一种超高温超高压参数下的热电联产系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种超高温超高压参数下的热电联产系统及其方法，属于热电联产工程领域。本发明专利技术采用超高温超高压参数，由于效率的提高，在消耗同等数量燃料的情况下，超高温超高压机组要比高温超高压机组及高温高压机组产生更多的电量。在运行成本基本一致的条件下，电厂增加了经济效益，为降低供热价格及更好服务于热用户提供了经济保障。

Heat and power cogeneration system under ultra-high temperature and ultra-high pressure parameter and method thereof

The invention discloses a combined heat and power system and a method thereof, which belong to the field of cogeneration engineering. The invention adopts the high temperature high pressure parameters, due to increased efficiency, in the same amount of fuel consumption under the condition of high temperature high pressure unit than high temperature and super high pressure and high temperature and high pressure turbine units produce more power. Under the condition that the running cost is basically the same, the power plant increases the economic benefit, and provides the economic guarantee for reducing the heating price and serving the heat users better.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热电联产工程的系统和工艺，尤其涉及一种超高温超高压参数下的热电联产系统及其方法。
技术介绍
热电联产是根据能源梯级利用原理，先将煤、天然气等一次能源发电，发电后余热用于供热的先进能源利用形式。由于热电联产的蒸汽没有冷源损失，热效率可以达到85％左右，尤其在取代分散小锅炉，逐步实施区域性的集中供热以后，可以充分发挥热电联产项目锅炉容量大、热效率高的特点，对降低区域单位GDP综合能耗具有积极的作用。而且热电联产项目的烟气污染物(烟尘、SO2、NOX)采用高效处理，对提高大气质量、改善环境效果显著。因此，热电联产是国内外公认的节能减排、改善环境质量的有效措施。热电联产项目按“统一规划、分步实施、以热定电、适度规模”的原则，结合区块热负荷发展的实际情况，分期实施。汽轮机的进气初参数越高，即初压和初温越高，蒸汽的绝热焓降越大，其作功能力越大，汽耗率越小，经济效益也越高。近些年在国家政策鼓励和技术发展的背景下，机组的进气初参数逐步提升，中温中压、次高温次高压参数已逐渐被更高参数所取代，高温高压背压机组在产品与技术方面发展迅速，因其成熟可靠，已成为热电联产工程中应用最为广泛的机组解决方案。另外，为了进一步提升全厂热效率，高温超高压机组也已在多个热电厂有较为成功的应用实例，经实践证明成熟可靠的。但超高温超高压参数的背压机组在国内的热电联产工程中，尚无使用业绩，缺乏较为系统的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是为进一步提高热电联产项目的全厂热效率，更有效地促进节能降耗，提供一种超高温超高压参数下的热电联产系统及其方法。本专利技术所述的超高温超高压参数是指温度不低于571℃，压力不低于13.7MPa。