專利名稱：煙氣余熱氨氣汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)電系統(tǒng)，尤其是一種煙氣余熱氨氣汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
排煙損失是鍋爐運(yùn)行中最重要的一項(xiàng)熱損失，我國火力發(fā)電廠的很多鍋爐排煙溫度都存在超過設(shè)計(jì)值的情況，對(duì)燃燒無煙煤、貧煤、煙煤的鍋爐排煙溫度設(shè)計(jì)值通常在 120 125°C左右，燃燒褐煤的鍋爐其排煙溫度設(shè)計(jì)值通常在155°C左右，而且煙氣量非常大，對(duì)單臺(tái)600麗機(jī)組引風(fēng)機(jī)出口煙氣量通常可達(dá)到370 400萬m3/h。為了減少排煙損失，降低排煙溫度，節(jié)約能源，提高電廠的經(jīng)濟(jì)性，目前有采用低溫省煤器來設(shè)法提高高溫?zé)煔獾睦眯实那闆r，圖1是低溫省煤器的系統(tǒng)連接示意，通常從某個(gè)低壓加熱器引出部分或全部冷凝水，送往低溫省煤器?；痣姀S氨水煙氣換熱器布置方案如附圖3所示，氨氣煙氣換熱器(以下簡稱煙氣換熱器)的布置方案有兩種選擇方案一布置在空預(yù)器后、電除塵器前；方案二布置在引風(fēng)機(jī)后、脫硫裝置前?，F(xiàn)有技術(shù)方案一布置在空預(yù)器后、電除塵器前日本的不少大型火電廠，如常陸那珂電廠(1000MW)和iTomato-Atsuma電廠 (700MW)等都有類似的布置。管式的GGH煙氣放熱段布置在空預(yù)器和除塵器之間。管式 GGH將煙氣溫度降低到90°C左右，并采用低低溫電氣除塵器。所謂低低溫除塵器是指入口煙氣溫度在100°C以下的除塵器。對(duì)本工程此種布置方式，鑒于目前國內(nèi)情況，為減少煙氣換熱器腐蝕的可能性，減少風(fēng)險(xiǎn)，建議煙氣換熱器出口煙溫高于煙氣酸露點(diǎn)以上5°C。這種布置方式最大的風(fēng)險(xiǎn)是腐蝕、積灰、磨損。煙氣換熱器出口煙溫在煙氣煙氣酸露點(diǎn)以上5°C，經(jīng)過煙道、除塵器后引風(fēng)機(jī)后入口煙溫要低3 4°C，已接近酸露點(diǎn)，對(duì)煙氣換熱器后全部煙道、引風(fēng)機(jī)要考慮防低溫腐蝕措施。煙氣換熱器出口煙氣運(yùn)行溫度略高于酸露點(diǎn)溫度，經(jīng)過除塵器前煙道及除塵器，在除塵器尾部煙氣溫度也接近酸露點(diǎn)，對(duì)電除塵器最大的危害為煙氣積露并腐蝕電除塵器殼體等金屬構(gòu)件，電瓷件(瓷套、瓷軸)積露爬電進(jìn)而放電擊碎，產(chǎn)生事故，影響電除塵器的安全運(yùn)行和壽命。因此當(dāng)煙氣換熱器布置電除塵器前時(shí)，需要考慮這些因素的影響，主要有以下幾個(gè)方面1)對(duì)電除塵器進(jìn)行防腐處理。向有關(guān)除塵器廠家咨詢，主要集中在以下幾個(gè)方(1)密封。電除塵器應(yīng)該有很好的防止漏風(fēng)措施，電除塵器過多的漏風(fēng)，一方面造成電除塵器內(nèi)煙溫下降過大，加劇煙氣積露造成危害，且在漏風(fēng)點(diǎn)附近，由于煙氣溫度很低，必然有積露產(chǎn)生，該處將在短期產(chǎn)生腐蝕，時(shí)間長了腐蝕區(qū)域擴(kuò)大最終導(dǎo)致電除塵器無法正常使用，而電除塵器的漏風(fēng)點(diǎn)主要是穿過電除塵器孔洞，即人孔門、振打穿孔、陰極吊掛等。( 2 )保溫。為了充分保持煙氣在電除塵器內(nèi)溫度，客觀上增加保溫層厚度或選擇導(dǎo)熱系數(shù)更小的保溫材料對(duì)低溫電除塵器進(jìn)行保溫設(shè)計(jì)施工。[0011](3)對(duì)絕緣子進(jìn)行熱風(fēng)吹掃。