本實(shí)用新型涉及一種可用于寬負(fù)荷工況的給水回?zé)嵯到y(tǒng)，用于汽輪發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)：

我國(guó)一次能源的稟賦是多煤少油貧氣，煤炭資源豐富，能源剩余可采總儲(chǔ)量中原煤占58.8%，煤炭占我國(guó)一次能源生產(chǎn)總量75%，占消費(fèi)總量70%，決定我國(guó)以煤炭為主的能源利用格局將長(zhǎng)期存在。以煤電為主的能源供應(yīng)持續(xù)增長(zhǎng)，也為我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定發(fā)展在國(guó)際上具有競(jìng)爭(zhēng)能力，保持合理的發(fā)展成本提供了必要條件，是我國(guó)能源資源稟賦和工業(yè)化發(fā)展的必然結(jié)果。

“十三五”規(guī)劃草案提出建設(shè)現(xiàn)代能源體系，將“煤炭清潔高效利用，對(duì)燃煤機(jī)組全面實(shí)施超低排放和節(jié)能改造”列為能源領(lǐng)域八大重點(diǎn)工程之一。草案中提出，實(shí)施煤電節(jié)能減排與升級(jí)改造行動(dòng)計(jì)劃，對(duì)燃煤機(jī)組全面實(shí)施超低排放與節(jié)能改造。隨著大氣環(huán)境污染問題日漸突出，人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)的要求也愈來(lái)愈高。國(guó)家節(jié)能減排規(guī)劃中指出我國(guó)將大力推進(jìn)電力行業(yè)脫硫脫硝。國(guó)內(nèi)若干規(guī)定都要求機(jī)組需要滿足寬負(fù)荷脫硝運(yùn)行。不少地方政策規(guī)定，對(duì)NOx的減排不達(dá)標(biāo)的發(fā)電企業(yè)予以減少補(bǔ)貼、取消補(bǔ)貼甚至罰款。因此，本專利提出的寬負(fù)荷脫硝技術(shù)是必要的。

燃煤火電廠又是污染物排放監(jiān)控大戶，火電廠的煙氣脫硫、脫硝己成為我國(guó)"節(jié)能減排"的一項(xiàng)重要工作。對(duì)于脫硝技術(shù)，目前SCR 法(選擇性催化還原法)是國(guó)際上應(yīng)用最多、技術(shù)最成熟的一種煙氣脫硝技術(shù)。但采用SCR 法脫硝，當(dāng)機(jī)組處于低負(fù)荷（60%額定負(fù)荷以下）運(yùn)行的時(shí)候，SCR脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)器入口溫度下降到低于催化劑的工作溫度區(qū)間，SCR脫硝系統(tǒng)退出運(yùn)行。根據(jù)我國(guó)目前大型火電機(jī)組要參與調(diào)峰的現(xiàn)狀，機(jī)組隨時(shí)需要處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。因而在現(xiàn)有條件下，脫硝系統(tǒng)利用率并不高，機(jī)組環(huán)保水平也因此而打折扣。

現(xiàn)有給水回?zé)嵯到y(tǒng)如圖1所示，包括沿給水管道12依次串聯(lián)連接的多級(jí)加熱器，圖1中為三個(gè)，即一號(hào)加熱器6、二號(hào)加熱器7和三號(hào)加熱器8（按加熱器的給水流向鍋爐的先后順序進(jìn)行編號(hào)），兩個(gè)低級(jí)的加熱器（即一號(hào)加熱器6和二號(hào)加熱器7）頂部與汽輪機(jī)高壓缸1連接，一個(gè)高級(jí)的加熱器（即三號(hào)加熱器8）頂部與汽輪機(jī)中壓缸2連接，汽輪機(jī)中壓缸2、汽輪機(jī)高壓缸1沿主蒸汽管道9的蒸汽流動(dòng)方向串聯(lián)連接，主蒸汽管道9末端為末級(jí)蒸汽管道10；每個(gè)加熱器的底部與其上一級(jí)的加熱器連接，最高級(jí)的加熱器（即三號(hào)加熱器8）的底部與最終疏水出口15連接。當(dāng)機(jī)組處于低負(fù)荷時(shí)，抽汽壓力降低，對(duì)應(yīng)給水溫度降低，導(dǎo)致鍋爐平均吸熱溫度降低，從而降低了機(jī)組的熱力循環(huán)熱效率，使機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低，同等發(fā)電量下，效率低的機(jī)組所對(duì)應(yīng)的污染物排放量要相對(duì)增加。因而如何在機(jī)組低負(fù)荷時(shí)提高給水溫度，這是目前實(shí)現(xiàn)寬負(fù)荷脫硝的關(guān)鍵問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的是機(jī)組處于低負(fù)荷工況下脫硝系統(tǒng)需要停運(yùn)的問題，同時(shí)改善機(jī)組的低負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性。

