加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统，包括汽轮机发电机组单元、烟气加热单元、空气过热单元、空气预热单元、凝结水加热单元、给水除氧加热单元、给水加热单元、一次风机、二次风机、锅炉炉膛和磨煤机。本实用新型去掉常规锅炉设计必备的空气预热器，利用汽轮机的各级抽汽加热一次风机和二次风机的供风，相当于与凝结水加热单元和给水加热单元并行布置了一组加热器，极大地拓展了机组的回热范围，减少了汽轮机的冷源损失，利用各级抽汽的过热度大幅提高了所述二次风温，强化了锅炉燃烧，增强了机组低负荷运行时锅炉着火的稳定性，有效利用了汽轮机回热系统的热量，减少锅炉燃料消耗量。
【专利说明】
加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及再热汽轮机回热抽汽和锅炉尾部烟气能量利用技术领域，特别是涉及一种加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展，社会对电力的需求不断增大，对保护环境日益重视。我国约70%以上电力由燃煤电站产生，目前燃煤电站的能量利用率低，大部分的热量被排放到环境中。其中汽轮机热力循环效率低，冷源损失占热力循环损失的一半以上;在锅炉的各项损失中，排烟热损失占锅炉全部热损失的70%以上。
[0003]—般锅炉设计的空气预热器进、出口风温分别为20°C和310°C左右，进、出口烟温分别为350°C和120°C左右。尽管空气预热器上端差只有40°C，但传热温差很大，因此传热不可逆损失非常大。空气预热器不可避免地存在漏风和堵灰现象，导致锅炉效率下降，送风机和引风机耗电增加。
[0004]采用二次再热技术，能有效提高机组效率、降低能耗、减少污染物排放，是火力发电机组实现节能降耗、清洁环保的有效技术手段。二次再热机组通常选择较高的初参数，使回热系统的级数由常规系统的8级增加到9级或1级。较高的初参数意味着较高的抽汽参数，与一次再热机组相比各级抽汽的过热度显著增大。抽汽与凝结水和给水的换热温差增大，传热不可逆损失随之增大。蒸汽在汽轮机各缸做功，其压力下降超过温度下降的速度，因此抽汽焓和排汽焓一般远大于一次再热的汽轮机组，即便采用再多的回热级数，冷源损失随之增大。
[0005]二次再热汽轮发电机组若设计给水温度能够超过315°C，会导致锅炉水冷壁局部温度过高，不得不选用更高等级的材料，建设阶段现场需要特殊的设备焊接水冷壁，增加了水冷壁的投资成本。满负荷工况时为了防止给水温度过高，不得不增大第一级抽汽压损，由此造成高参数的回热抽汽能量无法得到有效利用。
[0006]在锅炉的实际运行中，由于受热面灰污等因素的影响，锅炉排烟温度往往会高于设计温度，不仅会降低锅炉效率，使煤耗升高;还会增加除尘器的粉尘排放浓度，造成环境污染。为满足低温电除尘器的工作温度要求，新设计的机组纷纷选择加装低温省煤器(烟水换热器)回收烟气热量。由于烟温较低，往往只能加热温度较低的凝结水，回收的热量利用效率不高。
【发明内容】
[0007]基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统，取消了传统的空气预热器，实现增大汽轮机的回热程度，减少了汽轮机的冷源损失的同时，又降低锅炉排出烟气温度，实现对锅炉尾部烟气能量的梯级利用，通过汽轮机抽汽热量和锅炉烟气热量深度耦合利用，提高燃煤机组的能量转换效率。
[0008]本实用新型的目的是这样实现的:
[0009]—种加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统，包括汽轮机发电机组单元、烟气加热单元、空气过热单元、空气预热单元、给水加热单元、给水除氧加热单元、凝结水加热单元、一次风机、二次风机、锅炉炉膛和磨煤机；
[0010]所述汽轮机发电机组单元与所述空气过热单元、所述空气预热单元、所述给水加热单元、所述给水除氧加热单元及所述凝结水加热单元均连接；
[0011 ]所述凝结水加热单元、所述给水除氧加热单元及所述给水加热单元与所述烟气加热单元的水侧并联连接，且所述凝结水加热单元、所述给水除氧加热单元和所述给水加热单元的汽侧分别与所述空气预热单元的汽侧并联连接，所述空气预热单元与所述空气过热单元的气侧串联连接；
[0012]所述一次风机与所述空气预热单元、所述空气过热单元及所述磨煤机依次连接，所述二次风机与所述空气预热单元、所述空气过热单元及所述锅炉炉膛依次连接。