本专利技术解决的技术问题采用如下技术方案：超高温超高压参数下的热电联产系统，包括超高温超高压循环流化床锅炉、旋风分离器、过热器、省煤器、空气预热器、送风机、布袋除尘器、引风机、脱硫塔、烟囱、渣库、灰库、高压除氧器、汽动给水泵、高压加热器、背压式汽轮机、发电机、拖动汽轮机、减温减压器、前置预热器；超高温超高压循环流化床锅炉的热风进口、回料进口、汽包与水冷壁进口分别与空气预热器空气出口、旋风分离器固相出口、省煤器汽水出口相连，超高温超高压循环流化床锅炉的蒸汽出口、烟气出口分别与过热器蒸汽入口、旋风分离器入口相连，旋风分离器烟气出口与过热器烟气进口相连，过热器蒸汽出口分为两路，一路与背压式汽轮机蒸汽入口相连，一路与减温减压器蒸汽入口相连，过热器烟气出口与省煤器烟气进口相连，背压式汽轮机叶轮与发电机转轴相连，减温减压器蒸汽出口、背压式汽轮机抽汽口均与热网管道相连，背压式汽轮机排汽分为两路，一路与热网管道相连，一路与拖动汽轮机蒸汽入口相连，拖动汽轮机汽水出口与前置预热器汽水进口相连，前置预热器出口与高压除氧器汽水入口相连，高压除氧器汽水出口与汽动给水泵入口相连，汽动给水泵转轴与拖动汽轮机叶轮相连，汽动给水泵出口与高压加热器入口相连，高压加热器出口与省煤器汽水入口相连，省煤器烟气出口与空气预热器烟气入口相连，空气预热器空气入口与送风机出口相连，空气预热器烟气出口与布袋除尘器入口相连，布袋除尘器烟气出口与引风机入口相连，布袋除尘器出灰口通过管道与灰库相连，引风机出口与脱硫塔入口相连，脱硫塔出口接烟囱。作为优选，所述的超高温超高压循环流化床锅炉在本体设计和制造时，预留有污泥给料口，方便锅炉以后掺烧污泥。作为优选，所述的背压式汽轮机相当于超高温超高压纯凝机组的高中压缸部分，入口设进汽高压调节阀以适应热负荷的波动。作为优选，所述的锅炉过热器材质采用P91材质；高压加热器、旋风除尘器均为两级布置；脱硫塔为石灰石/石膏湿法脱硫装置。作为优选，所述的主蒸汽、供热蒸汽、给水、除氧加热等管道均采用母管制，中间设置隔离阀，以便于检修、运行和再次扩建时进行隔断；热网管道系统不设回收装置。本专利技术的另一目的在于提供一种利用所述热电联产系统的燃烧和供热方法，包括燃烧系统工艺流程和热力系统工艺流程：所述的燃烧系统工艺流程如下：1)燃料由输煤皮带送入主厂房炉前煤仓，经给煤机送入锅炉炉膛内；冷空气经送风机送入经空气预热器预热后分为一、二次风分别由炉底风箱和水冷壁的前、后墙送入炉膛混合煤粉进行燃烧；2)锅炉点火油采用轻柴油，煤粉在超高温超高压循环流化床锅炉中完成燃烧，燃烧过程中，氨水利用压缩空气雾化后喷入炉膛，参与炉内的脱硝反应；石灰石用气力输送从石灰石粉仓送入炉膛内，参与炉内的脱硫反应；3)燃烧产生的烟气携带床料经炉顶转向，通过位于后墙水冷壁上部的烟气出口，分别进入旋风分离器进行气固分离；分离后的干净烟气进入炉后竖井，对布置其中的过热器、省煤器、空气预热器进行放热，烟气温度降至140～150℃；分离后较粗颗粒的未燃烬物料沿回料器直接进入炉膛，循环再燃，形成物料的循环回路；4)锅炉排放烟气，经布袋除尘器除尘后，由引风机抽出进入脱硫塔脱硫后经湿式电除尘进一步除尘，再通过烟囱排入大气；炉渣由炉底落渣管直接落至冷渣器，经冷却后用皮带送至渣库，然后再由自卸车输送外运至综合利用；布袋除尘器下的飞灰收集后经正压气力方式输送至灰库，然后通过干灰罐装车外运至综合利用；所述的热力系统工艺流程如下：1)化学补充水由除盐水泵经前置预热器加热后送入高压除氧器，由给水泵加压后再按顺序送入两级高压加热器、省煤器进行加热；2)给水逐级加热至给水温度后，进入汽包进行汽水分离，分离出来的饱和水进入锅炉水冷壁换热完成蒸发汽化，分离出来的饱和蒸汽，进入过热器，蒸汽进一步得到升温；3)蒸汽经主蒸汽管道进入背压式汽轮机进行膨胀做功，旋转的叶轮带动发电机发电。作为优选，汽轮机的绝大部分排汽以及抽取的部分中压蒸汽经厂外供热管网分别接至各个热用户用汽点；另外的少部分汽轮机排汽引入拖动汽轮机拖动汽动给水泵做功，其排汽再进入前置预热器作为加热蒸汽。作为优选，所述的燃烧系统工艺流程中，氨水用量、石灰石粉量分别根据烟气中的NOX含量以及喷入点的炉膛温度和炉膛内SO2的含量由DCS控制。与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在：本专利技术采用超高温超高压参数，由于效率的提高，在消耗同等数量燃料的情况下，超高温超高压机组要比高温超高压机组及高温高压机组产生更多的电量。在运行成本基本一致的条件下，电厂增加了经济效益，为降低供热价格及更好服务于热用户提供了经济保障。附图说明图1为本专利技术的超高温超高压参数下的热电联产系统结构示意图：图2为本专利技术的热力和燃烧系统构成与工艺流程示意图：图中，超高温超高压循环流化床锅炉1、旋风分离器2、过热器3、省煤器4、空气预热器5、送风机6、布袋除尘器7、引风机8、脱硫塔9、烟囱10、渣库11、灰库12、高压除氧器13、汽动给水泵14、高压加热器15、背压式汽轮机16、发电机17、拖动汽轮机18、减温减压器19、前置预热器20。图中虚线表示燃烧系统组成与工艺流程，实线表示热力系统组成与工艺流程。