下两段的连接处设置中部入水 口a，在下段的另一端设置末端入水口b，在上段的另一端设置出水口c;其末端入水口b与 4号高压回热加热器9的入水口处相连，中部入水口a通过阀门10与1号高压回热加热器 11的出水口处相连，在中部入水口a和高温烟水换热器5的出水口c之间设置给水主管道 阀门12,给水主管道阀门12出水口与省煤器3进水口和高温烟水换热器5的出水口c相 连；低温烟水换热器6的入水口与7号低压回热加热器13的入水口相连，低温烟水换热器 6的出水口与6号低压回热加热器14的出口相连；除氧器15出水口通过给水泵16与4号 低压回热加热器的入水口和高温烟水换热器5的末端入水口b相连接；抽汽式空气加热器 7的进汽? 口与汽轮机7号抽汽? 口、汽轮机8号抽汽@ 口以及汽轮机9号抽汽? 口相 连；抽汽式空气加热器7的出水⑧口与7号低压回热加热器13、8号低压回热加热器的和 9号低压回热加热器的相对应的抽汽疏水管⑧相连；烟气式空气加热器8为水媒式换热器， 其空气侧布置在抽汽式空气加热器7的下端，烟气侧布置在锅炉末端的汇合烟道中。
[0019] 本实用新型变面积余热利用系统的省煤器变面积原理是：
[0020] 在高负荷下，与高温烟水换热器5的中部入水口a连接的阀门10关闭，给水主管 道阀门12打开，高温烟水换热器5的全部替代1号高压加热器11、2号高压加热器、3号高 压加热器和4号高压加热器9加热给水，排挤用于回热的高压抽汽，给水由4号高压加热器 入水口的180°C左右加热至1号高压加热器出水口的320°C左右，从而增加汽轮机功率；在 低负荷下，给水主管道阀门12阀门关闭，与高温烟水换热器5的中部入水口a连接的阀门 10打开，高温烟水换热器5的上段不排挤回热抽汽，高温烟水换热器的下段入水口b的水取 自4号高压回热加热器的入水口，下段将给水由4号高压回热加热器入水口的160-180°C左 右加热至1号高压回热加热器出口的260-290°C左右，1号高压加热器出水口的给水全部进 入高温烟水换热器5的中部入水口a，与下段所加热的给水混合后进入上段，给水在上段由 260-290°C左右升温至310-320°C左右，而后进入省煤器3。总体来看，在低负荷下，高温烟 水换热器下段替代了高压回热加热器（1号高压回热加热器11、2号高压回热加热器、3号高 压回热加热器和4号高压回热加热器）加热部分给水，排挤高品位汽轮机抽汽，上段则相当 于串联的省煤器，从而增大了省煤器的总受热面积。
[0021] 如图1所示，二次再热机组省煤器变面积余热利用系统在空气预热器和烟气式 空气加热器之间设置了抽汽式空气加热器，在空气预热流程中，首先利用烟气余热将空气 由环境温度提升至40-60°C左右，而后利用低品位的汽轮机抽汽热量将空气进一步升温至 90-KKTC左右，大幅提高了空气预热器入口的空气温度，使得旁路烟道中烟气的分流比增 大，余热利用所产生的节能效果大幅提高。
[0022] 如图2所示，二次再热机组省煤器变面积余热利用系统的省煤器不仅可以布置在 尾部烟道之前的烟道中，也可布置在旁路烟道中，使得系统省煤器设计的灵活性大幅提高。
[0023] 本实用新型首次提出将高温烟水换热器分为两段，合理调节阀门开关，使得高温 烟水换热器在高负荷下能够替代高压回热加热器，低负荷下能够同时替代省煤器与高压回 热加热器，达到了充分合理利用烟气余热的效果，并解决了二次再热机组省煤器难以设计 布置的问题；同时，本发明首次提出在空气预热器和烟气式空气加热器之间设置抽汽式空 气加热器，解决了空气预热器入口空气温度难以提高至60°C以上难题，使得余热利用的效 果大幅提高，经济效益显著。
