用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器和系统的制作方法

文档序号:11850050阅读:228来源:国知局

本实用新型涉及ORC省煤器,具体地,涉及用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器和系统。



背景技术:

排烟损失是电厂锅炉运行中最重要的一项热损失,一般约为5%~12%,占锅炉热损失的60%~70%,影响排烟热损失的主要因素是排烟温度,一般情况下,排烟温度每增加10℃,排烟热损失增加0.6%~1%,相应多耗煤1.2%~2.4%。降低排烟温度对于节约燃料和降低污染具有重要的实际意义,大多电厂在烟道上加装翅片管束式低温省煤器。其工艺流程为:凝结水在低温省煤器内吸收排烟热量,降低排烟温度,自身被加热、升高温度后再返回汽轮机低压加热器系统,代替部分低压加热器的作用。但在烟气的热量带回锅炉的同时,会减排部分抽汽,导致热力循环效率降低,并且原本应被减排的部分抽汽会增加凝汽器的负责,导致汽轮机真空有所降低,从而打破汽轮机的原有设计热力平衡,使得增加低温省煤器并没有获得理想中的节能效果,目前实际节能效率在0.3%左右。

经检索,发现如下相关检索结果:

相关检索结果1:

申请(专利)号:CN201320531684.9名称:燃煤锅炉用高中低温整体省煤器

该专利文献涉及的燃煤锅炉用高中低温整体省煤器,包括有前墙、后墙和两个侧墙构成的燃煤锅炉烟道,上级省煤器和下级省煤器中的若干个整体型螺旋翅片管同向依次排列经180°连接弯管、连接光管和连接弯头连接而成,上级省煤器中的整体型螺旋翅片管垂直于前墙逆流错列布置,下级省煤器中的整体型螺旋翅片管垂直于侧墙逆流顺列布置;该专利文献称其提高了整体省煤器的承压能力、换热面积和传热效果,杜绝了因为省煤器排烟温度高、积灰、磨损和腐蚀问题而造成的锅炉停运事故,大大提高了锅炉安全运行时间,降低了锅炉煤耗,同时能够有效保证烟气脱硫脱硝系统的正常运行,结构紧凑,成本回收快,使用寿命长,适用范围广,节能效益明显。

技术要点比较:

该专利文献主要阐述如何在燃煤锅炉上使用省煤器,从而降低锅炉的煤耗。而本实用新型侧重于在保持原有系统热力平衡不变的情况,通过安装ORC省煤器,提高整体系统的发电量。

相关检索结果2:

申请(专利)号:CN201410010824.7名称:一种余热回收用省煤器设备及其使用方法

该专利文献为一种余热回收用省煤器设备及其使用方法,解决现有省煤器设备中热水流量及温度不稳定的问题,其设备包含省煤器以及与省煤器连接的工业水加热装置和烟气换热装置,其中:工业水加热装置包含:水泵,通过进水电动阀连接省煤器的冷水进口;冷水旁路阀,回流水管路,数个混合机加水管路,均连接在省煤器的热水出口管上;新生产水池。烟气换热装置包含:热水温度检测仪,设在省煤器热水出口的热水输出管端部;进气电动阀,连接于省煤器热烟气进口与环冷机之间的管路上;烟气旁通电动阀。该专利文献称其设备能按需制备热水,并通过改变烟气流量来稳定省煤器热水出口的水温,有利于烧结生产中混合料温度的稳定控制。如发生省煤器故障,不影响烧结主系统生产。

技术要点比较:

该专利文献是通过增加与省煤器连接的工业水加热装置和烟气换热装置,解决现有省煤器设备中热水流量及温度不稳定的问题。而本实用新型主要改变传统省煤器的结构形式,通过预热、蒸发、过热三个换热器,将工作介质(例如氟利昂)提温提压,再通过涡轮式膨胀机进行发电。



技术实现要素:

