本發(fā)明涉及一種余熱利用系統(tǒng)，特別是一種電站鍋爐煙氣多通道旁路余熱分級利用的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電站鍋爐運行時，鍋爐排煙損失占鍋爐熱損失很大一部分。一般認(rèn)為，降低排煙溫度10℃～15℃，約可提高1％的鍋爐效率。目前，國內(nèi)大型燃煤機(jī)組排煙溫度設(shè)計值在120℃～130℃之間，然而受燃燒煤種、燃燒工況等多方面條件限制，國內(nèi)鍋爐普遍存在鍋爐排煙溫度偏高，熱損失嚴(yán)重等問題，且煙氣在常規(guī)換熱器中換熱溫差大，不可逆損失大，能量未實現(xiàn)梯級利用等。另一方面，鍋爐使用的原煤存在含水量高，易結(jié)塊，易堵塞給煤機(jī)等現(xiàn)象，且過高含水率極大影響其在鍋爐內(nèi)的燃燒，影響鍋爐效率，且會導(dǎo)致制粉系統(tǒng)功耗偏高，而原煤的預(yù)干燥可很好地改善這種狀況。此外，電站除塵器除塵性能與粉塵比電阻及除塵溫度有關(guān)，較低的煙氣溫度有助于除塵效率的提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電站鍋爐煙氣多通道旁路余熱分級利用的系統(tǒng)，充分利用了鍋爐尾部煙道煙氣熱量，降低了空預(yù)器和省煤器的傳熱端差，減少了部分高壓缸抽汽，系統(tǒng)靈活可調(diào)，同時干燥了原煤，降低制粉系統(tǒng)功耗，提高了鍋爐效率，此外系統(tǒng)還有助于降低粉塵的排放。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種電站鍋爐煙氣多通道旁路余熱分級利用的系統(tǒng)，其特征在于：包括鍋爐、煙氣分配器、煙道系統(tǒng)和加熱器系統(tǒng)，所述煙道系統(tǒng)包括并聯(lián)設(shè)置的第一煙道、第二煙道和第三煙道，所述第一煙道、第二煙道和第三煙道通過煙氣分配器與鍋爐連接，所述第一煙道上設(shè)置有空氣預(yù)熱器系統(tǒng)，所述第二煙道上設(shè)置有換熱器系統(tǒng)，所述第三煙道上設(shè)置有低溫省煤器，所述換熱器系統(tǒng)和低溫省煤器分別連接加熱器系統(tǒng)。通過并聯(lián)三煙道和煙氣分配器的設(shè)置使三煙道中的煙氣可靈活調(diào)節(jié)，其中第一煙道用于預(yù)熱鍋爐進(jìn)氣溫度，第二煙道用于加熱加熱器凝結(jié)水或給水，第三煙道直接加熱經(jīng)加熱器加熱的給水，從而減少各級換熱溫差，從而減小損失，實現(xiàn)能量的梯級利用；且可以根據(jù)加熱需要靈活調(diào)整各個煙道的煙氣量。

進(jìn)一步地，所述加熱器系統(tǒng)包括高壓加熱器組和低壓加熱器組，所述低壓加熱器組、高壓加熱器組和低溫省煤器依次設(shè)置；所述換熱器系統(tǒng)包括一級換熱器和二級換熱器，所述一級換熱器設(shè)置在二級換熱器第二煙道方向上的上游，所述一級換熱器連接高壓加熱器組，所述二級換熱器連接低壓加熱器組。兩臺換熱器降低了每臺換熱器的平均傳熱溫差，減小了不可逆損；其中由于通過一級換熱器時的煙氣溫度較二級換熱器高，因此通過一級換熱器加熱高壓加熱器組，通過二級換熱器加熱低壓加熱器組進(jìn)一步降低平均傳熱溫差。

