一种基于机炉深度耦合的火电厂尾部烟气余热利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于机炉深度耦合的火电厂尾部烟气余热利用系统，涉及电厂锅炉尾部烟气余热利用领域，在锅炉SCR脱硝设备出口之后设置与空气预热器并联的旁路烟道，旁路烟道内依次设有与高压给水回路换热的高压省煤器，以及与凝结水回路换热的低压省煤器，空气预热器出口汇合后的烟道内布置低温省煤器与供给炉膛一、二次风的一、二次风系统换热。本实用新型专利技术采用能量梯级利用的思想，与锅炉不设置空气预热器旁路相比，在保证空气吸热不变的情况下，减少空气预热器旁路低压凝结水吸热，提高空气预热器旁路高压给水的吸热，提高锅炉尾部烟气余热的利用效率。

Tail gas waste heat utilization system based on depth coupling of machine furnace

The utility model discloses a flue gas waste heat utilization system of boiler in thermal power plant based on deep coupling, relates to the power plant boiler tail flue gas denitration equipment utilization area, after the exit of the boiler air preheater SCR setting and parallel bypass flue, a bypass flue which is provided with a high pressure economizer and high-pressure water loop heat exchanger. And with condensed water loop heat exchanger economizer, air preheater flue outlet confluence after the layout of low temperature economizer and supply the one or two wind one or two wind heat system. The utility model adopts the cascade utilization of energy, compared with the boiler air preheater is not set in the air bypass, ensure endothermic unchanged, reduce air preheater by-pass low pressure condensate heat, improve the heat absorption of air preheater bypass pressure water supply, improve the utilization efficiency of flue gas waste heat boiler.

