煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收利用系统，包括锅炉给水加热系统、煤气冷却/加热系统，锅炉给水加热系统内包含串联的第一、第二水气换热器以及除氧器、锅炉给水尾部换热器，煤气冷却/加热系统包含串联的粗-粗合成气换热器和粗-净合成气换热器，还设有粗合成气深冷器，在粗煤气热回收过程中，分别在粗-粗合成气换热器、粗-净合成气换热器之后串联第一、第二水气换热器，或在粗-净合成气换热器和粗合成气深冷器之间串联第一、第二水气换热器，充分利用低品位余热加热余热锅炉给水和采暖回水的余热回收系统，通过本系统可有效的提高煤气蒸汽联合循环电厂余热回收利用的效率，提高以气化为龙头电厂的供热效率和发电效率。
【专利说明】煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收利用系统。
【背景技术】
[0002]在以煤气化为源头的煤气蒸汽联合循环电厂中，会有大量的低品位热能，部分热量通常用循环冷却水直接带走，这样不但会降低全厂能量利用率，同时还会造成一次能源的巨大浪费，与当今社会大力倡导节能减排，提高能效的政策背道而驰。因此如果根据能量的梯级利用原理，充分合理地利用煤气蒸汽联合循环电厂中的低品位热，减少能量的无故损失，则可提高电厂的运行效率和经济效益，同时对节约能源、环境保护也有着极为重要的意义。
实用新型内容
[0003]本实用新型的所解决的技术问题即在提供一种更加合理利用煤气蒸汽联合循环电厂中粗煤气热回收单元余热和余热锅炉尾部热量的系统，通过本系统，可有效的提高全厂热量利用率，提高发电效率和供热效率。
[0004]本实用新型所采用的技术手段如下所述。
[0005]本实用新型的一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统，包括:锅炉给水加热系统，其包含锅炉给水泵II，该锅炉给水泵Il出水口依次连接第一水气换热器3、第二水气换热器4、锅炉给水尾部换热器118、除氧器，锅炉给水尾部换热器118通过余热锅炉6进行热量交换，第一水气换热器3外设有第一给水旁路23，第二水气换热器3外设有第二给水旁路24，第一水气换热器3具有气侧输入端和输出端，还设有粗合成气旁路25，该粗合成气旁路25连接第一水气换热器3的气侧输入端和输出端；煤气冷却/加热系统，其包含粗-粗合成气换热器14，该粗-粗合成气换热器14出气端经过第二水气换热器4后连接第四水气分离罐15，第四水气分离罐15的出气端经过粗-粗合成气换热器14后连接粗合成气加热器16，粗合成气加热器16的出气端依次连接有机硫水解反应器17、粗-净合成气换热器8，粗-净合成气换热器8的出气端连接粗合成气旁路25。
[0006]在上述结构的基础上，还包含有采暖回水加热系统，由余热锅炉尾部回水预热器19和连接在预热器入口的采暖回水泵7构成，余热锅炉尾部回水预热器19设置在余热锅炉6的尾部位置。
[0007]上述的除氧器可使用高压除氧器5。
[0008]将上述锅炉给水尾部换热器118替换为锅炉给水尾部换热器1121，所述除氧器选用低压除氧器20，该低压除氧器20置于第二水气换热器4和锅炉给水尾部换热器1121之间，锅炉给水尾部换热器1121经过余热锅炉6并进行热交换，所述低压除氧器20与锅炉给水尾部换热器1121之间设置锅炉给水泵1122。
[0009]上述方案内还包含有若干控制阀，所述若干控制阀至少安装在第一给水旁路23、第二水气换热器3、第一水气换热器3的气侧输入端及输出端、粗合成气旁路25上。
[0010]本实用新型的另一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统，包括:锅炉给水加热系统，其包含锅炉给水泵II，该锅炉给水泵Il出水口依次连接第一水气换热器3、第二水气换热器4、锅炉给水尾部换热器118、除氧器，锅炉给水尾部换热器118通过余热锅炉6进行热量交换，第一水气换热器3外设有第一给水旁路23，第二水气换热器3外设有第二给水旁路24，第一水气换热器3具有气侧输入端和输出端，还设有粗合成气旁路25，该粗合成气旁路25连接第一水气换热器3的气侧输入端和输出端；煤气冷却/加热系统，其包含依次相连的粗-净合成气换热器8第一水气分离罐9，该第一水气分离罐9的出气口经过第二水气换热器4后连接第二水气分离罐10，第二水气分离罐10出气口连接粗合成气旁路25 A口，粗合成气旁路25出口依次连接第三水气分离罐12及粗合成气深冷器13。
[0011]在上述结构的基础上，还包含有采暖回水加热系统，由余热锅炉尾部回水预热器19和连接在预热器入口的采暖回水泵7构成，余热锅炉尾部回水预热器19设置在余热锅炉6的尾部位置。