[0013]下面对进一步地技术方案进行说明:
[0014]进一步地，所述汽轮机发电机组单元包括超高压缸，所述空气过热单元包括第一汽气加热器，所述空气预热单元包括第一单压暖风器，所述给水加热单元包括水侧串联的第一高压加热器和第二高压加热器；
[0015]所述超高压缸与所述第一汽气加热器连接，所述第一汽气加热器的汽侧出口均与所述第一高压加热器和所述第一单压暖风器的汽侧进口连接，且所述第一高压加热器与所述第一单压暖风器并联连接后与所述第二高压加热器连接。
[0016]进一步地，所述汽轮机发电机组单元还包括高压缸，所述空气过热单元还包括第二汽气加热器，所述空气预热单元还包括第二单压暖风器，所述给水加热单元还包括第三高压加热器；
[0017]所述高压缸与所述第二汽气加热器连接，所述第二汽气加热器的汽侧出口均与所述第二高压加热器和所述第二单压暖风器的汽侧进口连接，且所述第二高压加热器与所述第二单压暖风器并联连接后与所述第三高压加热器连接。
[0018]进一步地，所述空气过热单元还包括第三汽气加热器，所述空气预热单元还包括第一双压暖风器，所述给水加热单元还包括第四高压加热器；
[0019]所述高压缸与所述第三汽气加热器连接，所述第三汽气加热器的汽侧出口均与所述第三高压加热器和所述第一双压暖风器的汽侧进口连接，且所述第三高压加热器与所述第一双压暖风器并联连接后与所述第四高压加热器连接。
[0020]进一步地，所述空气过热单元还包括第四汽气加热器，所述空气预热单元还包括第二双压暖风器，所述给水加热单元还包括第四高压加热器；
[0021]所述高压缸与所述第四汽气加热器连接，所述第四汽气加热器的汽侧出口均与所述第四高压加热器和所述第二双压暖风器的汽侧进口连接，且所述第四高压加热器与所述第二双压暖风器并联连接后与所述给水除氧加热单元连接。
[0022]进一步地，还包括小汽轮机和中压缸，所述空气过热单元还包括第五汽气加热器，所述空气预热单元还包括第三双压暖风器；
[0023]所述中压缸与所述第五汽气加热器连接，所述第五汽气加热器的汽侧出口均与所述给水除氧加热单元、所述小汽轮机及所述第三双压暖风器的汽侧进口连接，且所述给水除氧加热单元与所述第三双压暖风器并联连接后与所述第四高压加热器连接。
[0024]进一步地，还包括给水栗和给水调节阀，所述烟气加热单元包括高温烟水换热器，且所述锅炉炉膛与所述高温烟水换热器的烟气侧连接，所述给水加热单元与所述高温烟水换热器并联连接后与所述给水栗连接，所述给水调节阀串联于所述给水栗和所述给水加热单元之间。
[0025]进一步地，所述空气过热单元还包括第六汽气加热器、第七汽气加热器和第一气温调节阀，所述空气预热单元还包括第四双压暖风器，所述凝结水加热单元包括第一低压加热器和第二低压加热器；
[0026]所述中压缸、所述第六汽气加热器及所述第七汽气加热器依次连接，所述第一气温调节阀并联连接于所述第七汽气加热器的汽侧两端，所述第七汽气加热器的汽侧出口均与所述第一低压加热器和所述第四双压暖风器的汽侧进口连接，且所述第一低压加热器与所述第四双压暖风器并联连接后与所述第二低压加热器连接。
[0027]进一步地，所述空气过热单元还包括第八汽气加热器和第二气温调节阀，所述空气预热单元还包括第五双压暖风器，所述凝结水加热单元还包括第三低压加热器；
[0028]所述中压缸与所述第八汽气加热器连接，所述第二气温调节阀并联连接于所述第八汽气加热器的汽侧两端，所述第八汽气加热器的汽侧出口均与所述第二低压加热器和所述第五双压暖风器的汽侧进口连接，且所述第二低压加热器与所述第五双压暖风器并联连接后与所述第三低压加热器连接。
[0029]进一步地，还包括第一凝结水升压栗、第二凝结水升压栗、中温烟水换热器和低温烟水换热器，所述第一凝结水升压栗的出口连接所述低温烟水换热器，所述第一低压加热器与所述第二低压加热器串联连接之后与所述低温烟水换热器并联连接，所述第二凝结水升压栗的出口连接所述中温烟水换热器，所述给水除氧加热单元与所述中温烟水换热器并联连接，所述给水加热单元与所述高温烟水换热器并联连接。
[0030]还包括低压缸，所述空气预热单元还包括双压气水换热器和第三凝结水升压栗，所述凝结水加热单元还包括第四低压加热器，所述低压缸均与所述第三低压加热器和所述第四低压加热器连接，所述第四低压加热器、所述第三低压加热器、所述第三凝结水升压栗及所述双压气水换热器依次循环连接。