针对现有技术中的缺陷,本实用新型的目的是提供一种用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器和系统。

根据本实用新型提供的一种用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器,包括介质过热器、介质蒸发器、介质预热器;

介质过热器、介质蒸发器、介质预热器均为换热器;

介质过热器的烟气流道入口为烟气接收口;

介质过热器的烟气流道出口连接介质蒸发器的烟气流道入口;

介质蒸发器的烟气流道出口连接介质预热器的烟气流道入口;

介质预热器的烟气流道出口为烟气排出口;

介质预热器的工作介质流道入口为工作介质接收口;

介质预热器的工作介质流道出口连接介质蒸发器的工作介质流道入口;

介质蒸发器的工作介质流道出口连接介质过热器的工作介质流道入口;

介质过热器的工作介质流道出口为工作介质排出口。

优选地,介质蒸发器为热管式介质蒸发器,介质过热器、介质预热器均为翅片管束式换热器。

优选地,介质过热器、介质蒸发器、介质预热器中的工作介质流道均为氟利昂流道。

根据本实用新型提供的一种电厂烟气余热利用系统,包括上述的用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器,还包括除尘器;

用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器的介质预热器的烟气流道出口连接除尘器的烟气进口。

根据本实用新型提供的一种电厂烟气余热利用系统,包括上述的用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器,还包括脱硫吸收塔;

用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器的介质预热器的烟气流道出口连接脱硫吸收塔的烟气进口。

根据本实用新型提供的一种电厂烟气余热利用系统,包括上述的用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器,还包括膨胀发电机、冷凝器、加压泵;

用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器的介质过热器的工作介质流道出口经膨胀发电机连接至冷凝器的工作介质入口,冷凝器的工作介质出口连接加压泵的输入口,加压泵的输出口连接用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器的介质预热器的工作介质流道入口,形成工作介质循环回路。

优选地,还包括循环水泵、冷却水塔;

冷凝器的冷却水出口连接循环水泵的输入口,循环水泵的输出口连接冷却水塔的输入口,冷却水塔的输出口连接冷凝器的冷却水入口,形成冷却水循环回路。

根据本实用新型提供的一种上述的电厂烟气余热利用系统的使用方法,包括:液态工作介质经介质预热器预热后,通过介质蒸发器吸收烟气中的热量汽化为饱和气体,工作介质再经介质过热器吸热成为具有过热度的中压气体,再进入膨胀发电机进行膨胀做功发电,再经冷凝器进行冷凝放热成为液体,再经加压泵提压打至介质预热器。

与现有技术相比,本实用新型具有如下的有益效果:

1、对原有工艺不作任何的改动,保持原有汽轮机的热力平衡,使整个热力系统稳定运行;

2、将烟气温度最大化地降至100℃以内,回收尽可能多的烟气余热,使系统的整体发电量提高1%以上;

3、由于进入脱硫塔的烟温更低,还可以节约更多的脱硫工艺水消耗量。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型,但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型提供的优选例中的ORC省煤器与传统低温省煤器的区别主要有以下几个方面:

(1)对原有系统的影响不同:OCR省煤器对原有电厂锅炉及汽轮机的运行工况不作任何的改动,而传统低温省煤器改变锅炉及汽轮机的热力平衡。

(2)换热器的结构形式不同:ORC省煤器是主要由介质过热器、热管式介质蒸发器及介质预热器组成,介质过热器和介质预热器的结构形式均为翅片管束式换热器,热管式介质蒸发器的结构形式为热管,而传统低温省煤器的结构形式以翅片管束式换热器为主。

(3)换热器内的介质不同:ORC省煤器管内为氟利昂(例如R45FA),而传统低温省煤器管内为锅炉给水。

(4)烟气余热利用率不同:ORC省煤器可将烟气温度降至100℃以内,而传统低温省煤器的排烟温度在120℃以上。

(5)目的不同:ORC省煤器是将氟利昂加热至一定的压力与温度,驱动膨胀机做功发电,是将热能转为电能重要设备;而传统低温省煤器是将凝结水加热,起到代替部分 低压加热器的作用。

