一种火电机组烟气余热综合利用系统及方法

技术领域

本发明涉及发电技术领域，特别涉及一种火电机组烟气余热综合利用系统及方法。

背景技术

目前，燃煤发电仍然是我国主要发电方式，燃煤机组锅炉排烟温度一般为120～150℃，通常情况下，其携带的低品位余热排入大气，造成大量能量损失。如果能够利用回收利用这部分排烟余热，能有效提高机组能效，减少污染物排放。

传统的烟气余热利用方式通过在空气预热器后布置低温省煤器，利用烟气余热加热回热系统中的凝结水，从而排挤低压抽汽，增加汽轮机做功，提高机组效率。但是空气预热器中烟气和空气换热温差较大，二者吸放热曲线匹配较差，造成空气预热器不可逆损失较大。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种火电机组烟气余热综合利用系统及方法，能够降低空气预热器换热温差，实现烟气余热分质梯级利用，提高机组能效。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种火电机组烟气余热综合利用系统，包括锅炉1、空气预热器2、低温省煤器3、暖风器4、第一级烟气-水换热器5、第二级烟气-水换热器6和回热系统；

所述空气预热器2烟气侧出口与低温省煤器3烟气侧进口相连，第一级烟气-水换热器5烟气侧出口与第二级烟气-水换热器6烟气侧进口相连通，所述锅炉1尾部烟气分成两路，一路烟气连接空气预热器2烟气侧进口，另一路烟气连接第一级烟气-水换热器5烟气侧进口，低温省煤器3烟气侧出口与第二级烟气-水换热器6烟气侧出口相连通，第一级烟气-水换热器5水侧进口与给水泵14出口相连通，第一级烟气-水换热器5水侧出口与1号高压加热器17出口相连通，第二级烟气-水换热器6水侧进口与8号低压加热器9出口相连通，第二级烟气-水换热器6水侧出口与5号低压加热器12出口相连通，8号低压加热器9抽汽A与暖风器4蒸汽侧进口A相连通，暖风器4蒸汽侧出口B与凝汽器7进口B相连通；

所述的回热系统包括依次相连的凝汽器7、凝结水泵8、8号低压加热器9、7号低压加热器10、6号低压加热器11、5号低压加热器12、除氧器13、给水泵14、3号高压加热器15、2号高压加热器16、1号高压加热器17。

所述锅炉1尾部采用分隔烟道布置。

所述空气预热器2和低温省煤器3沿烟气流动方向依次布置在主烟道；所述第一级烟气-水换热器5和第二级烟气-水换热器6沿烟气流动方向依次布置在旁通烟道。

所述暖风器4出口与低温省煤器3空气测进口相连通，8号低压加热器9抽汽分流一部分进入暖风器4用于加热冷空气，放热冷却后进入凝汽器。

所述低温省煤器3出口烟气温度为90℃，8号低压加热器9抽汽温度为85～95℃，暖风器4出口空气温度约55～65℃。使空气和抽汽的吸放热曲线匹配，减小换热不可逆损失，同时，此换热温差不至于使换热面过大。

所述第一级烟气-水换热器5利用烟气余热加热1号高压加热器17、2号高压加热器16和3号高压加热器15的给水。

所述第二级烟气-水换热器6利用烟气余热加热5号低压加热器12、6号低压加热器11和7号高低压加热器10的凝结水。

一种火电机组烟气余热综合利用系统的运行方法，锅炉1尾部烟气分成两股：一股烟气依次在空气预热器2和低温省煤器3中放热，用于加热空气，另一股烟气先在第一级烟气-水换热器5中放热，用于加热1号高压加热器17、2号高压加热器16和3号高压加热器15的给水，然后在第二级烟气-水换热器6中放热，用于加热5号低压加热器12、6号低压加热器11和7号高低压加热器10的凝结水，分别从低温省煤器3和第二级烟气-水换热器6出来的两股烟气混合后进入除尘器；8号低压加热器9抽汽分流一部分进入暖风器用于预热冷空气，其放热冷却后进入凝汽器7。