[0031]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0032]1、本实用新型去掉常规锅炉设计必备的空气预热器，因而系统中不存在接触式换热的空气预热器，彻底消除了空气预热器漏风和堵灰现象，减少了引风机的耗功，同时本实用新型所述一次风机和所述二次风机的供风分别通过独立的通道，互不接触，彻底消除了一次风漏往二次风的可能。
[0033]2、利用汽轮机各级抽汽加热一次风和所述二次风，相当于与凝结水加热单元、给水除氧加热单元和给水加热单元并行布置了一组加热器，极大地拓展了机组的回热范围，减少了汽轮机的冷源损失。
[0034]3、利用各级抽汽的过热度大幅提高了二次风温，强化了锅炉燃烧，增强了机组低负荷运行时锅炉着火的稳定性，有效利用了汽轮机回热系统的热量，减少锅炉燃料消耗量。
[0035]4、与目前采用外置式蒸汽冷却器加热给水的方案相比，本实用新型的锅炉给水温度较低，可降低省煤器出口烟气温度，提高能量利用率，同时将锅炉给水温度控制在合理范围内，可降低锅炉水冷壁的造价，暖风器以及汽气加热器管侧压力和壳侧压力远低于外置式蒸汽冷却器，可有效降低换热器造价。
【附图说明】
[0036]图1为本实用新型实施例所述的加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统的结构示意图；
[0037]图2为本实用新型实施例所述的加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统的另一个实施例的结构示意图。
[0038]附图标记说明:
[0039]100、汽轮机发电机组单元，110、超高压缸，120、高压缸，130、中压缸，140、低压缸，200、烟气加热单元，220、高温烟水换热器，240、中温烟水换热器，260、低温烟水换热器，300、空气过热单元，310、第一汽气加热器，320、第二汽气加热器，330、第三汽气加热器，340、第四汽气加热器，350、第五汽气加热器，360、第六汽气加热器，370、第七汽气加热器，370a、第一气温调节阀，380、第八汽气加热器，380a、第二气温调节阀，400、空气预热单元，410、第一单压暖风器，420、第二单压暖风器，430、第一双压暖风器，440、第二双压暖风器，450、第三双压暖风器，460、第四双压暖风器，470、第五双压暖风器，480、双压气水换热器，490、第三凝结水升压栗，500、给水加热单元，510、第一高压加热器，520、第二高压加热器，530、第三高压加热器，540、第四高压加热器，600、给水除氧加热单元，700、凝结水加热单元，710、第一低压加热器，720、第二低压加热器，730、第三低压加热器，740、第四低压加热器，800、一次风机，900、二次风机，900a、给水栗，900b、给水调节阀，900c、第一凝结水升压栗，900d、第二凝结水升压栗，920、小汽轮机，960、凝汽器，970、凝结水栗，980、轴封加热器，1000、锅炉炉膛，1200、磨煤机。
【具体实施方式】
[0040]下面对本实用新型的实施例进行详细说明:
[0041]如图1所示，一种加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统，包括汽轮机发电机组单元100、烟气加热单元200、空气过热单元300、空气预热单元400、给水加热单元500、给水除氧加热单元600、凝结水加热单元700、一次风机800、二次风机900、锅炉炉膛1000和磨煤机1200;
[0042]所述汽轮机发电机组单元100与所述空气过热单元300、所述空气预热单元400、所述给水加热单元500、所述给水除氧加热单元600及所述凝结水加热单元700均连接；
[0043]所述凝结水加热单元700、所述给水除氧加热单元600及所述给水加热单元500与所述烟气加热单元200的水侧并联连接，且所述凝结水加热单元700、所述给水除氧加热单元600和所述给水加热单元500的汽侧分别与所述空气预热单元400的汽侧并联连接，所述空气预热单元400与所述空气过热单元300的气侧串联连接；
[0044]所述一次风机800与所述空气预热单元400、所述空气过热单元300及所述磨煤机1200依次连接，所述二次风机900与所述空气预热单元400、所述空气过热单元300及所述锅炉炉膛1000依次连接。
