本發(fā)明涉及一種提高熱效率的系統(tǒng)，尤其涉及一種回收乏汽余熱提高熱效率及機組帶負荷能力的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國能源消費結(jié)構(gòu)以煤炭為主，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力需求逐年增加，近年來越來越多的大型燃煤火力發(fā)電機組投入使用，目前我國火電機組占總裝機容量的74%。面對日趨嚴格的節(jié)能要求和巨大的環(huán)境壓力，努力提高燃煤發(fā)電機組的效率、合理有效的利用有限的煤炭資源是我國的一項基本國策。

在火力發(fā)電廠生產(chǎn)運行過程中,給水經(jīng)鍋爐加熱為過熱蒸汽，過熱蒸汽經(jīng)管道進入汽輪機做功，將熱能轉(zhuǎn)化為機械能帶動發(fā)電機做功。做功后的乏汽經(jīng)汽輪機低壓缸排至凝汽器，在凝汽器中乏汽熱量被外來的冷卻水帶走，成為凝結(jié)水進入汽輪機低壓加熱器進行加熱?？绽錂C組中乏汽的熱量由冷卻水帶走,冷卻水在空冷塔中與空氣交換熱量，將熱量釋放至空氣中，這樣造成了很大的能源浪費。由于空氣自身熱比容小的特點，夏季環(huán)境溫度的增加，導(dǎo)致汽輪機背壓過高，帶負荷能力下降，機組發(fā)電煤耗增加。

常規(guī)鍋爐暖風(fēng)器是利用汽輪機輔汽抽汽從而加熱空氣預(yù)熱器進口空氣的熱交換器，使進入空氣預(yù)熱器的空氣溫度升高，空氣預(yù)熱器壁溫升高，從而可防止低溫腐蝕。常規(guī)暖風(fēng)器是采用汽輪機抽汽將冷風(fēng)加熱，雖防止了空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕問題的發(fā)生，但降低了汽輪機蒸汽做功能力，影響了汽輪機的熱經(jīng)濟性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種回收乏汽余熱提高熱效率及機組帶負荷能力的系統(tǒng)及該系統(tǒng)的應(yīng)用方法，能夠提高鍋爐和汽輪機的效率，降低供電煤耗，提高發(fā)電廠的整體經(jīng)濟效益和節(jié)約能源。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種回收乏汽余熱提高熱效率及機組帶負荷能力的系統(tǒng)，它包括空氣-水換熱系統(tǒng)和乏汽-水換熱系統(tǒng)；空氣-水換熱系統(tǒng)包括乏汽冷卻器、補水系統(tǒng)、一次風(fēng)暖風(fēng)器和二次風(fēng)暖風(fēng)器；補水系統(tǒng)通過循環(huán)水管道與乏汽冷卻器的管程進水口連接，乏汽冷卻器的管程出水口通過管道分別與一次風(fēng)暖風(fēng)器、二次風(fēng)暖風(fēng)器的進口集箱連接，一次風(fēng)暖風(fēng)器、二次風(fēng)暖風(fēng)器的出水由出口集箱引出后匯集為一條管路，該管路經(jīng)過補水系統(tǒng)的循環(huán)水管道與乏汽冷卻器的管程進水口相連接構(gòu)成閉式循環(huán)；循環(huán)水管道上安裝有閉式循環(huán)水泵；一次風(fēng)暖風(fēng)器、二次風(fēng)暖風(fēng)器分別通過一次風(fēng)風(fēng)機的送風(fēng)管道、二次風(fēng)風(fēng)機的送風(fēng)管道與空氣預(yù)熱器相連接；

乏汽-水換熱系統(tǒng)包括凝汽器，乏汽-水換熱系統(tǒng)與空氣-水換熱系統(tǒng)共用一個乏汽冷卻器，凝汽器入口的乏汽通過與乏汽冷卻器的連接管道進入乏汽冷卻器的殼程進汽口，乏汽冷卻器的殼程出汽口下部連接有第一熱井；第一熱井的出水口通過管道經(jīng)增壓泵后與凝汽器下部設(shè)置的第二熱井相連接；乏汽冷卻器通過連接管道經(jīng)電動截止閥與機組抽真空系統(tǒng)連接，保證并維持乏汽冷卻器的真空狀態(tài)。

空氣-水換熱系統(tǒng)中的補水系統(tǒng)和乏汽冷卻器連接的循環(huán)水管道上并聯(lián)設(shè)置有兩條支路，每條支路上按照補水方向依次設(shè)置有前截止閥、濾網(wǎng)、閉式循環(huán)水泵、逆止閥和電動截止閥。

