一种锅炉连续排污余热余压综合利用系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种锅炉连续排污水余热余压综合利用系统及其控制方法，系统包括锅炉连排扩容器、第一膨胀机、第二膨胀机、冷凝器、工质泵、换热器、发电机以及控制系统，锅炉连排扩容器经第一气动调节阀接第一膨胀机，第一膨胀机经第一电动关断阀和第二电动关断阀接换热器入口；换热器出口连通燃煤机组定期排污系统；换热器出口经第三电动关断阀接第二膨胀机，第二膨胀机连通冷凝器，冷凝器经工质泵接换热器；第一膨胀机和第二膨胀机连接发电机，第一气动调节阀、第一电动关断阀、第二电动关断阀以及第三电动关断阀连接控制系统，能够利用锅炉连续排污的余热和余压，提高燃煤机组系统效率；通过调节运行模式，能够灵活应对燃煤机组变工况运行。变工况运行。变工况运行。

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉连续排污余热余压综合利用系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及工质余热利用发电
，具体涉及一种锅炉连续排污余热余压综合利用系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]在亚临界燃煤电站中，锅炉供水虽然经过化学处理，但仍然含有一定盐分。在电站运行过程中，汽包中的盐分会逐渐增加，为了确保锅炉和汽轮机的运行安全，汽包中会排出部分高盐分水来控制汽包中水的品质，被称为锅炉排污。锅炉排污一般分为连续排污和定期排污。连续排污是指锅炉运行过程中从汽包中连续不断的排出的污水，电站一般采用锅炉连排扩容器回收部分热量和水，然而扩容器疏水温度一般在100℃以上，这部分疏水通过掺混冷水降温后排放至地沟，造成了大量的能量损失和水资源浪费。
[0003]如何利用燃煤电站的低温余热进行发电机发电，是需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种锅炉连续排污余热余压综合利用系统及其控制方法，设置换热器和膨胀机组，用锅炉连排扩容器的热水与有机工质换热，将锅炉连排扩容器的余热、余压进行综合利用，避免能量浪费。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种锅炉连续排污水余热余压综合利用系统，包括锅炉连排扩容器、第一膨胀机、第二膨胀机、冷凝器、工质泵、发电机、换热器、燃煤机组定期排污系统以及控制系统，其中，锅炉连排扩容器经第一气动调节阀连通第一膨胀机的入口，第一膨胀机的出口经第一电动关断阀和第二电动关断阀连通换热器的热侧入口；换热器的热侧出口连通有燃煤机组定期排污系统；换热器的冷侧出口经第三电动关断阀连通第二膨胀机的入口，第二膨胀机的出口连通冷凝器，冷凝器的出口经工质泵连通换热器的冷侧入口；第一膨胀机连接发电机，第二膨胀机连接发电机；锅炉连排扩容器的出口连通燃煤机组定期排污系统，控制系统中设置双向通信连接的PID控制器和切换模块T，第一气动调节阀、第一电动关断阀、第二电动关断阀连接控制系统的输出端，换热器的冷侧出口和第一膨胀机的入口均设置压力监测点和温度监测点，所述压力监测点和温度监测点连接PID控制器；切换模块T的输出端连接第一气动调节阀执行机构的信号输入端，第三电动关断阀连接切换模块T的输入端。
[0006]换热器包括串联的第一换热器和第二换热器，第一换热器的热侧入口为换热器的热侧入口，第二换热器的热侧出口为换热器的热侧出口，第一换热器的冷侧出口为换热器的冷侧出口，第二换热器的冷侧入口为换热器的冷侧入口。
[0007]锅炉连排扩容器出口至第二电动关断阀前设置第一旁路管道，第一旁路管道上设置第二气动调节阀，锅炉连排扩容器通过所述第一旁路管道连通换热器的热侧入口；第一膨胀机的故障监测信号接入切换模块T，第一气动调节阀的关断状态监测信号接入切换模块T，切换模块T的输出端连接第二气动调节阀的执行机构。
[0008]第二电动关断阀前至燃煤机组定期排污系统的入口设置第二旁路管道，所述第二旁路管道上设置第四电动关断阀；第一膨胀机的出口通过所述第二旁路管道连通燃煤机组定期排污系统；第四电动关断阀连接控制系统。
