一种高效回热与优化抽汽的二次再热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了涉及火力发电领域的一种高效回热与优化抽汽的二次再热系统；主要包括：锅炉、回热汽轮机和余热回收系统，其中取代了传统低压加热器的余热回收系统设置于凝结水泵和第七级低压加热器的给水之间，余热回收系统利用锅炉的烟气和回热汽轮机管道漏汽的能量对凝结水进行初步加热并由烟气冷却器、低温省煤器和轴封加热器组成，本实用新型专利技术将烟气冷却器、低温省煤器和轴封加热器取代了传统的低压加热器来加热给水，在回收锅炉热量的同时减少了汽轮机的抽汽能量损失；整体上优化了机组的布置，增强了高效回热，降低了系统的复杂度；可在提高传统1000MW二次再热机组供电效率0.2％～0.3％的同时降低煤耗2g/kW·h～3g/kW·h。

【技术实现步骤摘要】
一种高效回热与优化抽汽的二次再热系统
本技术涉及火力发电领域，具体为一种高效回热与优化抽汽的二次再热系统。
技术介绍
目前，大容量、高参数的火电机组已经成为我国火电机组的主流，当前有十几台二次再热机组立项或在建中，其主蒸汽压力为28MPa～31MPa，主蒸汽温度为600℃～620℃，更高的蒸汽参数可以实现火力发电循环系统效率的提升，由于火电机组的高温材料问题还没有解决，目前世界上的700℃等级的火电机组开发项目均遇到了阻碍，短期内不会有商业化的应用，所以要从其他方向继续优化系统，实现节能减排的目标。为了进一步地提高机组的循环效率，超超临界二次再热技术的发展提供了一个可行的方向，二次再热技术可以进一步地提高蒸汽吸热的平均温度，在相同参数水平下，相比一次再热技术可以提高效率2％～3％。但由于二次再热机组主蒸汽温度和再热蒸汽温度很高，出现了各级回热加热器抽汽过热度很大的问题，而这些回热加热器中过热的抽汽来自于汽轮机中压缸，增大了二次再热机组的能量损失，阻碍了二次再热机组效率的进一步提高；因此急需一种新系统解决回热加热器抽汽过热度过大的问题。传统的二次再热系统增加了系统的复杂性，而且与一次再热系统相比，其低压缸的进汽压力较低，容积流量更大，导致其能量损失更大，低压缸的效率是汽轮机中最低的，其抽汽加热回热系统的给水，进一步加大了低压缸的能量损失，因此对传统二次再热系统的整体优化很有必要。
技术实现思路
鉴于上述现有技术存在的问题，现提出一种高效回热与优化抽汽的二次再热系统，其特征在于，主要包括：锅炉、回热汽轮机和余热回收系统，其中利用锅炉的烟气和回热汽轮机管道漏汽的能量对凝结水进行初步加热，余热回收系统的给水入口与凝结水泵的出口相连，余热回收系统的给水出口、第七级低压加热器的给水入出口和第六级低压加热器的给水入口依次连接，第六级低压加热器的给水出口接入除氧器的给水入口；第一级高压加热器、第二级高压加热器、第三级高压加热器和第四级高压加热器的给水出口和给水入口依次连接，除氧器的给水出口通过电力驱动的给水泵连接于第四级高压加热器的给水入口；第一级高压加热器的给水出口、锅炉和汽轮机高压缸的进汽口顺序相连，汽轮机高压缸的排汽口分别与回热汽轮机的进汽口、汽轮机第一级中压缸的进汽口和第一级高压加热器的进汽口相连，汽轮机第一级中压缸的出汽口与汽轮机第二级中压缸的进汽口相连，第二级中压缸为对称分流布置，对称分流的每侧分别设有一个排汽口，两个排汽口在汇合之后，分流并分别与汽轮机第一级低压缸的进汽口和汽轮机第二级低压缸的进汽口相连，汽轮机第一级低压缸和汽轮机第二级低压缸均采用对称分流布置，汽轮机第一级低压缸和汽轮机第二级低压缸的两个排汽口汇合后与凝汽器的进汽口相连；回热汽轮机的第一级抽汽口、第二级抽汽口、第三级抽汽口、第四级抽汽口和第五级抽汽口分别与第二级高压加热器的进汽口、第三级高压加热器的进汽口、第四级高压加热器的进汽口、除氧器的进汽口相连和第六级低压加热器的进汽口相连；回热汽轮机的排汽口与第七级低压加热器的进汽口相连；第一级高压加热器的疏水出口与第二级高压加热器的疏水入口连接，第二级高压加热器的疏水出口与第三级高压加热器的疏水入口连接，第三级高压加热器的疏水出口与第四级高压加热器的疏水入口连接，第四级高压加热器的疏水出口接入除氧器的疏水入口；第六级低压加热器的疏水出口与第七级低压加热器的疏水入口通过一号管道相连，第七级低压加热器的疏水出口与疏水泵的给水入口连接，疏水泵的给水出口汇入一号管道内。