[0045]其中，上述加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统以一台具有九级回热抽汽的二次再热机组为例进行说明。本实用新型的其中一个创新点在于其取消传统的空气预热器，通过所述汽轮机发电机组单元100与所述空气过热单元300、所述空气预热单元400、所述凝结水加热单元700、所述给水除氧加热单元600及所述给水加热单元500连接，充分利用所述空气过热单元300的各级抽汽加热所述一次风机800和所述二次风机900的供风，提高了进入所述锅炉炉膛1000的二次风温，强化了锅炉燃烧，增强了机组低负荷运行时锅炉着火的稳定性，有效利用了汽轮机回热系统的热量，减少锅炉燃料消耗量，同时还为所述给水加热单元500和所述给水除氧加热单元600加热给水以及为所述凝结水加热单元700加热凝结水。
[0046]另一方面，所述低压缸140与所述凝结水加热单元700连接，利用所述低压缸140的各级低温抽汽先加热凝结水，再用凝结水加热温度较低的一次风和二次风，原来加热一次风和二次风的烟气能量被分成多级，用来加热温度更高的给水和凝结水，减少了传热不可逆损失。
[0047]此外，通过所述烟气加热单元200与所述凝结水加热单元700、所述给水除氧加热单元600及所述给水加热单元500并联连接，且所述凝结水加热单元700、所述给水除氧加热单元600与所述给水加热单元500串联后与所述空气预热单元400并联连接，所述空气预热单元400、所述空气过热单元300与所述锅炉炉膛1000依次连接。本实用新型通过利用汽轮机回热抽汽加热二次风，尽可能提高二次风温，从而将置换的所述烟气加热单元200的烟气热量来加热更高温度的部分凝结水和部分给水，进一步将所述烟气加热单元200的烟气能量利用在更高的能级上。综上，通过重新布置燃煤发电机组热力系统，从而达到大幅提高机组经济性的目的，各段抽汽完成对空气的梯级加热的同时不破坏原有的九级回热抽汽加热凝结水和给水的目的。
[0048]上述烟气加热单元200具体包括高温烟水换热器220、中温烟水换热器240以及低温烟水换热器260，所述一次风机800与磨煤机1200连接，为其供给高温空气用于加热煤粉，另外，本实用新型去掉常规锅炉设计必备的空气预热器，因而系统中不存在接触式换热的空气预热器，彻底消除了空气预热器漏风和堵灰现象，减少了引风机的耗功，同时本实用新型所述一次风机800和所述二次风机900的供风分别通过独立的通道，互不接触，彻底消除了一次风漏往二次风的可能。
[0049]如图2所示为本实用新型另一种实施例的所述加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统的布置图，其与上述优选实施例的不同之处就在于所述空气过热单元300包括的多个汽气加热器采用并联的连接方式，对于串联连接方案，按进汽温度高低排列，温度低的抽汽引入一次风上游的汽气加热器，温度高的抽汽引入一次风下游的汽气加热器。而对于并联连接方案，汽气加热器可分为三组，每组两台汽气加热器，同组的两台汽气加热器进汽温度大致相等。
[0050]所述汽轮机发电机组单元100包括超高压缸110，所述空气过热单元300包括第一汽气加热器310，所述空气预热单元400包括第一单压暖风器410，所述给水加热单元500包括水侧串联的第一高压加热器510和第二高压加热器520;
[0051]所述超高压缸110与所述第一汽气加热器310连接，所述第一汽气加热器310的汽侧出口均与所述第一高压加热器510和所述第一单压暖风器410的汽侧进口连接，且所述第一高压加热器510与所述第一单压暖风器410并联连接后与所述第二高压加热器520连接。
[0052]其中，所述超高压缸110的排汽具有较高的过热度，先通过所述第一汽气加热器310加热温度较高的一次风，之后再由所述第一单压暖风器410加热温度较高的一次风，同时所述第一高压加热器510和所述第一单压暖风器410出口的疏水汇合后一同进入所述第二高压加热器520加热温度次高的给水，从而实现从所述超高压缸110抽出的蒸汽热量梯级用于加热空气和给水，大大提高了汽轮机抽汽的利用效率，减少了汽轮机的冷源损失。
[0053]进一步地，所述汽轮机发电机组单元100还包括高压缸120，所述空气过热单元300还包括第二汽气加热器320，所述空气预热单元400还包括第二单压暖风器420，所述给水加热单元500还包括第三高压加热器530 ；
