烟气余热利用水侧系统旁路烟冷器给水系统改良结构的制作方法

本发明属于节能减排领域，涉及一种深度利用烟气余热，特别是在烟气余热利用中水侧系统结构的改良。

背景技术：

深度烟气余热利用水侧系统结构的合理性和先进性对烟气余热利用系统的平稳可控运行以及实现烟气余热利用系统的设计功能起着关键作用。水侧系统分为凝结水/给水系统（对应凝结水/给水烟冷器）和热媒水系统（对应热媒水烟冷器）。

深度烟气余热利用系统在工程实践中刚刚起步，还未有投入商业运行的实例，对于水侧系统结构还有进一步改进空间，其对确保烟气余热利用系统平稳可控运行有很大的意义。

技术实现要素：

本实用新型所解决的技术问题即在提供一种深度烟气余热利用水侧系统结构的改良，分别针对空预器旁路烟冷器给水系统、凝结水系统及热媒水烟冷器水侧系统进行结构改良。

本实用新型所采用的技术手段如下所述。一种烟气余热利用水侧系统旁路烟冷器给水系统改良结构，其包含两台并联运行的空预器，每个空预器入口部分烟气通过旁路连接旁路给水烟冷器，旁路给水烟冷器烟气出口连接凝结水烟冷器后与空预器出口烟气汇合，之后连接调峰烟冷器，调峰烟冷器与热媒水系统相连接，之后连接低低温静电除尘器，静电除尘器通过引风机连接脱硫除尘塔；给水泵出口母管通过三通连接加热器，这里的加热器为依序连接的3号高压加热器、2号高压加热器、1号高压加热器，1号高压加热器连接蒸汽冷却器，高压加热器通过第三调节阀组连接给水出口；三通与给水泵出口母管之间连接有管路，管路通过第一调节阀组并分为两组支管，两组支管分别设有第二调节阀组，并通过第二调节阀组连接旁路给水烟冷器，之后通过支管连接管路并通过第三调节阀组连接给水出口。

本实用新型所产生的有益效果如下。通过在相应部件适当位置设置多个调节阀组，使得本系统可以依据各个部件的实际运行状态，随时根据需要进行水侧流量调整，以达到控制各个出口温度的目的，使得系统运行稳定，实现烟气余热利用系统的设计功能。其对现有装置改变不大，具有可操作性和良好的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的烟气余热利用水侧系统结构总图示意图。

图2为本实用新型的烟气余热利用水侧系统旁路烟冷器给水系统改良结构示意图，对应图1中I部分。

图3为本实用新型的烟气余热利用水侧系统凝结水系统改良结构示意图，对应图1中II部分。

图4为本实用新型的烟气余热利用水侧系统热媒水烟冷器水侧系统改良结构示意图，重点对应图1中III部分。

具体实施方式

如图1所示，是本实用新型烟气余热利用水侧系统结构总图，其包含两台并联运行的空预器1，每个空预器1入口部分烟气通过旁路连接旁路给水烟冷器2，旁路给水烟冷器烟气出口连接凝结水烟冷器3后与空预器出口烟气汇合，之后连接调峰烟冷器4，调峰烟冷器4与热媒水系统相连接，之后连接低低温静电除尘器5，低低温静电除尘器5通过引风机6连接脱硫除尘塔7。

如图2所示，为本实用新型旁路烟冷器给水系统改良结构示意图，给水泵出口母管24通过三通241连接加热器，这里的加热器为依序连接的3号高压加热器242、2号高压加热器243、1号高压加热器244，1号高压加热器244连接蒸汽冷却器245，高压加热器通过第三调节阀组C连接给水出口22，给水出口最终接入锅炉省煤器入口集箱23。

三通241与给水泵出口母管24之间连接有管路25，管路25通过第一调节阀组A并分为两组支管26，两组支管26分别设有第二调节阀组B，并通过第二调节阀组B连接旁路给水烟冷器2，之后通过支管26连接管路25并通过第三调节阀组C连接给水出口22。