為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種寬負(fù)荷高效給水回?zé)嵯到y(tǒng)，包括沿給水管道依次串聯(lián)連接的多級(jí)加熱器，較低級(jí)的兩個(gè)加熱器頂部與汽輪機(jī)高壓缸連接，其它加熱器頂部與汽輪機(jī)中壓缸連接，汽輪機(jī)中壓缸、汽輪機(jī)高壓缸沿主蒸汽管道的蒸汽流動(dòng)方向串聯(lián)連接，主蒸汽管道末端為末級(jí)蒸汽管道，每個(gè)加熱器的底部與其上一級(jí)的加熱器連接，最高級(jí)的加熱器的底部與最終疏水出口連接，其特征在于，還包括末級(jí)給水加熱器，所述末級(jí)給水加熱器設(shè)于給水管道上最低級(jí)的加熱器的下一級(jí)，末級(jí)給水加熱器頂部通過(guò)補(bǔ)汽閥后蒸汽管道與汽輪機(jī)高壓缸連接，末級(jí)給水加熱器底部通過(guò)疏水管道一連接最低級(jí)的加熱器或通過(guò)疏水管道二連接次低級(jí)的加熱器。

優(yōu)選地，所述補(bǔ)汽閥后蒸汽管道上設(shè)有蒸汽調(diào)節(jié)閥、止逆閥。蒸汽調(diào)節(jié)閥安裝在增設(shè)的所述末級(jí)蒸汽管道上，用于對(duì)所述末級(jí)蒸汽管道內(nèi)的蒸汽進(jìn)行調(diào)節(jié)，可保持所述蒸汽調(diào)節(jié)閥后的壓力在變負(fù)荷時(shí)基本不變，并通過(guò)所述末級(jí)給水加熱器維持所述鍋爐的所述給水的溫度滿足脫硝系統(tǒng)的投運(yùn)要求。

優(yōu)選地，所述補(bǔ)汽閥后蒸汽管道分別與汽輪機(jī)高壓缸、末級(jí)蒸汽管道連接，末級(jí)蒸汽管道上設(shè)有補(bǔ)汽閥，經(jīng)過(guò)補(bǔ)汽閥還未做過(guò)功的一部分蒸汽通過(guò)末級(jí)蒸汽管道進(jìn)入末級(jí)給水加熱器，用以進(jìn)一步加熱鍋爐的給水。

優(yōu)選地，所述給水管道上串聯(lián)連接有三級(jí)加熱器。

優(yōu)選地，所述給水管道兩端并聯(lián)連接有系統(tǒng)旁路。

優(yōu)選地，所述末級(jí)給水加熱器還通過(guò)危急疏水管道連接凝汽器，危急疏水管道上設(shè)有危急疏水閥。

本實(shí)用新型提出的寬負(fù)荷高效回?zé)嵯到y(tǒng)，可達(dá)到兩個(gè)目標(biāo)。一是通過(guò)將本工程汽輪機(jī)的高參數(shù)汽源引入加熱器，提高機(jī)組低負(fù)荷工況的給水溫度，使給水溫度接近最佳回?zé)釡囟?，從而增加熱力系統(tǒng)回?zé)崃?，提高熱力循環(huán)效率，降低機(jī)組供電煤耗；二是當(dāng)機(jī)組負(fù)荷低時(shí)，提高給水溫度，進(jìn)而有效提高低負(fù)荷時(shí)經(jīng)過(guò)省煤器后的煙氣溫度，并可確保SCR在寬負(fù)荷范圍內(nèi)處于催化劑的高效區(qū)運(yùn)行，有效防止了在低負(fù)荷時(shí)脫硝裝置的退出，如此則在為節(jié)能減排作貢獻(xiàn)的同時(shí)，也節(jié)約了相應(yīng)的排污費(fèi)用。

