本發(fā)明涉及火力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及超(超)臨界機(jī)組冷風(fēng)余熱加熱梯級(jí)利用系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

對(duì)于超(超)臨界機(jī)組，鍋爐排煙溫度每升高10℃，機(jī)組供電煤耗將增加約1g/(kW·h)，在運(yùn)行中排煙溫度偏高是影響鍋爐效率的重要因素之一；汽機(jī)背壓每降低1kPa，機(jī)組供電煤耗降低約1.0-3.0g/(kW·h)，因此降低汽機(jī)背壓將顯著提高發(fā)電效率。

當(dāng)前火電機(jī)組普遍采用的低溫省煤器系統(tǒng)，由于空預(yù)器出口煙溫普遍不高和低溫腐蝕等限制因素，煙氣余熱利用溫降一般在20-30℃，可利用的熱量有限。

超(超)臨界機(jī)組基于蒸汽朗肯動(dòng)力循環(huán)理論，機(jī)組發(fā)電時(shí)汽輪機(jī)排汽需要產(chǎn)生大量的能源損失，約占機(jī)組輸入能量的40％。尤其是空冷機(jī)組由于汽機(jī)背壓較濕冷機(jī)組高，其排汽余熱量更大，如果不考慮回收則造成更大冷端損失。

此外，為防止冬季時(shí)空預(yù)器冷端低溫腐蝕，超(超)臨界機(jī)組通常采用抽汽或輔助蒸汽加熱式的暖風(fēng)器，系統(tǒng)復(fù)雜，而且由于耗用了抽汽增加了機(jī)組能耗。

有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種超(超)臨界機(jī)組冷風(fēng)余熱加熱梯級(jí)利用系統(tǒng)及方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種超(超)臨界機(jī)組冷風(fēng)余熱加熱梯級(jí)利用系統(tǒng)及方法，一方面利用汽機(jī)側(cè)余熱加熱冷風(fēng)預(yù)熱器中冷風(fēng)，繼而用部分煙水換交換器出口高溫凝結(jié)水再次加熱冷風(fēng)，排擠提高的空預(yù)器排煙余熱由凝結(jié)水通過(guò)煙水換熱器進(jìn)行回收，并排擠汽機(jī)側(cè)低加抽汽做功，另一方面利用空預(yù)器旁路中的給水煙氣熱交換器加熱汽機(jī)低溫給水來(lái)回收高溫?zé)煔庥酂幔⑴艛D汽機(jī)高加抽汽做功，這兩部分排擠抽汽做功一起實(shí)現(xiàn)了冷風(fēng)余熱加熱的梯級(jí)利用。

本發(fā)明超(超)臨界機(jī)組冷風(fēng)余熱加熱梯級(jí)利用系統(tǒng)，包括安裝在鍋爐冷風(fēng)風(fēng)機(jī)1和空預(yù)器4空氣側(cè)入口之間風(fēng)道上的冷風(fēng)預(yù)熱器2、暖風(fēng)器3，安裝在空預(yù)器4煙氣側(cè)出口與空預(yù)器出口煙道11之間上的煙水熱交換器6，安裝在空預(yù)器4旁路煙氣側(cè)旁路的給水煙氣熱交換器5及其進(jìn)出口給水管路9、10，連接冷風(fēng)預(yù)熱器2的汽機(jī)余熱工質(zhì)管路16，連接煙水熱交換器6、凝結(jié)水升壓泵15、暖風(fēng)器3的凝結(jié)水進(jìn)出口管路12、13、14，連接空預(yù)器4、給水煙氣熱交換器5、煙水熱交換器6之間的煙氣管道7、8、17；