[0054]所述高压缸120与所述第二汽气加热器320连接，所述第二汽气加热器320的汽侧出口均与所述第二高压加热器520和所述第二单压暖风器420的汽侧进口连接，且所述第二高压加热器520和所述第二单压暖风器420并联连接后与所述第三高压加热器530连接。
[0055]其中，第2级抽汽来自汽轮机所述高压缸120的第一级抽汽，具有很高的过热度，先通过所述第二汽气加热器320加热温度最高的二次风，再通过所述第二单压暖风器420加热温度较高的二次风，同时进入对应的所述第二高压加热器520加热温度次高的给水，从而实现从所述高压缸120抽出的蒸汽热量梯级用于加热空气和给水，大大提高了汽轮机抽汽的利用效率，减少了汽轮机的冷源损失。
[0056]所述空气过热单元300还包括第三汽气加热器330，所述空气预热单元400还包括第一双压暖风器430，所述给水加热单元500还包括第四高压加热器540;
[0057]所述高压缸120与所述第三汽气加热器330连接，所述第三汽气加热器330的汽侧出口均与所述第三高压加热器530和所述第一双压暖风器430的汽侧进口连接，且所述第三高压加热器530与所述第一双压暖风器430并联连接后与所述第四高压加热器540连接。
[0058]其中，第3级抽汽来自汽轮机所述高压缸120的第二级抽汽，且其具有很高的过热度，通过所述第三汽气加热器330加热温度较高的二次风，再分别通过所述第一双压暖风器430来加热温度较高的一次风和二次风，同时进入对应的所述第三高压加热器530加热温度较低的给水。从而实现从所述高压缸120抽出的蒸汽热量梯级用于加热空气和给水，大大提高了汽轮机抽汽的利用效率，减少了汽轮机的冷源损失。
[0059]所述空气过热单元300还包括第四汽气加热器340，所述空气预热单元400还包括第二双压暖风器440，所述给水加热单元500还包括第四高压加热器540;
[0060]所述高压缸120与所述第四汽气加热器340连接，所述第四汽气加热器340的汽侧出口均与所述第四高压加热器540和所述第二双压暖风器440的汽侧进口连接，且所述第四高压加热器540与所述第二双压暖风器440并联连接后与所述给水除氧加热单元600连接。
[0061]第4级抽汽分别来自汽轮机所述高压缸120的排汽，通过第四汽气加热器340加热温度较高的二次风，再分别通过所述第二双压暖风器440来加热温度较高的一次风和二次风，和通过所述第四高压加热器540来加热所述给水栗900a出口的给水，形成的疏水汇合之后进入所述给水除氧加热单元600加热凝结水。由此实现从所述高压缸120抽出的蒸汽热量梯级利用于加热空气和给水，大大提高了汽轮机抽汽的利用效率，减少了汽轮机的冷源损失。
[0062]请参照图1，上述加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统还包括小汽轮机920和中压缸130，所述空气过热单元300还包括第五汽气加热器350，所述空气预热单元400还包括第三双压暖风器450 ；
[0063]所述中压缸130与所述第五汽气加热器350连接，所述第五汽气加热器350的汽侧出口均与所述给水除氧加热单元600、所述小汽轮机920及所述第三双压暖风器450的汽侧进口连接，且所述给水除氧加热单元600与所述第三双压暖风器450并联连接后与所述第四高压加热器540连接。
[0064]其中，第5级抽汽来自汽轮机所述中压缸130的第一级抽汽，且其具有很高的过热度，先通过所述第五汽气加热器350加热温度次高的二次风，之后再分流，其中一路分支进入所述给水除氧加热单元600加热凝结水，另一分支进入所述第三双压暖风器450加热一次风和二次风，第三分支则进入所述小汽轮机900作为驱动蒸汽使用，极大地提高了蒸汽能源的利用效率。
[0065]还包括给水栗900a和给水调节阀900b，所述烟气加热单元200包括高温烟水换热器220，且所述锅炉炉膛1000与所述高温烟水换热器220的烟气侧连接，所述给水加热单元500与所述高温烟水换热器220并联连接后与所述给水栗900a连接，所述给水调节阀900b串联于所述给水栗900a和所述给水加热单元500之间。
[0066]所述给水调节阀900b和所述给水加热单元500串联之后再与所述高温烟水换热器220的水侧并联连接，进入所述高温烟水换热器220的给水量由所述给水调节阀900b控制，从而使所述高温烟水换热器220的出口给水温度高于所述给水加热单元500出口的给水温度，提高进入省煤器的给水温度，从而使所述锅炉炉膛1000的出口烟气的梯级利用的结构设计更合理，另外，所述给水栗900a克服所述高温烟水换热器220及其管道的阻力。