本實(shí)用新型提供的寬負(fù)荷高效回?zé)嵯到y(tǒng)是一種可在機(jī)組低負(fù)荷狀態(tài)下維持或者提高給水溫度的有效措施，從而提高機(jī)組環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性和安全性，成為一種寬負(fù)荷回?zé)嵯到y(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)效果：

（1）由于在不同負(fù)荷下，平均給水溫度能維持基本一致，因而在低負(fù)荷下，給水溫度相對(duì)顯著提高，省煤器后煙氣溫度亦相對(duì)升高，這樣即使在低負(fù)荷下進(jìn)入脫硝系統(tǒng)反應(yīng)器的入口煙氣溫度仍然較高，可使催化劑的工作溫度仍在正常區(qū)間，這能使脫硝系統(tǒng)（SCR）不再需要退出運(yùn)行，大大提高了脫硝系統(tǒng)的利用率，顯著提升了機(jī)組的環(huán)保水平。

（2）在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，增加了回?zé)岢槠?，降低了冷源損失；給水溫度相對(duì)提高，提高了鍋爐平均吸熱溫度；從而使機(jī)組循環(huán)熱效率得以提高。另外，回?zé)岢槠脑黾樱鄳?yīng)增加了同等負(fù)荷下的主蒸汽流量，對(duì)于滑壓運(yùn)行的機(jī)組，主蒸汽壓力也會(huì)相對(duì)提高，故平均吸熱溫度亦相應(yīng)提高，機(jī)組效率亦得以提高。顯然負(fù)荷越低，此實(shí)用新型技術(shù)相對(duì)獲得的效益越大。隨著機(jī)組參數(shù)的不斷提高，抽汽的單位有效焓降亦相應(yīng)提高，使得本實(shí)用新型所產(chǎn)生的邊際效益增加。因此，提出一種寬負(fù)荷高效回?zé)嵯到y(tǒng)，減少機(jī)組運(yùn)行時(shí)污染物的排放，提高變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的環(huán)保性與經(jīng)濟(jì)性。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有給水回?zé)嵯到y(tǒng)的連接示意圖；

圖2為本實(shí)用新型提供的一種寬負(fù)荷高效給水回?zé)嵯到y(tǒng)的連接示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

實(shí)施例

如圖2所示，為本實(shí)用新型提供的寬負(fù)荷高效給水回?zé)嵯到y(tǒng)，包括沿給水管道12依次串聯(lián)連接的三級(jí)加熱器，較低級(jí)的兩個(gè)加熱器（即一號(hào)加熱器6和二號(hào)加熱器7）頂部與汽輪機(jī)高壓缸1連接，三號(hào)加熱器8頂部與汽輪機(jī)中壓缸2連接，汽輪機(jī)高壓缸1和汽輪機(jī)中壓缸2與主蒸汽管道9連接，每個(gè)加熱器的底部與其上一級(jí)的加熱器連接，最高級(jí)的加熱器的底部與最終疏水出口15連接。本實(shí)用新型在原有的回?zé)嵯到y(tǒng)基礎(chǔ)上在補(bǔ)汽閥3后增設(shè)一蒸汽壓力更高的蒸汽口及相應(yīng)蒸汽管道——補(bǔ)汽閥后蒸汽管道11，并增設(shè)末級(jí)給水加熱器5。將蒸汽在末級(jí)蒸汽管道10與補(bǔ)汽閥3之后，進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸1之前引入補(bǔ)汽閥后蒸汽管道11，采用補(bǔ)汽閥3與蒸汽調(diào)節(jié)閥4來(lái)控制進(jìn)入末級(jí)給水加熱器5的蒸汽，用以加熱給水。補(bǔ)汽閥蒸汽管道11上還設(shè)置了逆止閥17，保障系統(tǒng)安全性。末級(jí)加熱器5排出的疏水通過(guò)疏水管道一13進(jìn)入一號(hào)加熱器6或通過(guò)疏水管道14進(jìn)入二號(hào)加熱器7。給水由除氧器通過(guò)給水管道12逐級(jí)流經(jīng)三號(hào)加熱器8、二號(hào)加熱器7、一號(hào)加熱器6、末級(jí)給水加熱器5，最后流向鍋爐。補(bǔ)汽閥后蒸汽管道11上安裝的蒸汽調(diào)節(jié)閥門4對(duì)流入末級(jí)給水加熱器5的蒸汽進(jìn)行調(diào)節(jié)，在通常的負(fù)荷變化范圍內(nèi)可保持蒸汽調(diào)節(jié)后的壓力基本不變，以維持給水溫度滿足脫硝裝置的投運(yùn)要求。