利用上述结构，第一调节阀组A的开度跟踪两组支管26上的给水烟冷器出口的平均水温，即跟踪两路给水烟冷器出口汇合后的母管25的水温，使该母管水温与3号高压加热器蒸汽冷却器出口水温一致。由于两路给水烟冷器的烟侧存在参数偏差以及其他不可控因素，可能此时的两路烟冷器出口水温不同，一个高于母管25水温，一个低于母管25水温，通过两组支管上的第二调节阀组B的调节可以使两组支管26上的给水烟冷器出口水温相同，并与母管25水温一致。第一调节阀组A的每一个开度对应一个母管25的水量和水温，通过改变调节阀组A的开度，直至母管25水温与3号高压加热器蒸汽冷却器出口水温度一致位置，以提高烟气余热利用的品位。

如图3所示，为本实用新型凝结水侧系统改良结构示意图。凝结水8号低加出口27通过管路25连接第三调节阀组C并连接除氧器28，管路25依序并联7号低压加热器246、6号低压加热器247、5号低压加热器248。

其中，5号低压加热器248两端通过管路25并联两组凝结水烟冷器3，管路25通过第一变频升压泵组E并分为两组支管26，两组支管26分别设有第二调节阀组B，并通过第二调节阀组B连接凝结水烟冷器3。

空预器旁路烟冷器凝结水系统，引自6号低压加热器出口管路，经凝结水烟冷器后接入5号低压加热器出口管路。配置变频升压泵，在每只烟冷器水侧入口均设置调节阀组。可以通过变频泵调节水量。在给水烟冷器调节基础上，通过调节升压泵转速确保两侧烟冷器出口烟温的平均值与两侧空预器出口烟温的平均值一致。通过调节阀组确保两组凝结水烟冷器出口烟温与同侧空预器出口烟温一致。

7号低压加热器246及6号低压加热器247两端通过管路25并联两组调峰烟冷器4，管路25通过第二变频升压泵组F并分为两组支管26，两组支管26分别设有第二调节阀组B，并通过第二调节阀组B连接调峰烟冷器4。

调峰烟冷器凝结水系统，引自7号低压加热器入口管路，经调峰烟冷器后接入6号低压加热器出口母管。配置变频升压泵，在每只调峰烟冷器水侧入口均设置调节阀组。

虽然调峰烟冷器凝结水系统的汇入点与空预器旁路烟冷器凝结水系统的引出点相同，但两者之间不能直接相连。因为同一工况下这两路的凝结水量不同；不同工况下这两路凝结水的水量比例也不相同。

可以通过调节升压泵转速调节进入调峰烟冷器的水量，直至两路调峰烟冷器出口汇合后的母管水温与6号低压加热器出口水温一致。由于两路调峰烟冷器的烟侧存在参数偏差以及其他不可控因素，可能此时的两路烟冷器出口水温不同，一个高于母管水温，一个低于母管水温，通过两组支管上的第二调节阀组B的调节可以使两组支管26上的调峰烟冷器出口水温相同，并与母管水温一致。第二变频升压泵组F的每一个转速对应一个母管的水量和水温，直至母管水温与6号低压加热器出口水温一致，以提高烟气余热利用的品位。

如图4所示，为烟气余热利用水侧系统热媒水烟冷器水侧系统改良结构示意图。每台炉配置的两台空预器，在每台空预器对应的烟道中均设置了独立的热媒水系统，包括独立的泵组、蒸汽加热器等。其中，该热媒水系统包含并联设置的两组热媒水烟冷器8，该与一次风水媒暖风器91和二次风水媒暖风器92相连接。在一次风水媒暖风器91和二次风水媒暖风器92水侧出口低温段93分别设置有第四调节阀组D，之后通过变频循环泵组95并与热媒水烟冷器8相连接；在上一步调峰烟冷器调节基础上，基于低低温静电除尘器运行的要求，通过调节循环泵转速确保热媒水烟冷器出口烟温为设计值，即泵的每一个转速对应一个热煤水烟冷器的水量、水温和出口烟温，通过泵的转速跟踪同一单元两只热媒水烟冷器出口烟温的平均值，本实施例中为90度；热媒水系统的初始水温是系统建立的，由于同一单元热媒水烟冷器烟气参数的偏差，两只热媒水烟冷器出口水温、水量会不同。热媒水烟冷器的热量要分配给对应侧的一次风暖风器和二次风暖风器，而一次风暖风器和二次风暖风器的热量需求同一工况下不同，不同工况下两者之间的比例也不同。可以通过第四调节阀组D控制热媒水烟冷器入口水温保持在初始值，在本实施例中为为70℃。