[0067]所述空气过热单元300还包括第六汽气加热器360、第七汽气加热器340和第一气温调节阀370a，所述空气预热单元400还包括第四双压暖风器460，所述凝结水加热单元700包括第一低压加热器710和第二低压加热器720;
[0068]所述中压缸130、所述第六汽气加热器360及所述第七汽气加热器370依次连接，所述第一气温调节阀370a并联连接于所述第七汽气加热器370的汽侧两端，所述第七汽气加热器370的汽侧出口均与所述第一低压加热器710和所述第四双压暖风器460的汽侧进口连接，且所述第一低压加热器710与所述第四双压暖风器460并联连接后与所述第二低压加热器720连接。
[0069]其中，第6级抽汽来自于所述中压缸130的具有较高的过热度第二级抽汽，先通过第六汽气加热器360加热温度较高的二次风，再进入第七汽气加热器370加热温度最高的一次风，之后分别通过所述第四双压暖风器460加热一次风和二次风，和通过所述第一低压加热器710加热凝结水，形成的疏水汇合之后进入所述第二低压加热器720加热凝结水，实现从所述中压缸130抽出的蒸汽热量梯级利用于加热空气和凝结水，大大提高了汽轮机抽汽的利用效率，减少了汽轮机的冷源损失。另外，所述第一气温调节阀370a并联于所述第七汽气加热器370的汽侧两端，可以根据出口一次风温度的需要来关小或开大所述第一汽气调节阀370a，调节流经所述第七汽气加热器370的蒸汽量。另外，所述磨煤机1200要求的一次风温一般低于二次风温，不需要利用全部的抽汽来加热一次风，在所述一次风加热管路的末端设置所述第七汽气加热器370来调节一次风温。
[0070]所述空气过热单元300还包括第八汽气加热器380和第二气温调节阀380a，所述空气预热单元400还包括第五双压暖风器470，所述凝结水加热单元700还包括第三低压加热器730;
[0071]所述中压缸130与所述第八汽气加热器730连接，所述第二气温调节阀380a并联连接于所述第八汽气加热器730的汽侧两端，所述第八汽气加热器380的汽侧出口均与所述第二低压加热器720和所述第五双压暖风器470的汽侧进口连接，且所述第二低压加热器720与所述第五双压暖风器470并联连接后与所述第三低压加热器730连接。
[0072]其中，第7级抽汽来自于所述中压缸130的具有较高的过热度第三级抽汽，先通过所述第八汽气加热器380加热温度次高的一次风，之后分别通过所述第五双压暖风器470加热一次风和二次风，和通过所述第二低压加热器720加热凝结水，形成的疏水汇合之后进入所述第三低压加热器730加热凝结水，实现从所述中压缸130抽出的蒸汽热量梯级利用于加热空气和凝结水，大大提高了汽轮机抽汽的利用效率，减少了汽轮机的冷源损失。另外，所述第二气温调节阀380a并联于所述第八汽气加热器380的汽侧两端，可以根据一次风温度的需要来关小或开大所述第二汽气调节阀380a，调节流经所述第八汽气加热器380的蒸汽量。另外，所述磨煤机1200要求的一次风温一般低于二次风温，不需要利用全部的抽汽来加热一次风，在所述空气预热单元400的末端设置和所述第七汽气加热器370之间串联设置所述第八汽气加热器380来调节一次风温。
[0073]在采用空气预热器加热空气的系统中，一次风热风温度通常达到300°C以上，常常超出了制粉系统干燥处理的需要，为此，通过掺入冷一次风来控制磨煤机出口风粉温度，因此制粉系统掺入的冷风量比例较大。本实用新型通过所述第一汽气调节阀370a和所述第二汽气调节阀380a来控制一次风温，消除了一次风中冷风掺热风温差大、不可逆损失大的现象。
[0074]实际工作中，第一气温调节阀370a和第二气温调节阀380a分别设置所述第七汽气加热器370和所述第八汽气加热器380蒸汽侧管路上，根据磨煤机1200控制风温的需要先开启或后关闭第二气温调节阀380a，再开启或先关闭第一气温调节阀370a。
[0075]如图1所示，上述加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统还包括第一凝结水升压栗900c、第二凝结水升压栗900d、中温烟水换热器240和低温烟水换热器260，所述第一凝结水升压栗900c的出口连接所述低温烟水换热器260，所述第一低压加热器710与所述第二低压加热器720串联连接之后与所述低温烟水换热器260并联连接，所述第二凝结水升压栗900d的出口连接所述中温烟水换热器240，所述给水除氧加热单元600与所述中温烟水换热器240并联连接，所述给水加热单元500与所述高温烟水换热器220并联连接。