電除塵器絕緣子為工業(yè)電瓷，其內(nèi)壁處于電場(chǎng)煙氣環(huán)境中，由于煙溫過低，內(nèi)表面容易產(chǎn)生積露并被帶塵污染，對(duì)所有絕緣子進(jìn)行有效加熱保溫使其溫度在煙氣酸露點(diǎn)以上10 15°c的同時(shí)對(duì)其內(nèi)表面進(jìn)行強(qiáng)制熱風(fēng)吹掃，從措施上保證吊掛絕緣子表面不產(chǎn)生積露現(xiàn)象，并保持其清潔，從而保證瓷套不被積露肥電擊穿，使其安全運(yùn)行。(4)防止板線沾灰。由于煙氣溫度降低，增加了灰的粘性，因而對(duì)于此時(shí)的電除塵器一定要適當(dāng)提高板線的振打加速度，另一方面適當(dāng)提高振打頻率，預(yù)防板線粘灰。對(duì)于陰極線采用易清灰不易腐蝕的材料如不銹鋼螺旋線或不銹鋼放電芒刺等。(5)考慮到酸性氣體由于積露對(duì)殼體的腐蝕，電除塵器的殼體采用抗腐蝕較好的金屬材料如考頓鋼或防酸涂料，以延長電除塵器的使用壽命。以上是對(duì)低溫電除塵器安全可靠運(yùn)行的一些針對(duì)性措施，對(duì)于該類電除塵器電場(chǎng)內(nèi)應(yīng)保持適當(dāng)高的流速，過低的煙氣流速對(duì)電場(chǎng)內(nèi)煙溫保持是不利的。因此，煙氣換熱器后的除塵器在同樣的考核條件下，電除塵本體體積、收塵面積等不考慮進(jìn)口煙氣溫度降低的情況時(shí)，電除塵器的投資比常規(guī)溫度電除塵器將有所增加。2)煙氣換熱器內(nèi)換熱管道容易積灰，維護(hù)費(fèi)用較高。煙氣由于未經(jīng)過電除塵器收塵，煙氣中的灰分含量較高，當(dāng)通過低溫省煤器時(shí)，極易積灰，影響換熱效果。因此需要在煙氣換熱器中設(shè)置有效的吹灰措施，以減少積灰的影響。3)由于煙氣未被收塵，容易對(duì)煙氣換熱器中的換熱管道造成磨損，運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)大。4)對(duì)煙氣換熱器后全部煙道、引風(fēng)機(jī)要考慮防低溫腐蝕措施。對(duì)于引風(fēng)機(jī)而言，需要考慮引風(fēng)機(jī)葉片和通流部分的防腐處理，國內(nèi)引風(fēng)機(jī)的制造廠商尚無此設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。需要進(jìn)行防腐處理的煙道長度較長，從煙氣換熱器出口一直到脫硫裝置入口的煙道均需要進(jìn)行類似脫硫凈煙道的防腐處理，費(fèi)用較高。5)煙氣換熱器的換熱管材質(zhì)選取既要考慮煙氣運(yùn)行溫度在露點(diǎn)溫度左右造成的腐蝕，又要考慮煙氣未被收塵而造成的磨損，國內(nèi)現(xiàn)有的材質(zhì)難以適應(yīng)如此惡劣的環(huán)境。結(jié)論針對(duì)本工程煤質(zhì)特性，方案一最大的問題是腐蝕、積灰、磨損，除以上問題外，布置方案一還不能利用煙氣通過引風(fēng)機(jī)的溫升，收益較差。

實(shí)用新型內(nèi)容一種煙氣余熱氨氣汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于包括氨水一煙氣換熱器、氨氣汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、噴射泵、濃氨水儲(chǔ)罐、稀氨水儲(chǔ)罐、兩臺(tái)氨水升壓泵；所述氨水一煙氣換熱器設(shè)置在煙道中，氨水是在該換熱器中的。低溫省煤器方案是用煙氣加熱凝結(jié)水以提高回?zé)嵯到y(tǒng)效率，有沒有直接利用煙氣余熱發(fā)電的系統(tǒng)？我們研究并設(shè)計(jì)了一套煙氣余熱發(fā)電系統(tǒng)，既可用于火力發(fā)電廠，也可用于鋼鐵、化工等行業(yè)有排煙熱損失的場(chǎng)合。