一種熱力發(fā)電的回熱、余熱綜合梯級利用的系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱力發(fā)電技術領域，特別涉及一種熱力發(fā)電的回熱、余熱綜合梯級利 用的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 在熱力發(fā)電系統(tǒng)中，采用回熱方式是提高熱力循環(huán)系統(tǒng)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(huán)，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(tǒng)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畑損失。 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煙損失，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(tǒng)及燃燒系統(tǒng)的正常運行和鍋 爐燃燒效率的提高。
[0003] 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(fā)電量越 多，熱力循環(huán)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。
[0004] 傳統(tǒng)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(tǒng)熱效率，但更易使換熱面發(fā)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(tǒng) 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(tǒng)會提高煙氣酸露點，且脫硝后煙氣中的硫酸 氫氨（NH) 4HS04，會加劇空氣預熱器冷端的粘結性堵灰。
[0005] 傳統(tǒng)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(huán)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?，F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(tǒng)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。
[0006] 暖風器的設計可以滿足北方地區(qū)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(tǒng)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、煙損失較大，其回熱經濟性受到限制?，F有暖風器可以作為一種煙氣排 煙溫度的調節(jié)手段，但其投?？刂坪驼{節(jié)能力不能適應環(huán)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。
[0007] 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(tǒng)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?，F有的大多余熱回收技術也沒有與機組回熱系統(tǒng)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(yōu)化調節(jié)，實現能量的梯級利用。
[0008] 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(jié)性，但其系統(tǒng)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 傭損失增大，熱力循環(huán)的總體效率下降。