所述余热回收系统由烟气冷却器、低温省煤器和轴封加热器顺序相连组成，其中烟气冷却器的给水出口为余热回收系统的给水出口，轴封加热器的给水入口为余热回收系统的给水入口。所述烟气冷却器与空气预热器安装在同一竖直烟道内，且烟气冷却器将烟道中的烟气抽出20％～30％；所述烟气冷却器安装于锅炉内部的高温省煤器之后，烟气冷却器的烟气入口为高温省煤器的烟气出口。所述烟气冷却器采用并联的ND钢的材质的H型管串，且烟气冷却器的烟气出口温度为120℃；所述烟道高4.5米，宽4.5米，烟道中的烟气流速为11m/s，烟道进口的烟气温度为380℃。所述低温省煤器利用从烟道排出的过热烟气来加热给水，实现低品位的烟气余热代替高品位的抽汽能量加热给水，采用工质逆流布置，低温省煤器内的平均烟气流速为10m/s；且低温省煤器烟气出口的温度为50℃。所述回热汽轮机的转子与在其后方的发电机的转子相连，发电机通过电缆与给水泵相连。本技术的有益效果为：由于现有技术普遍采用给水回热的方式来提高机组的热经济性，利用汽轮机的抽汽来加热给水，但由于换热温差的存在阻碍了抽汽的高效利用，增大了回热系统的能量损失；因此在本技术中应用了广义回热循环的思想，将烟气冷却器、低温省煤器和轴封加热器取代了传统的低压加热器来加热给水，在回收锅炉热量的同时减少了汽轮机的抽汽能量损失；该高效回热与优化抽汽二次再热系统，相比于传统的二次再热机组，解决了二次再热机组中回热加热器抽汽过热度过大的问题，回热汽轮机的排汽直接汇入回热加热器中，不需要冷凝器，可减少蒸汽的冷凝损失，减低机组的复杂度，节约成本；独立的回热汽轮机后连接着发电机，可以直接驱动电动给水泵的运行，电动给水泵相比传统的汽动给水泵效率更高，进一步地降低了厂用电率；汽轮机高压缸、中压缸、和低压缸全部取消了抽汽设备，同时部分低压加热器用烟气冷却器、低温省煤器和轴封加热器来代替，简化了汽轮机的结构，提高了通流效率与内效率，烟气冷却器、低温省煤器和轴封加热器充分利用了锅炉的烟气和汽轮机管道漏汽的能量，提高了锅炉的效率，从整体上优化了机组的布置，进一步地增强了高效回热，降低了系统的复杂度。实现了整个系统的集成优化；本技术二次再热机组的供电效率可达到48.06％，供电煤耗仅有255.93g/kW·h，可提高传统1000MW二次再热机组的供电效率0.2％～0.3％，可降低煤耗2g/kW·h～3g/kW·h，针对传统二次再热机组的技术缺陷与不足，本技术立足于热力循环的本质规律，精巧和合理地设计了整个发电循环系统，具有很充分的利用价值和很广阔的应用前景。附图说明图1为：本技术一种高效回热与优化抽汽的二次再热系统实施例的流程图；图中：1-锅炉、2-汽轮机高压缸、3-汽轮机第一级中压缸、4-汽轮机第二级中压缸、5-汽轮机第一级低压缸、6-汽轮机第二级低压缸、7-回热汽轮机、8-发电机、9-凝汽器、10-第一级高压加热器、11-第二级高压加热器、12-第三级高压加热器、13-第四级高压加热器、14-除氧器、15-第六级低压加热器、16-第七级低压加热器、17-烟气冷却器、18-低温省煤器、19-轴封加热器、20-给水泵、21-疏水泵、22-凝结水泵、23-空气预热器、24-高温省煤器、25-烟道、26-脱硫塔、100-余热回收系统。具体实施方式本技术提供了一种高效回热与优化抽汽二次再热系统，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。如图1所示，本技术提供了一种高效回热与优化抽汽二次再热系统的实施例中包括：锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机第一级中压缸3、汽轮机第二级中压缸4、汽轮机第一级低压缸5、汽轮机第二级低压缸6、回热汽轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效回热与优化抽汽的二次再热系统，其特征在于，主要包括：锅炉(1)、回热汽轮机(7)和余热回收系统(100)，其中余热回收系统(100)利用锅炉的烟气和各汽轮机管道漏汽的能量对凝结水进行初步加热，余热回收系统(100)的给水入口与凝结水泵(22)的出口相连，余热回收系统(100)的给水出口、第七级低压加热器(16)的给水入出口和第六级低压加热器(15)的给水入口依次连接，第六级低压加热器(15)的给水出口接入除氧器(14)的给水入口；第一级高压加热器(10