如圖2所示，包括氨水一煙氣換熱器、氨氣汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、噴射泵、濃氨水儲(chǔ)罐、稀氨水儲(chǔ)罐、兩臺(tái)氨水升壓泵。煙氣一氨水換熱器布置在煙道中，氨水在該換熱器中進(jìn)行加熱、蒸發(fā)、氣液分離；稀氨水儲(chǔ)罐中的稀氨水經(jīng)稀氨水升壓泵管道輸送至氨噴射泵凝結(jié)吸收來自汽輪機(jī)排氣管的氨氣，同時(shí)在汽輪機(jī)系統(tǒng)內(nèi)形成真空；汽輪機(jī)將氨氣的動(dòng)能及熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。[0023]工藝流程如下濃氨水儲(chǔ)罐中的濃氨水經(jīng)濃氨水升壓泵管道輸送至換熱器進(jìn)行加熱、蒸發(fā)、氣液分離，氣體被吸入汽輪機(jī)，液體流入稀氨水儲(chǔ)罐，在汽輪機(jī)內(nèi)做工后的氨氣經(jīng)汽輪機(jī)排氣管輸送至噴射泵與來自稀氨水升壓泵后的稀氨水一起回收至濃氨水儲(chǔ)罐，從而形成閉合循環(huán)回路，使排煙熱能給予充分利用，減少大氣熱排放。本實(shí)用新型煙氣換熱器布置在弓I風(fēng)機(jī)后、脫硫裝置前對(duì)本工程此種布置方式，煙氣通過除塵器前后煙道及除塵器后，可以利用煙氣通過引風(fēng)機(jī)后的溫升。采用這種布置方式優(yōu)點(diǎn)是，電除塵器、引風(fēng)機(jī)不需要進(jìn)行防腐處理，煙氣換熱器后煙氣溫度可以降到很低達(dá)到60°C左右，可采用國內(nèi)常規(guī)的電除塵器及引風(fēng)機(jī)，技術(shù)成熟可靠；煙氣通過引風(fēng)機(jī)的溫升被利用，收益明顯；煙氣換熱器內(nèi)換熱管道的磨損較小，積灰少，運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)大為降低。采用這種布置方式的缺點(diǎn)是無法利用煙氣溫度降低帶來的提高電除塵器效率、減少引風(fēng)機(jī)功率的好處。綜合比較，現(xiàn)階段煙氣換熱器的設(shè)置方案，采用方案二。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是1、本方案采用煙氣余熱加熱低沸點(diǎn)工質(zhì)(氨氣)，使其在換熱器內(nèi)加熱、蒸發(fā)進(jìn)入汽輪機(jī)，帶動(dòng)汽輪機(jī)，進(jìn)而推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，這樣使排煙熱能給予充分利用，減少大氣熱排放。2、脫硫吸收塔入口煙氣溫度降低后，吸收塔內(nèi)蒸發(fā)水量減少，脫硫工藝水耗量相應(yīng)節(jié)省，可以起到節(jié)約用水的目的。3、按現(xiàn)階段電除塵器及引風(fēng)機(jī)材料及技術(shù)發(fā)展水平，現(xiàn)階段煙氣換熱器的布置方案二更加先進(jìn)、科學(xué)。

本實(shí)用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖1低溫省煤器的系統(tǒng)連接示意圖。圖2是本實(shí)用新型煙氣余熱氨氣汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。圖3煙氣換熱器布置方案(上圖為現(xiàn)有技術(shù)方案一，下圖為本實(shí)用新型方案二)。