第一熱井與第二熱井連接的管道上依次設(shè)置有前截止閥、濾網(wǎng)、增壓泵、逆止閥和電動截止閥。

乏汽冷卻器為管殼式汽-水換熱器，乏汽走殼內(nèi)，水走管內(nèi)。

循環(huán)水管道上設(shè)置有穩(wěn)壓罐和加藥裝置。

空氣-水換熱系統(tǒng)和乏汽-水換熱系統(tǒng)的連接管道上均設(shè)置有多個壓力測點和溫度測點。

一次風(fēng)暖風(fēng)器和二次風(fēng)暖風(fēng)器并聯(lián)運行，經(jīng)乏汽冷卻器加熱后的熱水分流后分別進入一次風(fēng)暖風(fēng)器、二次風(fēng)暖風(fēng)器，在一次風(fēng)暖風(fēng)器、二次風(fēng)暖風(fēng)器中放熱后匯集并進入乏汽冷卻器吸熱。

本發(fā)明能夠回收汽輪機乏汽的熱量，加熱空氣預(yù)熱器入口的冷風(fēng)，有效利用了乏汽的熱量，且降低了汽輪機背壓，使汽輪機效率得到提升；同時使空預(yù)器入口的一、二次風(fēng)溫得到提高，防止了空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕并提高了磨煤機出力，一、二次風(fēng)以更高的熱量就進入爐膛，主蒸汽吸收同樣的熱量所需燃料量減少，供電煤耗減少，鍋爐效率得到提升。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明水側(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、空氣預(yù)熱器；2、電動截止閥；3、一次風(fēng)暖風(fēng)器；4、二次風(fēng)暖風(fēng)器；5、一次風(fēng)風(fēng)機；6、二次風(fēng)風(fēng)機；7、乏汽冷卻器；8、第一熱井；9、凝汽器； 10、閉式循環(huán)水泵；11、增壓泵；12、逆止閥Ⅱ；13、后截止閥Ⅱ；14、壓力測點；15、濾網(wǎng)Ⅱ；16、前截止閥Ⅱ；17、溫度測點；18、第二熱井；19、機組抽真空系統(tǒng)；20、補水系統(tǒng)；21、穩(wěn)壓罐；22、加藥裝置。

具體實施方式

如圖1～圖2所示，本發(fā)明包括空氣-水換熱系統(tǒng)和乏汽-水換熱系統(tǒng)?？諝?水換熱系統(tǒng)包括乏汽冷卻器7、補水系統(tǒng)20、一次風(fēng)暖風(fēng)器3和二次風(fēng)暖風(fēng)器4?？諝?水換熱系統(tǒng)的具體連接方式為：補水系統(tǒng)20通過循環(huán)水管道與乏汽冷卻器7的管程進水口連接，乏汽冷卻器7的管程出水口通過管道分別與一次風(fēng)暖風(fēng)器3、二次風(fēng)暖風(fēng)器4的進口集箱連接，一次風(fēng)暖風(fēng)器3、二次風(fēng)暖風(fēng)器4的出水由出口集箱引出后匯集為一條管路，該管路經(jīng)過補水系統(tǒng)20的循環(huán)水管道與乏汽冷卻器7的管程進水口相連接構(gòu)成閉式循環(huán)；循環(huán)水管道上安裝有閉式循環(huán)水泵10；一次風(fēng)暖風(fēng)器3、二次風(fēng)暖風(fēng)器4分別通過一次風(fēng)風(fēng)機5的送風(fēng)管道、二次風(fēng)風(fēng)機6的送風(fēng)管道與空氣預(yù)熱器1相連接。

本發(fā)明的補水系統(tǒng)20通過循環(huán)水管道與空氣-水換熱系統(tǒng)連接，該系統(tǒng)中設(shè)置閉式循環(huán)泵10作為該系統(tǒng)的驅(qū)動裝置；補水經(jīng)閉式循環(huán)泵10增壓后進入乏汽冷卻器吸熱，吸熱后的水通過連接管道進入一、二次風(fēng)暖風(fēng)器放熱用以加熱冷風(fēng)，放熱后的水再經(jīng)閉式循環(huán)泵10進入乏汽冷卻器7吸熱，構(gòu)成閉式循環(huán)，完成加熱空氣的過程。其中，水在乏汽冷卻器7中吸收乏汽釋放的熱量并在暖風(fēng)器中釋放熱量達到加熱冷風(fēng)的目的。補水系統(tǒng)20起到了維持水量使整個系統(tǒng)循環(huán)加熱的作用，閉式循環(huán)水泵10起到了使水克服系統(tǒng)阻力完成循環(huán)的作用。

本發(fā)明的乏汽-水換熱系統(tǒng)中汽輪機的乏汽通過連接管道與乏汽冷卻器7相連接；該系統(tǒng)中設(shè)置增壓泵11作為驅(qū)動裝置。乏汽經(jīng)連接管道進入乏汽冷卻器釋放熱量并冷凝，該部分熱量用以加熱空氣-水換熱系統(tǒng)中的水，釋放熱量后的乏汽凝結(jié)為水，這些凝結(jié)水進入乏汽冷卻器下部的第一熱井8至一定水位后，通過增壓泵11進入汽輪機凝汽器的第二熱井18，隨汽輪機凝結(jié)水繼續(xù)完成鍋爐-汽輪機的水循環(huán)。