所述連接給水煙氣熱交換器5與汽機(jī)給水管路的連接關(guān)系為：給水煙氣熱交換器5水側(cè)進(jìn)口與汽機(jī)低溫給水管路9連接，水側(cè)出口與汽機(jī)高溫給水管路10連接；所述連接給水煙氣熱交換器5與煙氣管路連接關(guān)系為：給水煙氣熱交換器5煙氣側(cè)進(jìn)口與空預(yù)器4入口瘋子煙氣管路7連接，煙氣側(cè)出口與煙氣管路8連接，之后與空預(yù)器4出口煙氣管路17連接；煙水熱交換器6與汽機(jī)凝結(jié)水連接關(guān)系為：煙氣熱交換器6水側(cè)進(jìn)口與欺汽機(jī)低溫凝結(jié)水經(jīng)過(guò)凝結(jié)水升壓泵15升壓后管路連接，水側(cè)出口經(jīng)管路13與汽機(jī)高溫凝結(jié)水連接；

所述暖風(fēng)器3與凝結(jié)水連接關(guān)系為：暖風(fēng)器3水側(cè)進(jìn)口與凝結(jié)水管路12連接，水側(cè)出口與凝結(jié)水管路14連接，凝結(jié)水管路14回水至凝結(jié)水升壓泵15入口管路；

所述冷風(fēng)預(yù)熱器2與汽機(jī)余熱工質(zhì)管路連接關(guān)系為：汽輪機(jī)余熱工質(zhì)管路16與冷風(fēng)預(yù)熱器2水側(cè)或汽側(cè)入口連接，經(jīng)過(guò)冷卻后返回汽機(jī)余熱工質(zhì)系統(tǒng)。

本發(fā)明超(超)臨界機(jī)組冷風(fēng)余熱加熱梯級(jí)利用系統(tǒng)的余熱利用方法，包括：汽機(jī)余熱工質(zhì)管路10中余熱工質(zhì)進(jìn)入冷風(fēng)預(yù)熱器2加熱鍋爐冷風(fēng)之后返回汽機(jī)側(cè)；鍋爐冷風(fēng)經(jīng)過(guò)暖風(fēng)器3被凝結(jié)水管路12來(lái)凝結(jié)水再次加熱后，進(jìn)入空預(yù)器4排擠鍋爐排煙余熱；同時(shí)從空預(yù)器4入口煙氣側(cè)分流一部分經(jīng)過(guò)煙氣管道7進(jìn)入給水煙氣熱交換器5，經(jīng)汽機(jī)低溫給水冷卻后煙氣與空預(yù)器4出口煙氣混合經(jīng)過(guò)煙氣管路17進(jìn)入煙水熱交換器6進(jìn)一步換熱；煙水熱交換器6用于加熱汽機(jī)低溫凝結(jié)水，加熱后的高溫凝結(jié)水部分通過(guò)凝結(jié)水管路13回到汽機(jī)側(cè)凝結(jié)水系統(tǒng)；

汽機(jī)余熱用于加熱鍋爐冷風(fēng)，排擠余熱并提高了空預(yù)器4出口煙溫，煙氣余熱經(jīng)過(guò)煙水換熱器5被低溫凝結(jié)水吸收，變成高溫凝結(jié)水返回汽機(jī)側(cè)后用于排擠高溫段低加抽汽做功，同時(shí)給水煙氣熱交換器5中將汽機(jī)低溫給水加熱，用于排擠高溫段高加抽汽做功。

借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一是可以通過(guò)機(jī)汽機(jī)余熱工質(zhì)加熱冷風(fēng)預(yù)熱器中的鍋爐冷風(fēng)、通過(guò)高溫凝結(jié)水加熱暖風(fēng)器中鍋爐冷風(fēng)，實(shí)現(xiàn)回收汽機(jī)余熱及冷風(fēng)梯級(jí)預(yù)熱；

二是采用空預(yù)器煙氣旁路熱交換器加熱汽機(jī)給水回收煙氣高溫余熱、采用煙水熱交換器加熱汽機(jī)凝結(jié)水回收低溫?zé)煔庥酂?，?shí)現(xiàn)了鍋爐煙氣余熱的梯級(jí)利用；