[0009] 目前，汽輪機排汽的余熱和冷源利用普遍不佳。由于冬季熱栗的制熱系數較低，介 質吸收汽機排汽余熱達到所需供熱溫度時，熱栗系統(tǒng)消耗的外供高品質能量過大，造成系 統(tǒng)經濟性較差?？绽錂C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(huán)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(tǒng)，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(fā)明內容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于，為解決現有熱力發(fā)電機組鍋爐煙氣空氣回熱（空氣預熱）不 足、汽水系統(tǒng)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， 本發(fā)明提供了一種熱力發(fā)電的回熱、余熱綜合梯級利用的系統(tǒng)。
[0011] 本發(fā)明提供了一種熱力發(fā)電的回熱、余熱綜合梯級利用的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：空氣 預熱器子系統(tǒng)、主凝結水子系統(tǒng)、凝結水中溫供水子系統(tǒng)、凝結水低溫供水子系統(tǒng)、煙氣冷 卻凝結水子系統(tǒng)和空氣加熱凝結水子系統(tǒng)；所述空氣預熱器子系統(tǒng)分別連接所述煙氣冷卻 凝結水子系統(tǒng)、所述凝結水中溫供水子系統(tǒng)、所述凝結水低溫供水子系統(tǒng)和所述空氣加熱 凝結水子系統(tǒng)，再匯總與所述主凝結水子系統(tǒng)相連。
[0012] 所述空氣預熱器子系統(tǒng)包括：空氣預熱器11，空氣通道29,煙氣通道30,空預前空 氣加熱器4,空預器入口空氣溫度傳感器5 ;
[0013] 所述空氣通道29和所述煙氣通道30均與所述空氣預熱器11相連；所述空預前空 氣加熱器4沿空氣流向設置在所述空氣預熱器11前的所述空氣通道29上；
[0014] 所述空預器入口空氣溫度傳感器5設置在所述空預前空氣加熱器4和所述空氣預 熱器11之間的所述空氣通道29上；
[0015] 所述煙氣冷卻凝結水子系統(tǒng)包括：煙氣冷卻凝結水支管8,煙氣冷卻器凝結水支 管閥32,煙氣冷卻凝結水支管增加循環(huán)栗31，煙氣冷卻器入口水溫傳感器9,空預后煙氣冷 卻器3,煙氣冷卻器出口煙氣溫度傳感器13和煙氣冷卻器出口水溫傳感器12 ;
[0016] 所述煙氣冷卻器凝結水支管閥32,所述煙氣冷卻凝結水支管增加循環(huán)栗31，所述 煙氣冷卻器入口水溫傳感器9,所述空預后煙氣冷卻器3和所述煙氣冷卻器出口水溫傳感 器12沿凝結水流向依次設置在所述煙氣冷卻凝結水支管8上；
[0017] 所述煙氣冷卻器出口煙氣溫度傳感器13沿煙氣流向設置在所述空預后煙氣冷卻 器3后的所述煙氣通道30上；
[0018] 所述主凝結水子系統(tǒng)包括：凝結水主管20,主凝結水調節(jié)閥16,中溫級低壓加熱 器18和低溫級低壓加熱器21 ;
[0019] 所述主凝結水調節(jié)閥16,所述中溫級低壓加熱器18和所述低溫級低壓加熱器21 沿凝結水流向依次設置在所述凝結水主管20上；
[0020] 所述凝結水中溫供水子系統(tǒng)包括：凝結水中溫供水總管14 ;
[0021] 所述凝結水低溫供水子系統(tǒng)包括：凝結水低溫供水總管15,空氣加熱凝結水調節(jié) 閥6,煙氣冷卻低溫凝結水支管和煙氣冷卻低溫凝結水調節(jié)閥19 ;
[0022] 所述空氣加熱凝結水調節(jié)閥6設置在所述凝結水低溫供水總管15上；所述煙氣冷 卻低溫凝結水支管的一端連接在凝結水低溫供水總管15上沿凝結水流向的空氣加熱凝結 水調節(jié)閥6前；所述煙氣冷卻低溫凝結水支管的另一端連接在所述煙氣冷卻凝結水支管增 壓循環(huán)栗31和所述煙氣冷卻器凝結水支管閥32之間的所述煙氣冷卻凝結水支管8上；在 所述煙氣冷卻低溫凝結水支管上設有所述煙氣冷卻低溫凝結水支管調節(jié)閥19 ;
[0023] 所述空氣加熱凝結水子系統(tǒng)包括：空氣加熱凝結水支管2,空氣加熱中溫凝結水 調節(jié)閥7,低溫凝結水循環(huán)支管增壓栗26,低溫凝結水循環(huán)支管逆止閥25,低溫凝結水循環(huán) 支管閥24,低溫凝結水噴淋支管和低溫凝結水噴淋閥28 ;
[0024] 所述空氣加熱中溫凝結水調節(jié)閥7,所述低溫凝結水循環(huán)支管增壓栗26,所述低 溫凝結水循環(huán)支管逆止閥25,所述低溫凝結水循環(huán)支管閥24依凝結水流向依次設置在所 述空氣加熱凝結水支管2上；
[0025] 在所述空氣加熱凝結水支管2上的凝結水依次流經所述空氣加熱中溫凝結水調 節(jié)閥7,所述空預前空氣加熱器4,所述低溫凝結水循環(huán)支管增壓栗26,所述低溫凝結水循 環(huán)支管逆止閥25,所述低溫凝結水循環(huán)支管閥24 ;