[0009]换热器的冷侧出口设置工质旁路管道连通冷凝器，所述工质旁路管道上设置第三气动调节阀，PID控制器的输出端连接第三气动调节阀的执行机构。
[0010]本专利技术所述的锅炉连续排污水余热余压综合利用系统的控制方法，运行时，从锅炉连排扩容器来的污水进入第一膨胀机中膨胀做功带动发电机发电，第一气动调节阀和第一电动关断阀开启，第二气动调节阀和第四电动关断阀关闭；做功后的污水通过第一电动关断阀进入换热器中与有机工质换热，经过换热后的污水进入燃煤机组定排系统中；同时第三电动关断阀开启，加热后的有机工质进入第二膨胀机中膨胀做功带动发电机发电，膨胀后的乏工质进入冷凝器中冷却，冷却后的有机工质由工质泵泵入换热器中；对于第一气动调节阀的控制：将第一膨胀机的工质基本压力设定值与输入信号A求和后作为第一膨胀机入口压力设定值的最终数值，输入PID控制器的设定值输入端SP，输入信号A用于对进入第一膨胀机的工质压力设定值进行调整，第一膨胀机入口管道上的第一压力测量仪表的测量值作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值；PID控制器经过对设定值输入端SP和过程值输入端PV的输入值控制运算之后，其输出值作为切换模块T的第一输入端N，将第一气动调节阀开度数值0作为切换模块T的第二输入端Y，切换模块T运算后的输出作为第一气动调节阀执行机构的控制指令。
[0011]对第二气动调节阀的控制过程为：锅炉连排扩容器的液位设定值与输入信号B求和后作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值，所述输入信号B用于对锅炉连排扩容器的液位设定值进行调整，锅炉连排扩容器的液位测量值作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值；PID控制器经过对设定值输入端SP和过程值输入端PV的输入值控制运算之后，其输出值作为切换模块T的第一输入端N，将第二气动调节阀开度数值100作为切换模块T的第二输入端Y，切换模块T运算后的输出作为第二气动调节阀执行机构的控制指令。
[0012]对工质泵的控制具体为：换热器出口的温度设定值与运行人员在控制系统中的输入信号C求和后作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值，所述输入信号C用于对换热器出口温度值进行调整；第二温度测量仪表的测量值作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值；PID控制器对设定值输入端SP和过程值输入端PV的输入值控制运算，输出工质泵变频器的控制指令。
[0013]对第三气动调节阀的控制过程为：换热器出口的压力设定值与输入信号D求和作为切换模块T的第一输入端N，所述输入信号D用于对换热器出口的压力值进行调整；换热器出口温度的设定值与一个定值常数经求和后作为切换模块T的第二输入端Y，设定值加定值常数用于防止在第二膨胀机投入运行后工质压力超压，切换模块T的第一输入端N和第二输入端Y经过切换模块T后的输出作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值；第二压力测量仪表的测量值作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值；PID控制器对设定值输入端SP和过程值输入端PV输入值的控制运算，输出第三气动调节阀执行机构的控制指令。
[0014]第一气动调节阀和第一电动关断阀用于在第一膨胀机故障或者检修时的隔离，第二气动调节阀用于在第一气动调节阀和第一电动关断阀关闭后保证锅炉连排系统的正常工作；第四电动关断阀用于在第二电动关断阀或者第一换热器、第二换热器故障或检修时
保证锅炉连排系统的正常工作；第三电动关断阀用于第二膨胀机在故障或检修退出工作时的隔离操作。