具體實(shí)施方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。如圖2所示，包括氨水一煙氣換熱器、氨氣汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、噴射泵、濃氨水儲(chǔ)罐、 稀氨水儲(chǔ)罐、兩臺(tái)氨水升壓泵。煙氣一氨水換熱器布置在煙道中，氨水在該換熱器中進(jìn)行加熱、蒸發(fā)、氣液分離；稀氨水儲(chǔ)罐中的稀氨水經(jīng)稀氨水升壓泵管道輸送至氨噴射泵凝結(jié)吸收來自汽輪機(jī)排氣管的氨氣，同時(shí)在汽輪機(jī)系統(tǒng)內(nèi)形成真空；汽輪機(jī)將氨氣的動(dòng)能及熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。[0039]工藝流程如下濃氨水儲(chǔ)罐中的濃氨水經(jīng)濃氨水升壓泵管道輸送至換熱器進(jìn)行加熱、蒸發(fā)、氣液分離，氣體被吸入汽輪機(jī)，液體流入稀氨水儲(chǔ)罐，在汽輪機(jī)內(nèi)做工后的氨氣經(jīng)汽輪機(jī)排氣管輸送至噴射泵與來自稀氨水升壓泵后的稀氨水一起回收至濃氨水儲(chǔ)罐，從而形成閉合循環(huán)回路，使排煙熱能給予充分利用，減少大氣熱排放。本實(shí)用新型并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本實(shí)用新型擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求1. 一種煙氣余熱氨氣汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于包括氨水---煙氣換熱器、氨氣汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、噴射泵、濃氨水儲(chǔ)罐、稀氨水儲(chǔ)罐、兩臺(tái)氨水升壓泵；所述氨水一煙氣換熱器設(shè)置在煙道中，氨水是在該換熱器中的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣余熱氨氣汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述氨氣一一煙氣換熱器設(shè)置在引風(fēng)機(jī)后、脫硫裝置前。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種煙氣余熱氨氣汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于包括氨水-煙氣換熱器、氨氣汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、噴射泵、濃氨水儲(chǔ)罐、稀氨水儲(chǔ)罐、兩臺(tái)氨水升壓泵；所述氨水-煙氣換熱器布置在煙道中，氨水在該換熱器中進(jìn)行加熱、蒸發(fā)、氣液分離；所述稀氨水儲(chǔ)罐中的稀氨水經(jīng)稀氨水升壓泵管道輸送至所述噴射泵凝結(jié)吸收來自該氨氣汽輪機(jī)排氣管的氨氣，同時(shí)在該氨氣汽輪機(jī)系統(tǒng)內(nèi)形成真空；該氨氣汽輪機(jī)將氨氣的動(dòng)能及熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能帶動(dòng)所述發(fā)電機(jī)發(fā)電。使排煙熱能給予充分利用，減少大氣熱排放。脫硫吸收塔入口煙氣溫度降低后，吸收塔內(nèi)蒸發(fā)水量減少，脫硫工藝水耗量相應(yīng)節(jié)省，可以起到節(jié)約用水的目的。
文檔編號(hào)F27D17/00GK201991580SQ201120067679
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者余靜, 唐茂平, 李陸偉, 田蓉榮, 陳衛(wèi)國 申請(qǐng)人:中國電力工程顧問集團(tuán)西南電力設(shè)計(jì)院