[0012]上述的除氧器可使用高压除氧器5。
[0013]将上述锅炉给水尾部换热器118替换为锅炉给水尾部换热器1121，所述除氧器选用低压除氧器20，该低压除氧器20置于第二水气换热器4和锅炉给水尾部换热器1121之间，锅炉给水尾部换热器1121经过余热锅炉6并进行热交换，所述低压除氧器20与锅炉给水尾部换热器1121之间设置锅炉给水泵1122。
[0014]还包含有若干控制阀，所述若干控制阀至少安装在第一给水旁路23、第二水气换热器3、第一水气换热器3的气侧输入端及输出端、粗合成气旁路25上。
[0015]本实用新型的有益效果如下所述。
[0016]1、由于综合考虑了能量的梯度利用，在粗煤气热回收过程中利用与锅炉给水换热器进行热交换，用于加热温度较低的锅炉给水，充分回收低品位热量。
[0017]2、在余热锅炉尾部增加了余热锅炉尾部采暖回水换热器，加热采暖回水，直接吸收尾部热量进入供热系统，减少热网站加热负荷，也避免了由于锅炉给水温度升高，导致排烟的升高。
[0018]3、结合了锅炉给水加热系统、煤气冷却/加热系统余热锅炉和采暖回水换热器，本系统可有效回收煤气蒸汽联合循环电厂的余热，提高全厂的供热效率和发电效率，具有显著的经济效益和社会效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型用于发电机组加热锅炉给水的第一实施例的流程示意图。
[0020]图2为本实用新型用于发电机组加热锅炉给水的第二实施例流的程示意图。
[0021]图3为本实用新型用于发电和采暖机组加热锅炉给水和采暖回水的第三实施例的流程示意图。
[0022]图4为本实用新型用于发电和采暖机组加热锅炉给水和采暖回水的第四实施例的流程示意图。
[0023]图5为本实用新型用于供工艺蒸汽机组加热锅炉给水的第五实施例的流程示意图。
[0024]图6为本实用新型用于供工艺蒸汽机组加热锅炉给水的第六实施例的流程示意图。
[0025]图7为本实用新型用于供工艺蒸汽和采暖机组加热锅炉给水的第七实施例的流程不意图。
[0026]图8为本实用新型用于供工艺蒸汽和采暖机组加热锅炉给水的第八实施例的流程不意图。
【具体实施方式】
[0027]实际应用中，煤气蒸汽联合循环电厂常因其高效清洁，作为化工园区的公用工程建设，提供公用蒸汽和电力，化工装置对工艺蒸汽需求量较大，因返回冷凝液有限，需要补充大量全含氧的除盐水，同时降低余热锅炉排烟温度，提高全厂的热量利用率。
[0028]本实用新型的一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统，其包含锅炉给水加热系统、煤气冷却/加热系统。
[0029]如图1所示，上述锅炉给水加热系统的第一种结构，包含锅炉给水泵II，该锅炉给水泵Il出水口依次连接第一水气换热器3、第二水气换热器4、锅炉给水尾部换热器118、除氧器，锅炉给水尾部换热器118经过余热锅炉6，除氧器可为高压除氧器5。锅炉给水流经第一水气换热器3、第二水气换热器4后，再经由锅炉给水尾部换热器118与余热锅炉6进行热量交换后，进入高压除氧器5。第一水气换热器3外设有第一给水旁路23，第二水气换热器3外设有第二给水旁路24。该锅炉给水加热系统中可设有若干的控制阀，如图所示可设置在上述的第一给水旁路23、第二给水旁路24、第一水气换热器3的出气口、第二水气换热器4的出气口上。上述第一水气换热器3具有气侧输入端和输出端，还设有粗合成气旁路25，该粗合成气旁路25连接该第一水气换热器3的气侧输入端和输出端，该输出端可连接净化单元(图中未示出)，为了提高系统的操控性，第一水气换热器3气侧输入端、输出端及粗合成气旁路25上各设有一个控制阀11。
[0030]如图5所示，锅炉给水加热系统的第二种结构，在第一种结构的基础上，将锅炉给水尾部换热器118替换为锅炉给水尾部换热器1121，所述除氧器选用低压除氧器20，该低压除氧器20置于第二水气换热器4和锅炉给水尾部换热器1121之间，锅炉给水尾部换热器1121经过余热锅炉6并进行热交换，所述低压除氧器20与锅炉给水尾部换热器1121之间设置锅炉给水泵1122。锅炉给水泵I1、第一水气换热器3、第二水气换热器4、第一给水旁路23、第二给水旁路24、粗合成气旁路25及若干控制阀的设置与第一种结构中相同，在此不再重复叙述。
[0031]同时还包含有协同运作的煤气冷却/加热系统，根据不同的需要可以对该系统的部件进行不同的设计。