【主权项】
1. 一种二次再热机组省煤器变面积余热利用系统，该系统主要包括省煤器、主烟道、旁 路烟道、空气预热器、高温烟水换热器、低温烟水换热器、回热加热器、抽汽式空气加热器以 及烟气式空气加热器；其特征在于：锅炉尾部烟道被分隔为并联的主烟道（1)和旁路烟道 (2)，省煤器（3)或布置在尾部烟道之前的烟道中，或布置在旁路烟道（2)中；主烟道（1)中 布置空气预热器（4)，空气预热器（4)前依次设置抽汽式空气加热器（7)和烟气式空气加 热器（8);旁路烟道（2)中依次布置高温烟水换热器（5)和低温烟水换热器（6)，其中，高 温烟水换热器（5)分为串联的上下两段，在上下两段的连接处设置中部入水口（a)，在下段 的另一端设置末端入水口（b)，在上段的另一端设置出水口（c);其末端入水口（b)与4号 高压回热加热器（9)的入水口处相连，中部入水口（a)通过阀门（10)与1号高压回热加热 器（11)的出水口处相连，在中部入水口（a)和高温烟水换热器（5)的出水口（c)之间设置 给水主管道阀门（12)，给水主管道阀门（12)出水口与省煤器（3)进水口和高温烟水换热 器（5)的出水口（c)相连；低温烟水换热器（6)的入水口与7号低压回热加热器（13)的入 水口相连，低温烟水换热器（6)的出水口与6号低压回热加热器（14)的出口相连；除氧器 (15)出水口通过给水泵（16)与4号低压回热加热器的入水口和高温烟水换热器（5)的末 端入水口（b)相连接；抽汽式空气加热器（7)的进汽@口与汽轮机7号抽汽@口、汽轮机8 号抽汽@口以及汽轮机9号抽汽③口相连；抽汽式空气加热器（7)的出水⑧口与7号低压 回热加热器（13)的、8号低压回热加热器的和9号低压回热加热器的相对应的抽汽疏水管 ⑧相连；烟气式空气加热器（8)为水媒式换热器，其空气侧布置在抽汽式空气加热器（7)的 下端，烟气侧布置在锅炉末端的汇合烟道中。2. 根据权利要求1所述的一种二次再热机组省煤器变面积余热利用系统，其特征在 于，所述抽汽式空气加热器（7)的进汽口与汽轮机7号抽汽@口、汽轮机8号汽轮机抽汽@ 口以及汽轮机9号抽汽? 口连接，根据负荷不同抽取不同抽汽口的汽轮机抽汽，抽汽式空气 加热器（7)出水口与相对应抽汽的输水管道?相连。3. 根据权利要求1所述的一种二次再热机组省煤器变面积余热利用系统，其特征在 于，在空气加热流程中，冷空气首先在烟气式空气加热器（8)中被初步加热，而后进入抽汽 式空气加热器（7)内进一步加热，然后进入空气预热器（4)。
【专利摘要】本实用新型公开了属于电站节能领域的一种二次再热机组省煤器变面积余热利用系统，该系统主要包括省煤器、主烟道、旁路烟道、空气预热器、高温烟水换热器、低温烟水换热器、高、低压回热加热器、抽汽式空气加热器以及烟气式空气加热器。采用烟气式空气加热器和抽汽式空气加热器串联布置，预热冷空气；二次再热机组省煤器变面积余热利用系统利用低温烟气余热和汽轮机低压抽汽加热空气；置换出高品位的烟气热量，在高负荷下用来加热给水与凝结水，排挤用于回热的高压抽汽；在低负荷下，高温烟水换热器前段不排挤回热抽汽，而是用于加热回热加热器后、省煤器前的锅炉给水，节约燃煤，实现燃煤发电机组的深度节能降耗，经济效益显著。
【IPC分类】F22D1/38
【公开号】CN204717665
【申请号】CN201520248003
【发明人】徐钢, 李永毅, 韩宇, 侯勇, 杨勇平, 刘文毅
【申请人】华北电力大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年4月22日