具体实施方式以下通过具体实施方式，结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，超高温超高压参数下的热电联产系统包括超高温超高压循环流化床锅炉1、旋风分离器2、过热器3、省煤器4、空气预热器5、送风机6、布袋除尘器7、引风机8、脱硫塔9、烟囱10、渣库11、灰库12、高压除氧器13、汽动给水泵14、高压加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高温超高压参数下的热电联产系统，其特征在于，包括超高温超高压循环流化床锅炉(1)、旋风分离器(2)、过热器(3)、省煤器(4)、空气预热器(5)、送风机(6)、布袋除尘器(7)、引风机(8)、脱硫塔(9)、烟囱(10)、渣库(11)、灰库(12)、高压除氧器(13)、汽动给水泵(14)、高压加热器(15)、背压式汽轮机(16)、发电机(17)、拖动汽轮机(18)、减温减压器(19)、前置预热器(20)；超高温超高压循环流化床锅炉(1)的热风进口、回料进口、汽包与水冷壁进口分别与空气预热器(5)空气出口、旋风分离器(2)固相出口、省煤器(4)汽水出口相连，超高温超高压循环流化床锅炉(1)的蒸汽出口、烟气出口分别与过热器(3)蒸汽入口、旋风分离器(2)入口相连，旋风分离器(2)烟气出口与过热器(3)烟气进口相连，过热器(3)蒸汽出口分为两路，一路与背压式汽轮机(16)蒸汽入口相连，一路与减温减压器(19)蒸汽入口相连，过热器(3)烟气出口与省煤器(4)烟气进口相连，背压式汽轮机(16)叶轮与发电机(17)转轴相连，减温减压器(19)蒸汽出口、背压式汽轮机(16)抽汽口均与热网管道相连，背压式汽轮机(16)排汽分为两路，一路与热网管道相连，一路与拖动汽轮机(18)蒸汽入口相连，拖动汽轮机(18)汽水出口与前置预热器(20)汽水进口相连，前置预热器(20)出口与高压除氧器(13)汽水入口相连，高压除氧器(13)汽水出口与汽动给水泵(14)入口相连，汽动给水泵(14)转轴与拖动汽轮机(18)叶轮相连，汽动给水泵(14)出口与高压加热器(15)入口相连，高压加热器(15)出口与省煤器(4)汽水入口相连，省煤器(4)烟气出口与空气预热器(5)烟气入口相连，空气预热器(5)空气入口与送风机(6)出口相连，空气预热器(5)烟气出口与布袋除尘器(7)入口相连，布袋除尘器(7)烟气出口与引风机(8)入口相连，布袋除尘器(7)出灰口通过管道与灰库(12)相连，引风机(8)出口与脱硫塔(9)入口相连，脱硫塔(9)出口接烟囱(10)。...

【技术特征摘要】
1.一种超高温超高压参数下的热电联产系统，其特征在于，包括超高温超高压循环流化床锅炉(1)、旋风分离器(2)、过热器(3)、省煤器(4)、空气预热器(5)、送风机(6)、布袋除尘器(7)、引风机(8)、脱硫塔(9)、烟囱(10)、渣库(11)、灰库(12)、高压除氧器(13)、汽动给水泵(14)、高压加热器(15)、背压式汽轮机(16)、发电机(17)、拖动汽轮机(18)、减温减压器(19)、前置预热器(20)；超高温超高压循环流化床锅炉(1)的热风进口、回料进口、汽包与水冷壁进口分别与空气预热器(5)空气出口、旋风分离器(2)固相出口、省煤器(4)汽水出口相连，超高温超高压循环流化床锅炉(1)的蒸汽出口、烟气出口分别与过热器(3)蒸汽入口、旋风分离器(2)入口相连，旋风分离器(2)烟气出口与过热器(3)烟气进口相连，过热器(3)蒸汽出口分为两路，一路与背压式汽轮机(16)蒸汽入口相连，一路与减温减压器(19)蒸汽入口相连，过热器(3)烟气出口与省煤器(4)烟气进口相连，背压式汽轮机(16)叶轮与发电机(17)转轴相连，减温减压器(19)蒸汽出口、背压式汽轮机(16)抽汽口均与热网管道相连，背压式汽轮机(16)排汽分为两路，一路与热网管道相连，一路与拖动汽轮机(18)蒸汽入口相连，拖动汽轮机(18)汽水出口与前置预热器(20)汽水进口相连，前置预热器(20)出口与高压除氧器(13)汽水入口相连，高压除氧器(13)汽水出口与汽动给水泵(14)入口相连，汽动给水泵(14)转轴与拖动汽轮机(18)叶轮相连，汽动给水泵(14)出口与高压加热器(15)入口相连，高压加热器(15)出口与省煤器(4)汽水入口相连，省煤器(4)烟气出口与空气预热器(5)烟气入口相连，空气预热器(5)空气入口与送风机(6)出口相连，空气预热器(5)烟气出口与布袋除尘器(7)入口相连，布袋除尘器(7)烟气出口与引风机(8)入口相连，布袋除尘器(7)出灰口通过管道与灰库(12)相连，引风机(8)出口与脱硫塔(9)入口相连，脱硫塔(9)出口接烟囱(10)。2.如权利要求1所述的热电联产系统，其特征在于，所述的超高温超高压循环流化床锅炉(1)本体上预留有污泥给料口。3.如权利要求1所述的热电联产系统，其特征在于，所述的背压式汽轮机(16)的入口设进汽高压调节阀以适应热负荷的波动。4.如权利要求1所述的热电联产系统，其特征在于，所述的锅炉过热器(3)材质采用P91...

【专利技术属性】
技术研发人员：静晨梅，沈巧炼，邵罗江，王斌，
申请(专利权)人：浙江城建煤气热电设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33