根据本实用新型提供的一种电厂烟气余热利用系统,包括用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器,还包括除尘器和/或脱硫吸收塔;所述用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器的介质预热器的烟气流道出口连接脱硫吸收塔的烟气进口和/或连接除尘器的烟气进口。

所述电厂烟气余热利用系统,还包括膨胀发电机、冷凝器、加压泵、循环水泵、冷却水塔;用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器的介质过热器的工作介质流道出口经膨胀发电机连接至冷凝器的工作介质入口,冷凝器的工作介质出口连接加压泵的输入口,加压泵的输出口连接用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器的介质预热器的工作介质流道入口,形成工作介质循环回路。冷凝器的冷却水出口连接循环水泵的输入口,循环水泵的输出口连接冷却水塔的输入口,冷却水塔的输出口连接冷凝器的冷却水入口,形成冷却水循环回路。冷凝器为DRC冷凝器,加压泵为DRC加压泵。

具体地,所述用于电厂烟气余热利用的ORC省煤器,包括介质过热器、介质蒸发器、介质预热器;介质过热器、介质蒸发器、介质预热器均为换热器;介质蒸发器为热管式介质蒸发器,介质过热器、介质预热器均为翅片管束式换热器。介质过热器、介质蒸发器、介质预热器中的工作介质流道均为氟利昂流道。

介质过热器的烟气流道入口为烟气接收口;

介质过热器的烟气流道出口连接介质蒸发器的烟气流道入口;

介质蒸发器的烟气流道出口连接介质预热器的烟气流道入口;

介质预热器的烟气流道出口为烟气排出口;

介质预热器的工作介质流道入口为工作介质接收口;

介质预热器的工作介质流道出口连接介质蒸发器的工作介质流道入口;

介质蒸发器的工作介质流道出口连接介质过热器的工作介质流道入口;

介质过热器的工作介质流道出口为工作介质排出口。

根据本实用新型提供的一种上述的电厂烟气余热利用系统的使用方法,包括:液态工作介质经介质预热器预热后,通过介质蒸发器吸收烟气中的热量汽化为饱和气体,工作介质再经介质过热器吸热成为具有过热度的中压气体,再进入膨胀发电机进行膨胀做功发电,再经冷凝器进行冷凝放热成为液体,再经加压泵提压打至介质预热器。在加压泵的输出口与介质预热器的工作介质入口的管道上,还设置有DRC储罐9和控制系统10,储罐9为DRC储罐,控制系统10为DRC介质的控制系统。

更为具体地,在电厂的锅炉排烟烟道上安装本实用新型提供的用于电厂烟气余热利 用的ORC省煤器100,根据现场的空间大小,即可以布置在除尘器的进口,也可以布置在脱硫吸收塔的进口。

工作介质工艺流程为:低温液态工作介质氟利昂经介质预热器1预热后,通过热管式介质蒸发器2吸收烟气中的热量汽化为饱和气体,工作介质氟利昂再经介质过热器3吸热成为具有3~5℃过热度的中压气体,再进入膨胀发电机4进行膨胀做功发电,这时氟利昂变成低温低压的气体,经冷凝器5进行冷凝放热成为低温低压的液体,再经加压泵6提压打至介质预热器1,依此不断循环做功发电。

中低温烟气工艺流程为:该烟气依次经除尘器进口前或脱硫塔进口前的介质过热器3、热管式介质蒸发器2、介质预热器1,烟气温度可降至100℃以内,其热量传递给工作介质,使工作介质具有一定的做功能力。

冷却水工艺流程为:25~30℃的冷却循环水经加压泵5吸收工作介质中的热量,升至30~35℃,再经循环水泵7打至冷却水塔8进行冷却,以此不断循环。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本实用新型并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

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