[0015]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术通过污水扩容器、换热器、膨胀机、冷凝器、工质泵组成锅炉连续排污水余热余压综合利用系统，将工质锅炉连续排污水中的余热和余压充分利用，提高燃煤机组系统效率；本专利技术充分利用不同工质的特性，回收了锅炉连续排污的余热，具有较高的环保性。
[0016]进一步，本专利技术还可以根据实时的运行工况和调度指令，通过第一旁路管道、第二旁路管道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锅炉连续排污水余热余压综合利用系统，其特征在于，包括锅炉连排扩容器（1）、第一膨胀机（13）、第二膨胀机（14）、冷凝器（15）、工质泵（12）、发电机（16）、换热器、燃煤机组定期排污系统（7）以及控制系统，其中，锅炉连排扩容器（1）经第一气动调节阀（2）连通第一膨胀机（13）的入口，第一膨胀机（13）的出口经第一电动关断阀（3）和第二电动关断阀（4）连通换热器的热侧入口；换热器的热侧出口连通有燃煤机组定期排污系统（7）；换热器的冷侧出口经第三电动关断阀（6）连通第二膨胀机（14）的入口，第二膨胀机（14）的出口连通冷凝器（15），冷凝器（15）的出口经工质泵（12）连通换热器的冷侧入口；第一膨胀机（13）连接发电机（16），第二膨胀机（14）连接发电机（16）；锅炉连排扩容器（1）的出口连通燃煤机组定期排污系统（7），控制系统中设置双向通信连接的PID控制器和切换模块T，第一气动调节阀（2）、第一电动关断阀（3）、第二电动关断阀（4）连接控制系统的输出端，换热器的冷侧出口和第一膨胀机（13）的入口均设置压力监测点和温度监测点，所述压力监测点和温度监测点连接PID控制器；切换模块T的输出端连接第一气动调节阀（2）执行机构的信号输入端，第三电动关断阀（6）连接切换模块T的输入端。2.根据权利要求1所述的锅炉连续排污水余热余压综合利用系统，其特征在于，换热器包括串联的第一换热器（10）和第二换热器（11），第一换热器（10）的热侧入口为换热器的热侧入口，第二换热器（11）的热侧出口为换热器的热侧出口，第一换热器（10）的冷侧出口为换热器的冷侧出口，第二换热器（11）的冷侧入口为换热器的冷侧入口。3.根据权利要求1所述的锅炉连续排污水余热余压综合利用系统，其特征在于，锅炉连排扩容器（1）出口至第二电动关断阀（4）前设置第一旁路管道，第一旁路管道上设置第二气动调节阀（5），锅炉连排扩容器（1）通过所述第一旁路管道连通换热器的热侧入口；第一膨胀机（13）的故障监测信号接入切换模块T，第一气动调节阀（2）的关断状态监测信号接入切换模块T，切换模块T的输出端连接第二气动调节阀（5）的执行机构。4.根据权利要求1所述的锅炉连续排污水余热余压综合利用系统，其特征在于，第二电动关断阀（4）前至燃煤机组定期排污系统（7）的入口设置第二旁路管道，所述第二旁路管道上设置第四电动关断阀（8）；第一膨胀机（13）的出口通过所述第二旁路管道连通燃煤机组定期排污系统（7）；第四电动关断阀（8）连接控制系统。5.根据权利要求1所述的锅炉连续排污水余热余压综合利用系统，其特征在于，换热器的冷侧出口设置工质旁路管道连通冷凝器（15），所述工质旁路管道上设置第三气动调节阀（9），PID控制器的输出端连接第三气动调节阀（9）的执行机构。6.权利要求1
‑
5任一项所述的锅炉连续排污水余热余压综合利用系统的控制方法，其特征在于，运行时，从锅炉连排扩容器（1）来的污水进入第一膨胀机（13）中膨胀做功带动发电机发电，第一气动调节阀（2）和第一电动关断阀（3）开启，第二气动调节阀（5）和第四电动关断阀（8）关闭；做功后的污水通过第一电动关断阀（3）进入换热器中与有机工质换热，经过换热后的污水进入燃煤机组定排系统（7）中；同时第三电动关断阀（6）开启，加热后的有机工质进入第二膨胀机（14）中膨胀做功带动发电机发电，膨胀后的乏工质...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祖茂，赵文学，汪安明，冉颢，杨辉，刘新龙，谷云程，李涛，徐斌，仇韬，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：