更進(jìn)一步，所述高壓加熱器組包括至少兩臺高壓加熱器，所述一級換熱器通過高壓換熱入口和高壓換熱出口與高壓加熱器連接，所述高壓換熱入口設(shè)置在低溫省煤器與高壓加熱器組間，所述高壓換熱出口設(shè)置在各高壓加熱器間和高壓加熱器組與低壓加熱器組間，各高壓換熱出口通過設(shè)置閥門控制啟閉。給水在經(jīng)過高壓加熱器后溫度逐級升高，當(dāng)進(jìn)入最后一級高壓加熱器時給水溫度較其它各級高壓加熱器更接近一級換熱器所能提供的加熱溫度，因此將高壓換熱入口設(shè)置在最后一級高壓加熱器旁能有效降低平均傳熱溫差；而一級換熱器在加熱最后一級高壓加熱器后仍可能高于其它各級高壓加熱器的給水溫度，因此設(shè)置多個高壓換熱出口并通過閥門控制可根據(jù)實際工作情況對一級換熱器對應(yīng)的高壓加熱器數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，從而進(jìn)一步有效利用熱量。

作為優(yōu)選，所述低壓加熱器組包括至少兩臺低壓加熱器，所述二級換熱器通過低壓換熱入口和低壓換熱出口與低壓加熱器連接，所述低壓換熱入口設(shè)置在高壓加熱器組與低壓加熱器組間，所述低壓換熱出口設(shè)置在各低壓加熱器間，各低壓換熱出口通過設(shè)置閥門控制啟閉。給水在經(jīng)過低壓加熱器后溫度逐級升高，當(dāng)進(jìn)入最后一級低壓加熱器時給水溫度較其它各級低壓加熱器更接近二級換熱器所能提供的加熱溫度，因此將低壓換熱入口設(shè)置在最后一級低壓加熱器旁能有效降低平均傳熱溫差；而二級換熱器在加熱最后一級低壓加熱器后仍可能高于其它各級低壓加熱器的給水溫度，因此設(shè)置多個低壓換熱出口并通過閥門控制可根據(jù)實際工作情況對二級換熱器對應(yīng)的低壓加熱器數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，從而進(jìn)一步有效利用熱量。

作為優(yōu)選，所述空氣預(yù)熱器系統(tǒng)包括高溫空氣預(yù)熱器和低溫空氣預(yù)熱器，所述高溫空氣預(yù)熱器和低溫空氣預(yù)熱器串聯(lián)設(shè)置，所述高溫空氣預(yù)熱器設(shè)置在低溫空氣預(yù)熱器第一煙道方向上的上游。高溫空氣預(yù)熱器和低溫空氣預(yù)熱器在滿足空氣預(yù)熱溫度的同時，降低了每臺空預(yù)器的平均傳熱溫差，減小了不可逆損。

作為優(yōu)選，還包括煙粉換熱器和除塵器，所述煙粉換熱器設(shè)置在第一煙道、第二煙道和第三煙道與除塵器間，所述煙粉換熱器設(shè)置在空氣預(yù)熱器系統(tǒng)、換熱器系統(tǒng)和低溫省煤器下游。煙粉換熱器使用回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，利用流經(jīng)上述通道后煙氣的余熱干燥原煤，降低原煤含水率，提高了鍋爐燃燒效率，送引風(fēng)機(jī)電耗會相應(yīng)降低，且制粉系統(tǒng)功耗也會明顯降低；煙粉換熱器在回收低品位熱量的同時，降低了進(jìn)入除塵器的煙氣溫度，提高了除塵效率。