三是余熱梯級(jí)利用回收后由于排擠低加、高加抽汽做功，在降低汽機(jī)背壓同時(shí)提高機(jī)組熱效率。

上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明超(超)臨界機(jī)組冷風(fēng)余熱加熱梯級(jí)利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明超(超)臨界機(jī)組冷風(fēng)余熱加熱梯級(jí)利用系統(tǒng)的暖風(fēng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1為鍋爐冷風(fēng)風(fēng)機(jī)，2為冷風(fēng)預(yù)熱器，3為暖風(fēng)器，4為空預(yù)器，5為給水煙氣熱交換器，6為煙水熱交換器，7為進(jìn)給水煙氣熱交換器5煙氣管路，8為出給水煙氣熱交換器5煙氣管路，9為進(jìn)給水煙氣熱交換器5汽機(jī)低溫給水管路，10為出給水煙氣熱交換器5汽機(jī)高溫給水管路，11為煙水熱交換器6出口煙氣管路,12為入暖風(fēng)器3凝結(jié)水管路，13為煙水熱交換器6出口去汽機(jī)高溫凝結(jié)水管路，14為暖風(fēng)器3出口凝結(jié)水管路，15為凝結(jié)水升壓泵，16為入冷風(fēng)預(yù)熱器2汽機(jī)余熱工質(zhì)管路，17為煙水熱交換器6入口煙氣管路，膜式散熱管排32，翅片散熱管33，空氣預(yù)熱器入口風(fēng)道34，暖風(fēng)器氣源35，熱源入口聯(lián)箱36，熱源出口聯(lián)箱37。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

如附圖1所示，本實(shí)施例超(超)臨界機(jī)組冷風(fēng)余熱加熱梯級(jí)利用系統(tǒng)，包括安裝在鍋爐冷風(fēng)風(fēng)機(jī)1和空預(yù)器4空氣側(cè)入口之間風(fēng)道上的冷風(fēng)預(yù)熱器2、暖風(fēng)器3，安裝在空預(yù)器4煙氣側(cè)出口與空預(yù)器出口煙道11之間上的煙水熱交換器6，安裝在空預(yù)器4旁路煙氣側(cè)旁路的給水煙氣熱交換器5及其進(jìn)出口給水管路9、10，連接冷風(fēng)預(yù)熱器2的汽機(jī)余熱工質(zhì)管路16，連接煙水熱交換器6、凝結(jié)水升壓泵15、暖風(fēng)器3的凝結(jié)水進(jìn)出口管路12、13、14，連接空預(yù)器4、給水煙氣熱交換器5、煙水熱交換器6之間的煙氣管道7、8、17。所述連接給水煙氣熱交換器5與汽機(jī)給水管路的連接關(guān)系為：給水煙氣熱交換器5水側(cè)進(jìn)口與汽機(jī)低溫給水管路9連接，水側(cè)出口與汽機(jī)高溫給水管路10連接；所述連接給水煙氣熱交換器5與煙氣管路連接關(guān)系為：給水煙氣熱交換器5煙氣側(cè)進(jìn)口與空預(yù)器4入口瘋子煙氣管路7連接，煙氣側(cè)出口與煙氣管路8連接，之后與空預(yù)器4出口煙氣管路17連接；煙水熱交換器6與汽機(jī)凝結(jié)水連接關(guān)系為：煙氣熱交換器6水側(cè)進(jìn)口與欺汽機(jī)低溫凝結(jié)水經(jīng)過(guò)凝結(jié)水升壓泵15升壓后管路連接，水側(cè)出口經(jīng)管路13與汽機(jī)高溫凝結(jié)水連接；所述暖風(fēng)器3與凝結(jié)水連接關(guān)系為：暖風(fēng)器3水側(cè)進(jìn)口與凝結(jié)水管路12連接，水側(cè)出口與凝結(jié)水管路14連接，凝結(jié)水管路14回水至凝結(jié)水升壓泵15入口管路；所述冷風(fēng)預(yù)熱器2與汽機(jī)余熱工質(zhì)管路連接關(guān)系為：汽輪機(jī)余熱工質(zhì)管路16與冷風(fēng)預(yù)熱器2水側(cè)或汽側(cè)入口連接，經(jīng)過(guò)冷卻后返回汽機(jī)余熱工質(zhì)系統(tǒng)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例超(超)臨界機(jī)組冷風(fēng)余熱加熱梯級(jí)利用系統(tǒng)，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述暖風(fēng)器位于空氣預(yù)熱器入口風(fēng)道34的下方，暖風(fēng)器1的出口風(fēng)道與空氣預(yù)熱器入口風(fēng)道34垂直連接，暖風(fēng)器的風(fēng)道壁上安裝有膜式散熱管排32，暖風(fēng)器的風(fēng)道內(nèi)安裝有翅片散熱管33，膜式散熱管排32和翅片散熱管33的進(jìn)氣口通過(guò)管路與暖風(fēng)器氣源35相連通。