[0032]煤气冷却/加热系统的第一种结构设计，其包含粗-粗合成气换热器14，该粗-粗合成气换热器14出气管道连接第四水气分离罐15，第四水气分离罐15的出气管道经过粗-粗合成气换热器14后连接粗合成气加热器16，粗合成气加热器16的出气口依次连接有机硫水解反应器17、粗-净合成气换热器8，该粗-净合成气换热器8的出气口可连接粗合成气旁路25，或可连接粗合成气旁路25与第一水气换热器3气侧输出端的相接处。
[0033]图1所示的用于发电机组加热锅炉给水流程示意图所示的第一实施例，将上述锅炉给水加热系统的第一种结构与煤气冷却/加热系统的第一种结构结合，其中，粗-粗合成气换热器14出气管道经过第二水气换热器4进行水气的热交换。
[0034]煤气冷却/加热系统的第二种结构设计，其包含依次相连的粗-净合成气换热器8第一水气分离罐9，该第一水气分离罐9的入气口连接第二水气分离罐10，第二水气分离罐10出气口连接粗合成气旁路25入口，粗合成气旁路25出口依次连接第三水气分离罐12及粗合成气深冷器13，第二水气分离罐10出水口连接水处理系统(图中未示出)。
[0035]如图2的用于发电机组加热锅炉给水流程示意图的第二实施例中所示，将上述锅炉给水加热系统的第一种结构与煤气冷却/加热系统的第二种结构结合。其中，第一水气分离罐9的出气口经过第二水气换热器4进行热交换。
[0036]考虑上述方案提高了余热锅炉的给水温度，导致余热锅炉排烟温度升高，从另一方面导致热量的浪费，因此结合电厂通常承担供暖负荷，考虑电厂承担供暖负荷的需求，分别在第一、第二实施例的基础上，增加还包含有采暖回水加热系统的如图3、图4所示的第三、第四实施例。具体来说，在余热锅炉尾部位置设置有余热锅炉尾部采暖回水换热器19，在该余热锅炉尾部采暖回水换热器19的输入端设置采暖回水泵7，输出端连接至采暖热网站(图中未示出)。采暖回水加热系统的设置避免了余热锅炉给水温度升高导致余热锅炉的排烟温度的提高，从另一方面导致热量的浪费的问题。
[0037]考虑到供应工艺蒸汽量较大，冷凝液返回量较小，需要补充大量全含氧的除盐水机组，如图5的用于供工艺蒸汽机组加热锅炉给水的第五实施例所示，将上述锅炉给水加热系统的第二种结构与煤气冷却/加热系统的第一种结构结合。或者如图6的用于供工艺蒸汽机组加热锅炉给水的第六实施例所示，将上述锅炉给水加热系统的第二种结构与煤气冷却加热系统的第二种结构结合。这样的设置可有效地降低余热锅炉排烟温度、提高全厂的热量利用率。其中，锅炉给水尾部换热器1121与锅炉给水尾部换热器118内部结构及应用原理相同，均为回收余热锅炉烟气，只是水气侧各自参数不同，水侧介质流向不同，具体参数可以根据实际情况进行设计。
[0038]进一步，考虑到供应工艺蒸汽量较大，冷凝液返回量较小，需要补充大量全含氧的除盐水和承担冬季采暖的机组，在上述第五、第六实施例的基础上，如图7及图8所示的第七及第八实施例所示，在余热锅炉6的尾部位置设置有余热锅炉尾部采暖回水换热器19，在该余热锅炉尾部采暖回水换热器19的输入端设置采暖回水泵7，输出端连接至采暖热网回水(图中未示出)。采暖回水加热系统的设置避免了余热锅炉给水温度升高，导致余热锅炉的排烟温度的提高，从另一方面导致热量的浪费的问题。
[0039]为提高换热器换热效率，所述第一和第二水气换热器的水侧和气侧采用逆流方式，且所述第一水气换热器和第二水气换热器中气侧自上而下流动，从而有利于烟气凝结液排放，减小凝结液膜厚度和液膜热阻，增强换热。
[0040]由于综合考虑了能量的梯度利用，在粗煤气热回收过程中增加了第一水气换热器3和第二水气换热器4，用于加热温度较低的锅炉给水，充分回收低品位热量；同时，在余热锅炉尾部增加了余热锅炉尾部采暖回水换热器19，加热采暖回水，直接吸收尾部热量进入供热系统，减少热网站加热负荷，也避免了由于锅炉给水温度升高，导致排烟温度的升高。因此本系统可有效回收煤气蒸汽联合循环电厂的余热，提高全厂的供热效率和发电效率，具有显著的经济效益和社会效益。
【权利要求】
1.一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统，其特征在于，包括: 锅炉给水加热系统，其包含锅炉给水泵I (1)，该锅炉给水泵I (I)出水口依次连接第一水气换热器(3)、第二水气换热器(4)、锅炉给水尾部换热器I (18)、除氧器，锅炉给水尾部换热器I (18)经过余热锅炉(6)，第一水气换热器(3)外设有第一给水旁路(23)，第二水气换热器(3)外设有第二给水旁路(24)，第一水气换热器(3)具有气侧输入端和输出端，还设有粗合成气旁路(25)，该粗合成气旁路(25)连接第一水气换热器(3)的气侧输入端和输出立而; 煤气冷却/加热系统，其包含粗-粗合成气换热器(14)，该粗-粗合成气换热器(14)出气端经过第二水气换热器(4)后连接第四水气分离罐(15)，第四水气分离罐(15)的出气端经过粗-粗合成气换热器(14)后连接粗合成气加热器(16)，粗合成气加热器(16)的出气端依次连接有机硫水解反应器(17)、粗-净合成气换热器(8)，粗-净合成气换热器(8)的出气端连接粗合成气旁路(25 )。