所述锅炉1尾部采用分隔烟道布置。

本发明的有益效果：

本发明通过分隔空气预热器烟道并布置低温省煤器和烟气-水换热器，实现空气、给水和凝结水对烟气余热的分质梯级利用，可以增加机组做功能力，提高机组发电效率；同时，暖风器和低温省煤器通过预热冷空气，提高空气预热器进口空气温度，可以缓解空气预热器低温腐蚀。

本发明通过布置暖风器和低温省煤器分别利用低品位抽汽和烟气预热冷空气，提高空气预热器进口空气温度，一方面可以缓解空气预热器低温腐蚀，另一方面可以减小空气预热器换热温差，降低不可逆损失；

本发明布置旁通烟道利用烟气余热加热给水和凝结水，可以排挤高温抽汽增加汽轮机做功，提高机组效率；本发明实现烟气余热分质梯级利用，可以大幅提高能量利用率，从而有效提高系统发电效率。

附图说明

图1为本发明一种火电机组烟气余热综合利用系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种火电机组烟气余热综合利用系统，包括锅炉1、空气预热器2、低温省煤器3、暖风器4、第一级烟气-水换热器5、第二级烟气-水换热器6和回热系统，所述空气预热器2烟气侧出口与低温省煤器3烟气侧进口相连，第一级烟气-水换热器5烟气侧出口与第二级烟气-水换热器6烟气侧进口相连通，空气预热器2烟气侧进口和第一级烟气-水换热器5烟气侧进口相连通，低温省煤器3烟气侧出口与第二级烟气-水换热器6烟气侧出口相连通，给水泵14出口与第一级烟气-水换热器5水侧进口相连通，第一级烟气-水换热器5水侧出口与1号高压加热器17出口相连通，8号低压加热器9出口与第二级烟气-水换热器6水侧进口相连通，第二级烟气-水换热器6水侧出口与5号低压加热器12出口相连通，8号低压加热器9抽汽A与暖风器4蒸汽侧进口A相连通，暖风器4蒸汽侧出口B与凝汽器7进口B相连通；

所述的回热系统包括凝汽器7，所述的凝汽器7出口、凝结水泵8进出口、8号低压加热器9进出口、7号低压加热器10进出口、6号低压加热器11进出口、5号低压加热器12进出口、除氧器13进出口、给水泵14进出口、3号高压加热器15进出口、2号高压加热器16进出口、1号高压加热器17进口相连通。

作为本发明的优选实施方式，锅炉1尾部采用分隔烟道布置，所述空气预热器2和低温省煤器3沿烟气流动方向依次布置在主烟道；所述第一级烟气-水换热器5和第二级烟气-水换热器6沿烟气流动方向依次布置在旁通烟道。

作为本发明的优选实施方式，所述暖风器4出口与低温省煤器3空气测进口相连通，8号低压加热器9抽汽分流一部分进入暖风器4用于加热冷空气，放热冷却后进入凝汽器。

作为本发明的优选实施方式，所述低温省煤器3出口烟气温度为90℃，8号低压加热器9抽汽温度为85～95℃，暖风器4出口空气温度约55～65℃。

作为本发明的优选实施方式，所述第一级烟气-水换热器5利用烟气余热加热1号高压加热器17、2号高压加热器16和3号高压加热器15的给水。

作为本发明的优选实施方式，所述第二级烟气-水换热器6利用烟气余热加热5号低压加热器12、6号低压加热器11和7号高低压加热器10的凝结水。

如图1所示，一种火电机组烟气余热综合利用系统的运行方法，锅炉1尾部烟气分成两股：一股烟气依次在空气预热器2和低温省煤器3中放热，用于加热空气，另一股烟气先在第一级烟气-水换热器5中放热，用于加热1号高压加热器17、2号高压加热器16和3号高压加热器15的给水，然后在第二级烟气-水换热器6中放热，用于加热5号低压加热器12、6号低压加热器11和7号高低压加热器10的凝结水，分别从低温省煤器3和第二级烟气-水换热器6出来的两股烟气混合后进入除尘器；8号低压加热器9抽汽分流一部分进入暖风器用于预热冷空气，其放热冷却后进入凝汽器7。