為了實(shí)現(xiàn)充分利用鍋爐余熱，所述暖風(fēng)器的上部安裝有熱源入口聯(lián)箱36，暖風(fēng)器的下部安裝有熱源出口聯(lián)箱37，鍋爐余熱管路與熱源入口聯(lián)箱36的進(jìn)口相連接，膜式散熱管排32和翅片散熱管33的進(jìn)氣口通過(guò)管路與熱源入口聯(lián)箱36相連接，膜式散熱管排32和翅片散熱管33的排氣口與熱源出口聯(lián)箱37相連接。

鍋爐余熱通過(guò)熱源入口聯(lián)箱36進(jìn)入，膜式散熱管排32和翅片散熱管33，膜式散熱管排32及翅片散熱管33內(nèi)部為暖風(fēng)器汽源35的高溫蒸汽及鍋爐余熱產(chǎn)生的高溫汽水介質(zhì)，這些熱量通過(guò)管壁傳遞給暖風(fēng)器風(fēng)道中流經(jīng)的空氣，既達(dá)到了加熱空氣的目的，也對(duì)鍋爐余熱進(jìn)行了有效利用。

實(shí)施例3

如附圖1所示，上述實(shí)施例1所述系統(tǒng)超(超)臨界機(jī)組冷風(fēng)余熱加熱梯級(jí)利用的方法為：

汽機(jī)余熱工質(zhì)管路10中余熱工質(zhì)進(jìn)入冷風(fēng)預(yù)熱器2加熱鍋爐冷風(fēng)之后返回汽機(jī)側(cè)；鍋爐冷風(fēng)經(jīng)過(guò)暖風(fēng)器3被凝結(jié)水管路12來(lái)凝結(jié)水再次加熱后，進(jìn)入空預(yù)器4排擠鍋爐排煙余熱；同時(shí)從空預(yù)器4入口煙氣側(cè)分流一部分經(jīng)過(guò)煙氣管道7進(jìn)入給水煙氣熱交換器5，經(jīng)汽機(jī)低溫給水冷卻后煙氣與空預(yù)器4出口煙氣混合經(jīng)過(guò)煙氣管路17進(jìn)入煙水熱交換器6進(jìn)一步換熱；煙水熱交換器6用于加熱汽機(jī)低溫凝結(jié)水，加熱后的高溫凝結(jié)水部分通過(guò)凝結(jié)水管路13回到汽機(jī)側(cè)凝結(jié)水系統(tǒng)。

由于汽機(jī)余熱用于加熱鍋爐冷風(fēng)，排擠余熱并提高了空預(yù)器4出口煙溫，煙氣余熱經(jīng)過(guò)煙水換熱器5被低溫凝結(jié)水吸收，變成高溫凝結(jié)水返回汽機(jī)側(cè)后用于排擠高溫段低加抽汽做功，同時(shí)給水煙氣熱交換器5中將汽機(jī)低溫給水加熱成高溫給水，用于排擠高溫段高加抽汽做功，這兩處排擠抽汽做功效應(yīng)大幅提高了機(jī)組整體循環(huán)熱效率。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。