乏汽-水換熱系統(tǒng)包括凝汽器9，乏汽-水換熱系統(tǒng)與空氣-水換熱系統(tǒng)共用一個乏汽冷卻器7，具體連接方式為：凝汽器9入口的乏汽通過與乏汽冷卻器7的連接管道進入乏汽冷卻器7的殼程進汽口，乏汽冷卻器7的殼程出汽口下部連接有第一熱井8；第一熱井8的出水口通過管道經(jīng)增壓泵11后與凝汽器9下部設(shè)置的第二熱井18相連接；乏汽冷卻器7通過連接管道經(jīng)第一電動截止閥2與機組抽真空系統(tǒng)19連接，保證并維持乏汽冷卻器7的真空狀態(tài)。本發(fā)明的乏汽在乏汽冷卻器7中釋放熱量達到加熱空氣-水換熱系統(tǒng)中水的目的。增壓泵11起到了使水克服系統(tǒng)阻力回到凝汽器熱井的目的。與機組抽真空系統(tǒng)19連接起到了維持乏汽冷卻器真空，保證乏汽能夠進入乏汽冷卻器的目的。

本發(fā)明的一次風(fēng)暖風(fēng)器3和二次風(fēng)暖風(fēng)器4并聯(lián)運行，經(jīng)乏汽冷卻器7加熱后的熱水分流后分別進入一次風(fēng)暖風(fēng)器3、二次風(fēng)暖風(fēng)器4，在一次風(fēng)暖風(fēng)器3、二次風(fēng)暖風(fēng)器4中放熱后匯集并進入乏汽冷卻器7吸熱。本發(fā)明通過回收乏汽余熱加熱冷風(fēng)，其中，乏汽最大抽量15%，替代輔汽加熱冷風(fēng)，可節(jié)省發(fā)電煤耗13g/kwh。

本發(fā)明的空氣-水換熱系統(tǒng)中的補水系統(tǒng)20和乏汽冷卻器7連接的循環(huán)水管道上并聯(lián)設(shè)置有兩條支路，循環(huán)水管道上按照補水方向依次設(shè)置有前截止閥Ⅰ、濾網(wǎng)Ⅰ、閉式循環(huán)水泵10、逆止閥Ⅰ和后截止閥Ⅰ。此外，本發(fā)明的乏汽-水換熱系統(tǒng)中，第一熱井8與第二熱井18連接的管道上也可并聯(lián)設(shè)置兩條支路，每天支路上依次設(shè)置有前截止閥Ⅱ16、濾網(wǎng)Ⅱ15、增壓泵11、逆止閥Ⅱ12和后截止閥Ⅱ13。這樣每套系統(tǒng)都預(yù)留了后備支路，方便檢修或其中一條支路損壞時更換使用，不影響整體的工作進程。其中，后截止閥Ⅰ和后截止閥Ⅱ13均采用電動截止閥，實現(xiàn)自動化控制；此外，它們分別與前截止閥Ⅰ、前截止閥Ⅱ16配合使用，控制更精準。本發(fā)明的乏汽冷卻器7為管殼式汽-水換熱器，乏汽走殼內(nèi)，水走管內(nèi)。這樣兩套系統(tǒng)分開運行，各自有獨立的運行管路，互不干擾。

此外，循環(huán)水管道上設(shè)置有穩(wěn)壓罐21和加藥裝置22，穩(wěn)壓罐21用以維持整個系統(tǒng)的壓力平衡，加藥裝置22方便對循環(huán)水管道上進行各種試劑的添加。為了進一步掌握本發(fā)明的系統(tǒng)運行情況，本發(fā)明在空氣-水換熱系統(tǒng)和乏汽-水換熱系統(tǒng)的連接管道上均設(shè)置有多個壓力測點14和溫度測點17。

本發(fā)明在一定程度上緩解了夏季空冷機組背壓高、機組出力受限、供電煤耗高的問題。乏汽在乏汽冷卻器中釋放熱量并凝結(jié)為水匯至熱井，然后經(jīng)增壓泵11增壓后回到凝汽器的第二熱井18。由于乏汽-水換熱系統(tǒng)中水溫可控，可使汽輪機背壓降低，比焓降增加，汽輪機效率得到提升，供電煤耗降低?？諝?水換熱系統(tǒng)中吸收的乏汽熱量用以加熱一、二次風(fēng)。提高了空氣預(yù)熱器1入口的冷端壁溫，防止空氣預(yù)熱器1壁溫低于酸露點，造成低溫腐蝕。且熱量隨冷風(fēng)進入空氣預(yù)熱器1，然后進入鍋爐，使鍋爐效率得到了提升。

上述實施方式并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的技術(shù)方案范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬于本發(fā)明的保護范圍。