并且，一次风水媒暖风器91和二次风水媒暖风器92高温段94均是高温段总管941的分路，在高温段总管并联设置蒸汽加热器97。通过设置蒸汽加热器，以建立热媒水的初始温度，并确保机组在启动及低负荷阶段空预器的安全。

另外，本案可以在需求位置依据需求设置泵、闸阀、调节阀等必要结构，这在附图中也可以看出，这是本领域技术人员依据需求可以得知的，在此不再赘述。并且，本案中的各个高压加热器、低压加热器、调节阀组结构，其均是本领域通用的技术，其也可以依据需求进行微调，这也是本领域技术人员均可以实施和知晓的。

本实用新型技术方案的核心思想如下。

1、不同负荷下，空预器的烟气旁路份额（指质量流量百分数）基本不变。

经过计算，在不同负荷下，空预器的烟气旁路份额（指质量流量份额）基本不变。因此，在冷态调试中将旁路份额整定好后，在热态运行的不同工况下，烟侧挡板等调节手段不用调整。这为运行提供了极大的方便。

2、锅炉两台并联运行的空预器及两台并联运行的空预器旁路必然存在烟气量、烟气温度和流速场的偏差，其下游与之对应的两个烟道的烟冷器的放热量也存在偏差。这个偏差属于烟道的属性，与有无烟冷器无直接关系。这是每侧烟冷器水侧系统均设置调节阀组的依据，也是热媒水系统采用单元制运行的依据。

3、烟气侧的放热量与水侧的吸热量相等，这是整套烟气余热系统设计和控制的灵魂。

4、空预器旁路给水烟冷器/调峰烟冷器，运行中控制水侧出口的温度与汇入母管的水侧温度相等（水侧出口温度不能低于汇入母管的水侧温度）。在上述条件下，在运行的任何工况下，一个水侧流量下对应着一个烟冷器出口烟温和出口水温。因此，存在一个最大的水量下对应的烟冷器最低出口烟温。若水量再增加，则烟冷器水侧出口温度将不能保证与汇入母管的水侧温度相等。这是空预器旁路给水烟冷器和调峰烟冷器水侧的主要控制方法。

5、空预器旁路凝结水烟冷器位于旁路给水烟冷器的烟气下游，在给水烟冷器调节基础上，凝结水系统通过调节循环泵转速确保烟冷器出口烟温与空预器出口烟温一致。这是空预器旁路凝结水烟冷器的主要控制方法。

6、热媒水烟冷器位于调峰烟冷器的烟气下游，在调峰烟冷器调节基础上，基于低低温除尘器运行的要求，运行中通过调节循环泵转速确保出口烟温为90度。水侧入口温度通过热媒水暖风器始终维持在系统初始温度70℃。烟冷器的出口水温基于换热器的端差属性是唯一值。由于两侧烟气参数的偏差，两侧烟冷器热媒水出口水温、水量会不同。

7、热媒水暖风器与热媒水烟冷器的换热量相等。出口风温也是唯一值。每只暖风器水侧低温段设有调节阀，以调节暖风器水侧出口维持在70℃。

8、热媒水系统采用单元制运行，不能采用母管制。采用母管制，由于两台空预器侧烟气参数存在偏差，引起两空预器侧热媒水烟冷器水侧出口温度不同，但经过母管混合后水温又相同；泵的转速也要同时跟踪两空预器侧热媒水烟冷器出口烟温。这在运行控制上是难以实现的。采用母管制，虽然两侧烟冷器的烟气放热量不同，但由于母管的混合，使进入暖风器水温相同，造成烟冷器的放热量与暖风器的吸热量不相等，破环了系统的平衡和设计初衷。