低并增加發(fā)電成本。
[0006]近年發(fā)展有二次能源加熱燃料氣方式，包括輔助蒸汽加熱方式和采暖回水加熱方式。輔助蒸汽加熱方式是從蒸汽輪機(jī)中抽出高品位蒸汽直接加熱燃料氣，這種方式不像一次能源加熱方式直接消耗燃料或者能源成品，而是使燃料進(jìn)入發(fā)電機(jī)組燃燒做了一部分功后中間抽取能量，較一次能源有節(jié)能改進(jìn)，但是高品位蒸汽本可以在蒸汽輪機(jī)繼續(xù)做功，因此這種方式仍舊是高能低用方式。采暖回水加熱方式，則是北方地區(qū)通過(guò)采暖回水先加熱燃料，回水被冷卻后再回到熱力系統(tǒng)中繼續(xù)加熱到供暖熱水溫度，雖然回水溫度較低，屬于低能低用的方式，但回水被冷卻后需要更多的熱量加熱到供暖熱水溫度，本質(zhì)上仍需要消耗額外的能源加熱燃料氣。
[0007]如圖3所示，目前，大多數(shù)聯(lián)合循環(huán)電廠采用水浴爐加熱燃料氣。在電廠外管網(wǎng)供氣管道上分一部分在水浴爐中單獨(dú)燃燒，其高溫?zé)煔饧訜岢亟橘|(zhì)水成為熱水和水蒸氣，利用水蒸氣的氣化潛熱繼而加熱主燃料氣。介質(zhì)水在殼體內(nèi)由水變成水蒸氣，然后又由水蒸氣冷凝成水，密閉循環(huán)，啟動(dòng)前一次性加入水之后不需要再補(bǔ)水。系統(tǒng)主要由水浴爐、煙囪、啟動(dòng)電加熱器、調(diào)壓器和燃料氣管線組成。該技術(shù)利用了燃料氣的特性，燃燒燃料氣產(chǎn)生的熱量加熱自身主燃料氣，系統(tǒng)設(shè)置簡(jiǎn)單，但存在如下缺點(diǎn):(I)在機(jī)組運(yùn)行的全過(guò)程更需要長(zhǎng)期保持燃料氣的額外消耗，浪費(fèi)能源，增加電廠運(yùn)營(yíng)成本。(2)通過(guò)中間介質(zhì)水二次加熱燃料氣，能源利用效率較低，排放的煙氣溫度較高，污染環(huán)境。(3)水浴爐內(nèi)存在熱水和水蒸氣并存的介質(zhì)，使得管道“兩相流”振動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)較大，容易產(chǎn)生爆管等安全事故，存在安全隱患。(4)燃料氣分多支路運(yùn)行和控制，不利于可燃?xì)怏w泄漏監(jiān)測(cè)，存在較高的燃?xì)庑孤┖捅嫉劝踩L(fēng)險(xiǎn)。
[0008]此外，如圖4所示，可以利用電廠內(nèi)部蒸汽循環(huán)系統(tǒng)中的高品位輔助蒸汽加熱主燃料氣。具體是:燃料氣通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)做功發(fā)電，排煙余熱加熱蒸汽進(jìn)入蒸汽輪機(jī)做功發(fā)電，高熱值的蒸汽在蒸汽輪機(jī)內(nèi)中間被抽取一部分，通往燃?xì)廨啓C(jī)燃料加熱系統(tǒng)，通過(guò)蒸汽-燃?xì)鈸Q熱器加熱主燃料氣。系統(tǒng)效率較消耗一次能源加熱方式得到改進(jìn)，但存在如下缺點(diǎn):(1)加熱介質(zhì)品位高，高能低用，不符合能源梯級(jí)利用的節(jié)能思路。(2)被抽取輔助蒸汽加熱低品位的燃料氣，使電廠的發(fā)電效率減小，降低了運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。(3)蒸汽溫度較高，管道的安全要求等級(jí)較高，提高了加熱系統(tǒng)設(shè)備造價(jià)。(4)由于換熱器有破管的風(fēng)險(xiǎn)，燃料氣有可能竄入蒸汽和凝結(jié)水系統(tǒng)中，泄漏的燃料氣隨即被帶入熱力系統(tǒng)的管道和設(shè)備中，有再泄漏和爆燃的安全隱患。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的，是為了解決現(xiàn)有加熱燃料氣存在浪費(fèi)能源、污染環(huán)境和安全隱患的問(wèn)題，提供一種利用凝汽器冷卻水回水廢熱加熱氣體燃料的裝置。
[0010]本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0011]利用凝汽器冷卻水回水廢熱加熱氣體燃料的裝置，包括燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)于:在燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的凝汽器排水端設(shè)置升壓泵，在燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的燃?xì)廨斎攵嗽O(shè)置水-氣換熱結(jié)構(gòu)；所述凝汽器的排水端連通升壓泵的進(jìn)水端以輸出熱水，升壓泵的出水端連通水-氣換熱結(jié)構(gòu)的進(jìn)水端，水-氣換熱結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣端連通外接燃?xì)狻⒊鰵舛诉B通燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的進(jìn)氣端，形成氣體加熱回路；水-氣換熱結(jié)構(gòu)的排水端連通蓄水池的進(jìn)水端，蓄水池的出水端連通凝汽器的進(jìn)水端或通過(guò)冷卻塔連通凝汽器的進(jìn)水端，構(gòu)成冷卻水回水閉環(huán)循環(huán)回路；或者水-氣換熱結(jié)構(gòu)的排水端直接連通外界向外排水形成冷卻水回水開(kāi)放式循環(huán)，凝汽器的進(jìn)水端外接冷卻水。
[0012]本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到:
[0013]進(jìn)一步地，所述燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組包括燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐和蒸汽輪機(jī)，水-氣換熱結(jié)構(gòu)的出氣端連通燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣端，燃?xì)廨啓C(jī)的排氣端連通余熱鍋爐的進(jìn)氣端，余熱鍋爐的蒸汽輸出端蒸汽輪機(jī)的蒸汽輸入端，蒸汽輪機(jī)的排氣端連通凝汽器的進(jìn)氣端。
[0014]進(jìn)一步地，所述水-氣換熱結(jié)構(gòu)，為管式換熱器結(jié)構(gòu)或者板式換熱器結(jié)構(gòu)。
[0015]本實(shí)用新型具有以下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和有益效果:
[0016]1、本實(shí)用新型是在燃?xì)?蒸汽聯(lián)合機(jī)組的凝汽器排水端設(shè)置一升壓泵，以抽取位于蒸汽輪機(jī)蒸汽循環(huán)冷端的凝汽器的冷卻水回水，經(jīng)過(guò)升壓泵提升壓力后，送入燃料氣加熱系統(tǒng)的水-氣換熱結(jié)構(gòu)中利用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合機(jī)組的凝汽器排水端的熱水，在水-氣換熱結(jié)構(gòu)與燃?xì)?蒸汽聯(lián)合機(jī)組的燃?xì)膺M(jìn)行熱交換，將常溫外接燃料氣加熱到燃?xì)廨啓C(jī)要求的燃?xì)鉁囟?；可以提高電廠工程全熱力系統(tǒng)的效率，節(jié)能降耗，達(dá)到廢熱回收，不需要消耗額外的能源，做到能源的梯級(jí)利用，減少電廠的運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益；在提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，減少污染排放，大幅增加經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0017]2、本實(shí)用新型由于將蓄水池的出水端連通凝汽器的進(jìn)水端形成冷卻水回水閉環(huán)循環(huán)回路，或者通過(guò)冷卻塔連通凝汽器的進(jìn)水端形成冷卻水回水閉環(huán)循環(huán)回路；因此具有減少凝汽器回水對(duì)外熱量污染排放、避免傳統(tǒng)一次能源加熱方式中的高溫?zé)煔馕廴九欧?，提尚社?huì)效益等有益效果。
[0018]3、本實(shí)用新型由于水-氣換熱結(jié)構(gòu)的排水端連通蓄水池的進(jìn)水端，蓄水池的出水端連通凝汽器的進(jìn)水端或通過(guò)冷卻塔連通凝汽器的進(jìn)水端，構(gòu)成冷卻水回水閉環(huán)循環(huán)回路；因此凝汽器回水壓力和溫度較低，在輸送和換熱過(guò)程中，所經(jīng)過(guò)的設(shè)備因介質(zhì)參數(shù)較低，設(shè)備壓力等級(jí)要求低，因此設(shè)備本身運(yùn)行安全性較高，系統(tǒng)一次性投入成本較低，壽命長(zhǎng)。
[0019]4、本實(shí)用新型凝汽器回水換熱后排入聯(lián)通大氣的蓄水池，排放端開(kāi)放，即使在換熱過(guò)程中有燃料氣泄漏進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)，最終將在蓄水池中排空大氣稀釋?zhuān)瑴p少可燃?xì)怏w聚集爆燃的安全隱患，更避免被帶入進(jìn)蒸汽輪機(jī)為主的蒸汽循環(huán)熱力系統(tǒng)，降低人身安全風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型利用凝汽器冷卻水回水廢熱加熱氣體燃料的裝置的具體實(shí)施例I結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本實(shí)用新型利用凝汽器冷卻水回水廢熱加熱氣體燃料的裝置的具體實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為現(xiàn)有利用傳統(tǒng)水浴爐加熱氣體燃料的裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為現(xiàn)有利用輔助蒸汽加熱氣體燃料的裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]具體實(shí)施例1:
[0026]參照?qǐng)D1，本實(shí)施例涉及的利用凝汽器冷卻水回水廢熱加熱氣體燃料的裝置，包括燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，在燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的凝汽器4排水端設(shè)置升壓泵6，在燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的燃?xì)廨斎攵嗽O(shè)置水-氣換熱結(jié)構(gòu)5 ;所述凝汽器4的排水端連通升壓泵6的進(jìn)水端以輸出熱水，升壓泵6的出水端連通水-氣換熱結(jié)構(gòu)5的進(jìn)水端401，水-氣換熱結(jié)構(gòu)5的進(jìn)氣端501連通外接燃?xì)?、出氣?02連通燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組燃