末級(jí)給水加熱蒸汽：末級(jí)給水加熱器5的加熱汽源采用從補(bǔ)汽閥3后未進(jìn)入高壓缸做功的蒸汽。補(bǔ)汽閥3接口對(duì)應(yīng)的蒸汽參數(shù)為末級(jí)給水加熱器5提供了一個(gè)可利用的汽源，考慮到工況低于75%THA時(shí)才投入末級(jí)給水加熱器5，在補(bǔ)汽閥后蒸汽管道11上設(shè)置的蒸汽調(diào)節(jié)閥4，與補(bǔ)汽閥3及主蒸汽管道9上布置的閥門組共同作用，在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)將蒸汽引入末級(jí)給水加熱器5，進(jìn)一步加熱給水，以控制進(jìn)入省煤器進(jìn)口的最佳給水溫度。

同時(shí)考慮到減少末級(jí)給水加熱器的熱應(yīng)力，在主給水管道12上設(shè)置系統(tǒng)旁路16，在機(jī)組運(yùn)行中，大于75%THA或小于40%THA時(shí)末級(jí)給水加熱器5退出，系統(tǒng)旁路16中的蒸汽可以使末級(jí)給水加熱器5殼側(cè)處于充壓狀態(tài)，保持末級(jí)給水加熱器5的暖機(jī)狀態(tài)。當(dāng)?shù)拓?fù)荷運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷小于75%THA并大于40%THA，依靠補(bǔ)汽閥后蒸汽管道11上的蒸汽調(diào)節(jié)閥4調(diào)節(jié)抽汽壓力和抽汽量。當(dāng)機(jī)組工況達(dá)到75%THA，關(guān)閉蒸汽調(diào)節(jié)閥4與主蒸汽管道9上相應(yīng)的閥門組，依靠給水管道12上設(shè)置的系統(tǒng)旁路16，保持末級(jí)給水加熱器5暖機(jī)狀態(tài)。

常規(guī)機(jī)組低負(fù)荷工況下最終給水溫度隨一抽蒸汽壓力降低而降低，寬負(fù)荷高效回?zé)嵯到y(tǒng)增設(shè)末級(jí)給水加熱器5，提高部分負(fù)荷工況下給水溫度。低負(fù)荷工況最終給水溫度能夠平均提高約30℃。

末級(jí)給水加熱器5疏水：末級(jí)給水加熱器5分別設(shè)置兩路疏水，分別為正常疏水和危急疏水。其中危急疏水經(jīng)危急疏水閥以及管道排入凝汽器。正常疏水有兩個(gè)方案：第一個(gè)方案是經(jīng)過(guò)疏水管道一13進(jìn)入一號(hào)加熱器6；第二個(gè)方案是經(jīng)過(guò)疏水管道二14進(jìn)入二號(hào)加熱器7。

原給水回?zé)嵯到y(tǒng)與本實(shí)用新型提供的給水回?zé)嵯到y(tǒng)的能耗對(duì)比如表1所示。

表1