【技术实现步骤摘要】
一种基于机炉深度耦合的火电厂尾部烟气余热利用系统
本技术涉及电厂锅炉尾部烟气余热利用领域。
技术介绍
按中央三部委的要求落实《国务院办公厅关于印发能源发展战略行动计划(2014—2020年)的通知》(国办发〔2014〕31号)要求，加快推动能源生产和消费革命。到2020年，现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310克/千瓦时，其中现役60万千瓦及以上机组(除空冷机组外)改造后平均供电煤耗低于300克/千瓦时。粉尘、SO2、NOx排放浓度10、35、50mg/Nm3(超低排放)，国家对燃煤发电厂的能耗和排放的要求愈来愈严格。排烟热损失是电站燃煤锅炉各项热损失中最大的一项，一般在5％～8％。通常，排烟温度每降低20℃，排烟热损失减少0.6％～1.0％，年平均标煤耗随之降低3～4g/(kW·h)。另外，排烟温度降低，实际烟气量减少，粉尘的比电阻降低，电除尘的效率提高，引风机的功耗减少；对于湿法脱硫系统，入口烟温的降低能够降低脱硫水耗，提高脱硫效率。锅炉尾部烟气余热利用技术能够有效利用排烟温度的热量，降低排烟温度，减少排烟损失，节约煤耗。传统的烟气余热利用方式中最常用的方式是在空气预热器之后的尾部烟道中布置低温省煤器，利用烟气余热加热回热系统的冷凝水，以减少回热系统的抽汽量；节省的抽汽进入后续汽轮机内继续膨胀做功，汽机总输出功增加，从而提高了整个机组的经济性。另一种烟气余热利用方式中，通常，空气预热器旁路烟气加热给水吸收烟气的余热来替代抽汽，排挤的抽汽在汽轮机下游继续做功，从而提高机组的整体经济性。空气预热器排烟温度和空气预热器旁路烟道的排烟温度保持一致，约120℃左右。但目前该技术方案采用汽机乏汽或汽机凝结水来加热冷风，并没有充分考虑将余热回收的热量传递给空气预热器入口空气，使得回收的烟气余热不能以最高效率得以利用。而且采用汽机乏汽或凝结水来加热冷风存在乏汽压力不足、疏水回收难度大及打破汽轮机低加系统热平衡等问题。
技术实现思路
本技术的目的在于：提出一种基于机炉深度耦合的火电厂尾部烟气余热利用系统，采用能量梯级利用的思想，与锅炉不设置空气预热器旁路相比，在保证空气吸热不变的情况下，减少空气预热器旁路低压凝结水吸热，提高空气预热器旁路高压给水的吸热，提高锅炉尾部烟气余热的利用效率。本技术的目的通过下述技术方案来实现：一种基于机炉深度耦合的火电厂尾部烟气余热利用系统，在锅炉SCR脱硝设备出口之后设置与空气预热器并联的旁路烟道，旁路烟道内依次设有与高压给水回路换热的高压省煤器，以及与凝结水回路换热的低压省煤器，空气预热器出口汇合后的烟道内布置低温省煤器与供给炉膛一、二次风的一、二次风系统换热。作为选择，高压省煤器的高压给水回路从汽机房给水泵出口取水，与高压省煤器换热后回水至1#高加出口。作为选择，低压省煤器的凝结水回路从低加凝结水系统两处取水并混合，与低压省煤器换热后回水至取水处的前若干级低加出口。作为选择，一、二次风系统包括一、二次风管路和热媒水管路，一次风管路依次连接一次风机、一次风暖风器、空气预热器和炉膛，二次风管路依次连接二次风机、二次风暖风器、空气预热器和炉膛，热媒水管路循环连通一、二次风暖风器和低温省煤器，一、二次风管路和热媒水管路在一、二次风暖风器内换热。作为进一步选择，热媒水管路上还设有辅助蒸汽加热器和/或引风机小机排汽换热器。该方案中，空气预热器出口烟气的热量利用思路是通过低温省煤器进一步余热回收，并将回收的热量用于加热一、二次冷风。由于空气预热器被旁路掉部分烟气，为保证空气吸热量不变，加热一、二次风的回路需增加辅助蒸汽加热器来提供系统外热源。对于采用引风机汽驱的电厂，可优先采用汽驱的乏汽作为系统外热源，不足部分可再由辅助蒸汽补足。作为另一进一步选择，低温省煤器的热媒水入口的热媒水管路上设置升压泵，低温省煤器的热媒水出口的热媒水管路上设置有再循环回路连通至升压泵入口。作为另一进一步选择，低热媒水管路上还设有热媒水箱和加药装置。作为另一进一步选择，低一次风暖风器及其一次风机，与二次风暖风器及其二次风机在热媒水管路上并联设置。前述本技术主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本技术可采用并要求保护的方案；并且本技术，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本专利技术方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本技术所要保护的技术方案，在此不做穷举。本技术的工作流程：本专利系统根据火电厂尾部烟气温度情况，进行能量梯级回收利用，并实现从排烟余热的低品质能量向送入炉膛热风的高品质能量的转换，从而真正意义上提高机组的效率。本专利系统在锅炉脱硝设备(SCR)出口之后设置与空气预热器并联的旁路烟道，使从SCR出口的高温烟气一部分进入空气预热器，另一部分进入旁路烟道，旁路烟气加热高压省煤器中的高压给水以及低压省煤器中的凝结水。空气预热器出口汇合后的烟道内布置低温省煤器，进一步回收烟气中烟温水平较低的热量，再通过一二次风暖风器来加热一二次风冷风。本专利系统分成3个回路：空气预热器旁路高压省煤器回路；空气预热器旁路低压省煤器回路；低温省煤器联合暖风器回路。空气预热器旁路高压省煤器回路从汽机房给水泵出口取水，送至空气预热器旁路高温段的高压省煤器，被加热后的给水回水至1#高加出口，回水温度与1#高加出口水温基本一致。该回路利用空气预热器旁路高温段烟气的热量替代汽机抽汽加热给水的热量，被排挤的抽汽继续做功，提高机组的经济性。空气预热器旁路低压省煤器回路从低加凝结水系统两处取水混合至合适温度，然后送至空气预热器旁路低温段的低压省煤器，以防止低压省煤器金属壁温过低而引起低温腐蚀。被加热后的凝结水回水至取水处的前若干级低加出口(例如5#低加出口)，回水温度与该级低加出口水温基本一致。该回路利用空气预热器旁路低温段烟气的热量替代汽机抽汽加热凝结水的热量，被排挤的抽汽继续做功，提高机组的经济性。低温省煤器联合暖风器回路采用闭式循环热媒水进行热量传递。热媒水通过升压泵进入低温省煤器被加热后，再送至一、二次风暖风器加热一、二次风，低温省煤器出口热媒水经再循环回路回水至升压泵入口。一、二次风暖风器出口风温，即空气预热器进口风温，需保证空气预热器出口风温满足锅炉空气侧的整体换热要求。通常，低温省煤器热媒水回收的热量还不足以满足暖风器对空气温升的要求，需辅助蒸汽加热器进一步加热热媒水水温后，热媒水再送至一、二次风暖风器加热冷风。对于引风机采用汽驱方式的机组，可充分利用引风机小机排汽的热量通过引风机小机排汽换热器来替代辅助蒸汽，以减少辅助蒸汽的消耗。低温省煤器的入口水温通过调节手段将再循环回路回水的高温热媒水和一、二次风暖风器出口热媒水回水混合至合适温度，以防止低温省煤器金属壁温过低而引起低温腐蚀。热媒水箱一方面可以吸收水侧系统的热膨胀，保证系统的运行安全可靠性；另一方面可以通过热媒水箱进行系统补水，从侧面反映系统是否存在泄漏情况。加药装置用于调节系统热媒水水质，以防止闭式循环热媒水水质恶化，影响换热器的换热效果。本技术的有益效果：1.系统能够根据锅炉尾部烟气余热品质情况，实现能量梯级回收利用。2.空气预热器旁路烟道烟气的热量通过高压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机炉深度耦合的火电厂尾部烟气余热利用系统，其特征在于：在锅炉SCR脱硝设备出口之后设置与空气预热器并联的旁路烟道，旁路烟道内依次设有与高压给水回路换热的高压省煤器，以及与凝结水回路换热的低压省煤器，空气预热器出口汇合后的烟道内布置低温省煤器与供给炉膛一、二次风的一、二次风系统换热。

【技术特征摘要】
1.一种基于机炉深度耦合的火电厂尾部烟气余热利用系统，其特征在于：在锅炉SCR脱硝设备出口之后设置与空气预热器并联的旁路烟道，旁路烟道内依次设有与高压给水回路换热的高压省煤器，以及与凝结水回路换热的低压省煤器，空气预热器出口汇合后的烟道内布置低温省煤器与供给炉膛一、二次风的一、二次风系统换热。2.如权利要求1所述的基于机炉深度耦合的火电厂尾部烟气余热利用系统，其特征在于：高压省煤器的高压给水回路从汽机房给水泵出口取水，与高压省煤器换热后回水至1#高加出口。3.如权利要求1所述的基于机炉深度耦合的火电厂尾部烟气余热利用系统，其特征在于：低压省煤器的凝结水回路从低加凝结水系统两处取水并混合，与低压省煤器换热后回水至取水处的前若干级低加出口。4.如权利要求1所述的基于机炉深度耦合的火电厂尾部烟气余热利用系统，其特征在于：一、二次风系统包括一、二次风管路和热媒水管路，一次风管路依次连接一次风机、一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利，陈刚，陈灿，易兵，黎懋亮，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51