[0026] 所述低溫凝結水噴淋支管的一端連接在所述空預前空氣加熱器4和所述低溫凝 結水循環(huán)支管增壓栗26之間的所述空氣加熱凝結水支管2上，其另一端連接在沿蒸汽流動 方向的汽輪機低壓缸排汽口之后；
[0027] 所述低溫凝結水噴淋支管上沿凝結水流向依次設有所述低溫凝結水噴淋閥28和 霧化噴淋裝置；
[0028] 所述煙氣冷卻凝結水支管8的一端連接在沿凝結水流向所述主凝結水調節(jié)閥16 后的所述凝結水主管20上，其另一端連接在所述凝結水中溫供水總管14的一端；
[0029] 所述空氣加熱凝結水支管2的一端連接在沿凝結水流向所述低溫級低壓加熱器 21前的所述凝結水主管20上，另一端連接在所述凝結水中溫供水總管14的一端；
[0030] 所述凝結水中溫供水總管14的一端分兩路，一路與所述煙氣冷卻凝結水支管8的 一端相連，另一路與所述空氣加熱凝結水支管2的一端連接，所述凝結水中溫供水總管14 的另一端連接在所述主凝結水調節(jié)閥16和所述中溫級低壓加熱器18之間的所述凝結水主 管20上；
[0031] 所述凝結水低溫供水總管15的一端連接在所述空預前空氣加熱器4和所述空氣 加熱中溫凝結水調節(jié)閥7之間的所述空氣加熱凝結水支管2上；另一端連接在所述低溫級 低壓加熱器21和所述中溫級低壓加熱器18之間的所述凝結水主管20上。
[0032] 作為技術方案的進一步改進，所述空氣加熱凝結水子系統(tǒng)還包括：空預前低溫空 氣加熱器4a和空氣加熱器出口水溫傳感器1 ;
[0033] 所述空預前低溫空氣加熱器4a設置在所述空預前空氣加熱器4前的所述空氣通 道29上；
[0034] 所述空氣加熱器出口水溫傳感器1設置在所述空預前低溫空氣加熱器4a后的所 述空氣加熱凝結水支管2上。
[0035] 所述凝結水低溫供水子系統(tǒng)還包括空預前低溫空氣加熱凝結水支管和空預前低 溫空氣加熱凝結水調節(jié)閥23 ;
[0036] 所述空預前低溫空氣加熱凝結水支管的一端連接在凝結水低溫供水總管15的空 氣加熱凝結水調節(jié)閥6前，另一端連接在空氣加熱凝結水支管2上的空預前空氣加熱器4 和空預前低溫空氣加熱器4a之間；
[0037] 所述空預前低溫空氣加熱凝結水調節(jié)閥23設置在所述空氣加熱凝結水調節(jié)閥6 前的空預前低溫空氣加熱凝結水支管上。
[0038] 作為技術方案的進一步改進，所述空氣加熱凝結水子系統(tǒng)還包括：低溫凝結水循 環(huán)支管蒸汽加熱器27 ;所述低溫凝結水循環(huán)支管蒸汽加熱器27設置在所述低溫凝結水循 環(huán)支管增壓栗26前的所述空氣加熱凝結水支管2上。
[0039] 所述低溫凝結水循環(huán)支管蒸汽加熱器27的加熱蒸汽為汽輪機末級抽汽或者汽輪 機排汽。
[0040] 作為技術方案的進一步改進，該系統(tǒng)還包括更低溫凝結水循環(huán)系統(tǒng)；所述更低溫 凝結水循環(huán)系統(tǒng)包括：低溫凝結水再循環(huán)支管和低溫凝結水再循環(huán)調節(jié)閥22 ;
[0041] 所述低溫凝結水再循環(huán)支管一端連接在低溫凝結水循環(huán)支管閥24和低溫凝結水 循環(huán)支管逆止閥25之間的所述空氣加熱凝結水支管2上，其另一端連接在所述空氣加熱凝 結水支管2上的所述空預前空氣加熱器4和所述空氣加熱中溫凝結水調節(jié)閥7之間；或者， 其另一端連接在所述空氣加熱凝結水支管2上的所述空預前低溫空氣加熱器4a和所述空 預前空氣加熱器4之間；
[0042] 所述低溫凝結水再循環(huán)支管上設有低溫凝結水再循環(huán)調節(jié)閥22。
[0043] 作為技術方案的進一步改進，所述凝結水更低溫供水系統(tǒng)還包括：低溫循環(huán)管，低 溫循環(huán)管控制閥33,低溫循環(huán)隔離閥34和更低溫低壓加熱器35 ;
[0044] 所述低溫循環(huán)隔離閥34設置在所述低溫凝結水再循環(huán)調節(jié)閥22前的低溫凝結水 再循環(huán)支管上；
[0045] 所述更低溫低壓加熱器35設置在所述凝結水主管20與所述空氣加熱凝結水支管 2的連接點和所述低溫級低壓加熱器21之間的所述凝結水主管20上；
[0046] 所述低溫循環(huán)管的一端連接在所述凝結水主管20上的所述更低溫低壓加熱器35 和所述低溫級低壓加熱器21之間；其另一端連接在低溫凝結水再循環(huán)支管上的低溫凝結 水再循環(huán)調節(jié)閥22和低溫循環(huán)隔離閥34之間；
[0047] 所述低溫循環(huán)管上設有低溫循環(huán)管控制閥33。
[0048] 作為技術方案的進一步改進，所述空預后煙氣冷卻器3由空預后高溫煙氣冷