[0076]所述低温烟水换热器260的入口凝结水来自第一凝结水升压栗900c，且所述第一凝结水升压栗900c的入口凝结水引自所述第二低压加热器720的入口，所述低温烟水换热器260的出口凝结水引回汽轮机厂房与所述第一低压加热器710出口凝结水汇合。
[0077]所述中温烟水换热器240的入口凝结水来自第二凝结水升压栗900d，且所述第二凝结水升压栗900d的入口凝结水引自所述给水除氧加热单元600的入口，所述中温烟水换热器240的出口凝结水引回给所述给水栗900a的入口，与所述给水除氧加热单元600的出口给水汇合。
[0078]所述高温烟水换热器220的入口给水来自给所述给水栗900a的出口，且所述高温烟水换热器220的出口给水引回至所述锅炉炉膛1000的省煤器入口，并与主给水汇合，不再引回汽轮机厂房。
[0079]还包括低压缸140，所述空气预热单元400还包括双压气水换热器480和第三凝结水升压栗490，所述凝结水加热单元700还包括第四低压加热器740，所述低压缸140均与所述第三低压加热器730和所述第四低压加热器740连接，所述第四低压加热器730、所述第三低压加热器740、所述第三凝结水升压栗490及所述双压气水换热器480依次循环连接。
[0080]所述低压缸140的两级抽汽处于负压状态，不能直接用来加热空气，直接进入所述第三低压加热器730和所述第四低压加热器740用于加热凝结水，另外，所述述双压气水换热器480获得的热量用于加热一次风和二次风，充分利用所述第三低压加热器730和所述第四低压加热器740加热凝结水获得的热量。此外，为降低造价，所述双压气水换热器480设计为管侧引入水，壳侧引入空气，壳侧分成并行排列的两个腔室，一侧加热一次风，另一侧加热二次风，通过计算设计换热面积的大小使所述双压气水换热器480出口的一次风温和二次风温大致相等。
[0081]上述加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统还包括凝汽器960、凝结水栗970和轴封加热器980，所述凝汽器960、所述凝结水栗970、所述轴封加热器980及所述第四低压加热器740的水侧依次串联连接。
[0082]目前设计的二次再热机组均带有空气预热器和外置式蒸汽冷却器，设计的锅炉效率很高，排烟温度很低。如果利用低温省煤器降低电除尘器入口烟温，带来的节能收益极为有限。本实用新型去掉常规锅炉设计必备的空气预热器，去掉外置式蒸汽冷却器，利用汽轮机回热抽汽逐级加热一次风和二次风，且尽可能提高二次风温，从而提高机组适应煤种变化及稳燃的能力，提高机组可靠性。其好处是多方面的。一方面，去掉空气预热器提高了高、中、低温烟水换热器的烟气品质，使烟气能够替代更高能级的抽汽加热凝结水和给水;另一方面增加汽轮机的回热效果，减少了汽轮机的冷源损失;再者，提高了二次风温减少了锅炉燃料消耗量。通过重新布置燃煤发电机组热力系统，达到大幅提高机组经济性的目的。与采用出口烟温为115°C的空气预热器、外置式蒸汽冷却器和低温省煤器的常规方案相比，二次风温可加热到410°C以上，发电煤耗降低可超过5.5g/kWh。
[0083]应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，如汽轮发电机设计为多轴、增加或减少汽缸数量或汽轮机回热抽汽级数、改变抽汽口的位置、将双压暖风器改为两个单压暖风器分别加热一次风和二次风、增加或减少加热一次风和二次风的暖风器或汽气加热器的数量、改变汽气加热器的等改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