本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及效果：利用了鍋爐尾部煙道煙氣余熱，其中多通道可調(diào)煙氣分配器能根據(jù)下游各通道所需熱量調(diào)節(jié)煙氣量的分配；高溫空氣預(yù)熱器和低溫空氣預(yù)熱器在滿足空氣預(yù)熱溫度的同時，降低了每臺空預(yù)器的平均傳熱溫差，減小了不可逆損；一級換熱器和二級換熱器分別用于加熱高壓加熱器的給水和低壓加熱器的凝結(jié)水，且與高壓加熱器和低壓加熱器接入點位置可調(diào)，由于排擠了部分高壓缸抽汽，提高了蒸汽做功能力，裝置靈活調(diào)節(jié)；低溫省煤器加熱從高壓加熱器出來的給水，降低了直接進(jìn)入常規(guī)省煤器給水的傳熱溫差，減小不可逆損失；煙粉換熱器使用回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，利用流經(jīng)上述通道后煙氣的余熱干燥原煤，降低原煤含水率，提高了鍋爐燃燒效率，送引風(fēng)機(jī)電耗會相應(yīng)降低，且制粉系統(tǒng)功耗也會明顯降低；煙粉換熱器在回收低品位熱量的同時，降低了進(jìn)入除塵器的煙氣溫度，提高了除塵效率。

具體地講，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點在于：

1.本發(fā)明將鍋爐尾部煙道脫硝裝置出口煙氣通道進(jìn)行了多段可調(diào)式劃分，使煙氣熱量在不同通道內(nèi)進(jìn)行充分綜合利用；

2.空氣預(yù)熱器為兩級空預(yù)器串聯(lián)，降低了每臺空預(yù)器的平均傳熱溫差，減小了不可逆損；

3.一級換熱器和二級換熱器減少了部分高壓缸抽汽，使更多高品質(zhì)蒸汽在汽輪機(jī)中做功，提高了汽機(jī)效率，且兩級換熱器與高壓加熱器和低壓加熱器接入點位置靈活可調(diào)，工況適應(yīng)性強(qiáng)；

4.低溫省煤器加熱從高壓加熱器出來的給水，降低了直接進(jìn)入常規(guī)省煤器給水的溫度梯度，同樣減少了不可逆損失；

5.低品位尾部煙道的煙粉換熱器干燥了原煤，降低原煤含水率，提高了鍋爐燃燒效率，送引風(fēng)機(jī)電耗會相應(yīng)降低，且制粉系統(tǒng)功耗也會明顯降低；

6.低品位尾部煙道的煙粉換熱器布置在除塵器之前，能有效提高除塵器除塵效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