2.如权利要求1所述的一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统，其特征在于，还包含有采暖回水加热系统，由余热锅炉尾部回水预热器(19)和连接在预热器入口的采暖回水泵(7 )构成，余热锅炉尾部回水预热器(19 )设置在余热锅炉(6 )的尾部位置。
3.如权利要求1或2所述的一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统，其特征在于，所述除氧器为高压除氧器(5)。
4.如权利要求1或2所述的一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统，其特征在于，所述锅炉给水尾部换热器I (18)替换为锅炉给水尾部换热器II (21)，所述除氧器为低压除氧器(20)，该低压除氧器(20)置于第二水气换热器(4)和锅炉给水尾部换热器II (21)之间，锅炉给水尾部换热器II (21)经过余热锅炉(6)，所述低压除氧器(20)与锅炉给水尾部换热器II (21)之间设置锅炉给水泵II (22)。
5.如权利要求1所述的一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统，其特征在于，还包含有若干控制阀，所述若干控制阀至少安装在第一给水旁路(23)、第二水气换热器(3)、第一水气换热器(3)的气侧输入端及输出端、粗合成气旁路(25)上。
6.一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统，其特征在于，包括: 锅炉给水加热系统，其包含锅炉给水泵I (1)，该锅炉给水泵I (I)出水口依次连接第一水气换热器(3)、第二水气换热器(4)、锅炉给水尾部换热器I (18)、除氧器，锅炉给水尾部换热器I (18)经过余热锅炉(6)，第一水气换热器(3)外设有第一给水旁路(23)，第二水气换热器(3)外设有第二给水旁路(24)，第一水气换热器(3)具有气侧输入端和输出端，还设有粗合成气旁路(25)，该粗合成气旁路(25)连接第一水气换热器(3)的气侧输入端和输出立而; 煤气冷却/加热系统，其包含依次相连的粗-净合成气换热器(8)第一水气分离罐(9)，该第一水气分离罐(9)的出气口通过第二水气换热器(4)后连接第二水气分离罐(10)，第二水气分离罐(10)出气口连接粗合成气旁路(25)入口，粗合成气旁路(25)出口依次连接第三水气分离罐(12 )及粗合成气深冷器(13 )。
7.如权利要求6所述的一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统，其特征在于，还包含有采暖回水加热系统，由余热锅炉尾部回水预热器(19)和连接在预热器入口的采暖回水泵(7 )构成，余热锅炉尾部回水预热器(19 )设置在余热锅炉(6 )的尾部位置。
8.如权利要求6或7所述的一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统，其特征在于，所述除氧器为高压除氧器(5)。
9.如权利要求6或7所述的一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统，其特征在于，所述锅炉给水尾部换热器I (18)替换为锅炉给水尾部换热器II (21)，所述除氧器为低压除氧器(20)，该低压除氧器(20)置于第二水气换热器(4)和锅炉给水尾部换热器II (21)之间，锅炉给水尾部换热器II (21)经过余热锅炉(6)，所述低压除氧器(20)与锅炉给水尾部换热器II (21)之间设置锅炉给水泵II (22)。
10.如权利要求6所述的一种煤气蒸汽联合循环电厂余热回收系统，其特征在于，还包含有若干控制阀，所述若干控制阀至少安装在第一给水旁路(23)、第二水气换热器(3)、第一水气换热器(3)的气侧输入端及输出端、粗合成气旁路(25)上。
【文档编号】F22D1/00GK204141562SQ201420581321
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】李海彬, 孙永斌, 林碧华, 聂会建 申请人:中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司