)、第二级高压加热器(11)、第三级高压加热器(12)和第四级高压加热器(13)的给水出口和给水入口依次连接，除氧器(14)的给水出口通过电力驱动的给水泵(20)连接于第四级高压加热器(13)的给水入口；第一级高压加热器(10)的给水出口、锅炉(1)和汽轮机高压缸(2)的进汽口顺序相连，汽轮机高压缸(2)的排汽口分别与回热汽轮机(7)的进汽口、汽轮机第一级中压缸(3)的进汽口和第一级高压加热器(10)的进汽口相连，汽轮机第一级中压缸(3)的出汽口与汽轮机第二级中压缸(4)的进汽口相连，第二级中压缸(4)为对称分流布置，对称分流的每侧分别设有一个排汽口，两个排汽口在汇合之后，分流并分别与汽轮机第一级低压缸(5)的进汽口和汽轮机第二级低压缸(6)的进汽口相连，汽轮机第一级低压缸(5)和汽轮机第二级低压缸(6)均采用对称分流布置，汽轮机第一级低压缸(5)和汽轮机第二级低压缸(6)的两个排汽口汇合后与凝汽器(9)的进汽口相连；回热汽轮机(7)的第一级抽汽口、第二级抽汽口、第三级抽汽口、第四级抽汽口和第五级抽汽口分别与第二级高压加热器(11)的进汽口、第三级高压加热器(12)的进汽口、第四级高压加热器(13)的进汽口、除氧器(14)的进汽口相连和第六级低压加热器(15)的进汽口相连；回热汽轮机(7)的排汽口与第七级低压加热器(16)的进汽口相连；第一级高压加热器(10)的疏水出口与第二级高压加热器(11)的疏水入口连接，第二级高压加热器(11)的疏水出口与第三级高压加热器(12)的疏水入口连接，第三级高压加热器(12)的疏水出口与第四级高压加热器(13)的疏水入口连接，第四级高压加热器(13)的疏水出口接入除氧器(14)的疏水入口；第六级低压加热器(15)的疏水出口与第七级低压加热器(16)的疏水入口相连，第七级低压加热器(16)的疏水出口与疏水泵(21)的给水入口连接，疏水泵(21)的给水出口与第七级低压加热器(16)的给水入口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种高效回热与优化抽汽的二次再热系统，其特征在于，主要包括：锅炉(1)、回热汽轮机(7)和余热回收系统(100)，其中余热回收系统(100)利用锅炉的烟气和各汽轮机管道漏汽的能量对凝结水进行初步加热，余热回收系统(100)的给水入口与凝结水泵(22)的出口相连，余热回收系统(100)的给水出口、第七级低压加热器(16)的给水入出口和第六级低压加热器(15)的给水入口依次连接，第六级低压加热器(15)的给水出口接入除氧器(14)的给水入口；第一级高压加热器(10)、第二级高压加热器(11)、第三级高压加热器(12)和第四级高压加热器(13)的给水出口和给水入口依次连接，除氧器(14)的给水出口通过电力驱动的给水泵(20)连接于第四级高压加热器(13)的给水入口；第一级高压加热器(10)的给水出口、锅炉(1)和汽轮机高压缸(2)的进汽口顺序相连，汽轮机高压缸(2)的排汽口分别与回热汽轮机(7)的进汽口、汽轮机第一级中压缸(3)的进汽口和第一级高压加热器(10)的进汽口相连，汽轮机第一级中压缸(3)的出汽口与汽轮机第二级中压缸(4)的进汽口相连，第二级中压缸(4)为对称分流布置，对称分流的每侧分别设有一个排汽口，两个排汽口在汇合之后，分流并分别与汽轮机第一级低压缸(5)的进汽口和汽轮机第二级低压缸(6)的进汽口相连，汽轮机第一级低压缸(5)和汽轮机第二级低压缸(6)均采用对称分流布置，汽轮机第一级低压缸(5)和汽轮机第二级低压缸(6)的两个排汽口汇合后与凝汽器(9)的进汽口相连；回热汽轮机(7)的第一级抽汽口、第二级抽汽口、第三级抽汽口、第四级抽汽口和第五级抽汽口分别与第二级高压加热器(11)的进汽口、第三级高压加热器(12)的进汽口、第四级高压加热器(13)的进汽口、除氧器(14)的进汽口相连和第六级低压加热器(15)的进汽口相连；回热汽轮机(7)的排汽口与第七级低压加热器(16)的进汽口相连；第一级高压加热器(10)的疏水出口与第二级高压加热器(11)的疏水入口连接，第二级高压加热器(11)的疏水出口与第三级高压加热器(12)的疏水入...

【专利技术属性】
技术研发人员：张思瑞，李惊涛，魏萌，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：新型
国别省市：北京,11