標(biāo)號說明：

鍋爐1 常規(guī)省煤器2 脫硝裝置3

煙氣分配器4 高溫空氣預(yù)熱器5 低溫空氣預(yù)熱器6

一級換熱器7 二級換熱器8 低溫省煤器9

一號高壓加熱器10 二號高壓加熱器11 三號高壓加熱器12

除氧器13 五號低壓加熱器14 六號低壓加熱器15

七號低壓加熱器16 八號低壓加熱器17 煙粉換熱器18

原煤流向19 除塵器20

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。

實施例1：

如圖1所示，本實施例包括鍋爐1、煙氣分配器4、煙道系統(tǒng)和加熱器系統(tǒng)，煙道系統(tǒng)由并聯(lián)設(shè)置的第一煙道、第二煙道和第三煙道組成，鍋爐1尾部設(shè)置有常規(guī)省煤器2和脫硝裝置3，煙氣在通過上述裝置后由煙氣分配器4分配后按不同比例進(jìn)入上述三煙道，其中第一煙道上串聯(lián)設(shè)置有高溫空氣預(yù)熱器5和低溫空氣預(yù)熱器6，高溫空氣預(yù)熱器5設(shè)置在低溫空氣預(yù)熱器6的上游，用于分級預(yù)熱鍋爐1的進(jìn)氣，第二煙道上串聯(lián)設(shè)置有一級換熱器7和二級換熱器8，一級換熱器7設(shè)置在二級換熱器8的上游，一級換熱器7連接加熱器系統(tǒng)中的高溫加熱器組，高溫加熱器組由一號高壓加熱器10、二號高壓加熱器11和三號高壓加熱器12組成，給水依次經(jīng)過三號高壓加熱器12、二號高壓加熱器11和一號高壓加熱器10并被逐級加熱，一級換熱器7與高溫加熱器組的高壓換熱入口設(shè)置在一號高壓加熱器10旁，高壓換熱出口在一號高壓加熱器10、二號高壓加熱器11和三號高壓加熱器12旁均有設(shè)置，各高壓換熱出口通過閥門與一級換熱器7連接。二級換熱器8連接加熱器系統(tǒng)中的低溫加熱器組，低溫加熱器組由五號低壓加熱器14、六號低壓加熱器15、七號低壓加熱器16和八號低壓加熱器17組成，凝結(jié)水依次經(jīng)過八號低壓加熱器17、七號低壓加熱器16、六號低壓加熱器15和五號低壓加熱器14并被逐級加熱，二級換熱器8與低溫加熱器組的低壓換熱入口設(shè)置在五號低壓加熱器14旁，低壓換熱出口設(shè)置在五號低壓加熱器14和六號低壓加熱器15旁，各低壓換熱出口通過閥門與二級換熱器8連接。第三煙道上設(shè)置有低溫省煤器9，凝結(jié)水經(jīng)過低壓加熱器組后通過除氧器13進(jìn)入高壓加熱器組加熱，加熱后進(jìn)入低溫省煤器9換熱。第一煙道、第二煙道和第三煙道于尾端合流并經(jīng)過煙粉換熱器18后進(jìn)入除塵器20進(jìn)行除塵，原煤流向19經(jīng)過煙粉換熱器18后被煙氣干燥。

以600MW超臨界燃煤機(jī)組為例，煙氣經(jīng)鍋爐常規(guī)省煤器2和脫硝裝置3后，進(jìn)入煙氣分配器4，此時煙氣溫度約為356℃。煙氣分配器將煙氣分為三股，分別進(jìn)入三個通道。其中主要煙氣(約80％)進(jìn)入第一煙道高溫空氣預(yù)熱器5和低溫空氣預(yù)熱器6，煙氣溫度分別降為243℃和125℃，空氣側(cè)的一二次風(fēng)溫則分別從環(huán)境溫度25℃分別升至176℃和325℃。第二股煙氣(約10％～15％)進(jìn)入第二煙道一級換熱器7和二級換熱器8分別加熱高壓加熱器組給水和低壓加熱器組凝結(jié)水，接入點以一級換熱器并聯(lián)于一至三號高壓加熱器、二級換熱器并聯(lián)于五、六號低壓加熱器為例，其中煙氣進(jìn)入一級換熱器7后溫度降為200℃，給水溫度從三號高壓加熱器12入口的181℃升至一號高壓加熱器10出口的275℃；煙氣進(jìn)入二級換熱器8后，煙溫降為125℃，而凝結(jié)水溫從六號低壓加熱器15入口的82℃升至五號低壓加熱器14出口的138℃。第三股煙氣(約5％～10％)則進(jìn)入第三煙道低溫省煤器9，用于加熱從高壓加熱器組過來的給水，給水溫度由275℃升至283℃進(jìn)入原常規(guī)省煤器中進(jìn)行后續(xù)加熱，而第三煙道煙氣溫度降為298℃。由于第三股煙氣用于加熱給水，較單一煙道旁路此部分煙氣原本用來加熱空氣，而加熱空氣會帶來更多的損失，故用來加熱給水能量利用率會更高。三股煙氣在分別換完熱后重新混合進(jìn)入煙粉換熱器18，此時煙氣余溫約為129℃。煙粉換熱器18將原煤預(yù)熱干燥后，煙氣溫度降為85℃，而后煙氣進(jìn)入除塵器20進(jìn)行除塵，而原煤含水率則下降了10％～15％。經(jīng)測算，該系統(tǒng)較普通無余熱利用系統(tǒng)可節(jié)煤5g以上，較單一煙道旁路系統(tǒng)可多節(jié)煤0.2g左右，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。