[0084]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0085]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统，其特征在于，包括汽轮机发电机组单元、烟气加热单元、空气过热单元、空气预热单元、给水加热单元、给水除氧加热单元、凝结水加热单元、一次风机、二次风机、锅炉炉膛和磨煤机； 所述汽轮机发电机组单元与所述空气过热单元、所述空气预热单元、所述给水加热单元、所述给水除氧加热单元及所述凝结水加热单元均连接； 所述凝结水加热单元、所述给水除氧加热单元及所述给水加热单元与所述烟气加热单元的水侧并联连接，且所述凝结水加热单元、所述给水除氧加热单元和所述给水加热单元的汽侧分别与所述空气预热单元的汽侧并联连接，所述空气预热单元与所述空气过热单元的空气侧串联连接； 所述一次风机与所述空气预热单元、所述空气过热单元及所述磨煤机依次连接，所述二次风机与所述空气预热单元、所述空气过热单元及所述锅炉炉膛依次连接。2.根据权利要求1所述的加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统，其特征在于，所述汽轮机发电机组单元包括超高压缸，所述空气过热单元包括第一汽气加热器，所述空气预热单元包括第一单压暖风器，所述给水加热单元包括水侧串联的第一高压加热器和第二高压加热器； 所述超高压缸与所述第一汽气加热器连接，所述第一汽气加热器的汽侧出口均与所述第一高压加热器和所述第一单压暖风器的汽侧进口连接，且所述第一高压加热器与所述第一单压暖风器并联连接后与所述第二高压加热器连接。3.根据权利要求2所述的加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统，其特征在于，所述汽轮机发电机组单元还包括高压缸，所述空气过热单元还包括第二汽气加热器，所述空气预热单元还包括第二单压暖风器，所述给水加热单元还包括第三高压加热器； 所述高压缸与所述第二汽气加热器连接，所述第二汽气加热器的汽侧出口均与所述第二高压加热器和所述第二单压暖风器的汽侧进口连接，且所述第二高压加热器与所述第二单压暖风器并联连接后与所述第三高压加热器连接。4.根据权利要求3所述的加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统，其特征在于，所述空气过热单元还包括第三汽气加热器，所述空气预热单元还包括第一双压暖风器，所述给水加热单元还包括第四高压加热器； 所述高压缸与所述第三汽气加热器连接，所述第三汽气加热器的汽侧出口均与所述第三高压加热器和所述第一双压暖风器的汽侧进口连接，且所述第三高压加热器与所述第一双压暖风器并联连接后与所述第四高压加热器连接。5.根据权利要求1所述的加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统，其特征在于，所述空气过热单元还包括第四汽气加热器，所述空气预热单元还包括第二双压暖风器，所述给水加热单元还包括第四高压加热器； 所述高压缸与所述第四汽气加热器连接，所述第四汽气加热器的汽侧出口均与所述第四高压加热器和所述第二双压暖风器的汽侧进口连接，且所述第四高压加热器与所述第二双压暖风器并联连接后与所述给水除氧加热单元连接。6.根据权利要求5所述的加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统，其特征在于，还包括小汽轮机和中压缸，所述空气过热单元还包括第五汽气加热器，所述空气预热单元还包括第三双压暖风器； 所述中压缸与所述第五汽气加热器连接，所述第五汽气加热器的汽侧出口均与所述给水除氧加热单元、所述小汽轮机及所述第三双压暖风器的汽侧进口连接，且所述给水除氧加热单元与所述第三双压暖风器并联连接后与所述第四高压加热器连接。7.根据权利要求1所述的加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统，其特征在于，还包括给水栗和给水调节阀，所述烟气加热单元包括高温烟水换热器，且所述锅炉炉膛与所述高温烟水换热器的烟气侧连接，所述给水加热单元与所述高温烟水换热器并联连接后与所述给水栗连接，所述给水调节阀串联于所述给水栗和所述给水加热单元之间。8.根据权利要求6所述的加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统，其特征在于，所述空气过热单元还包括第六汽气加热器、第七汽气加热器和第一气温调节阀，所述空气预热单元还包括第四双压暖风器，所述凝结水加热单元包括第一低压加热器和第二低压加热器、第三低压加热器，还包括高温烟水换热器； 所述中压缸、所述第六汽气加热器及所述第七汽气加热器依次连接，所述第一气温调节阀并联连接于所述第七汽气加热器的汽侧两端，所述第七汽气加热器的汽侧出口均与所述第一低压加热器和所述第四双压暖风器的汽侧进口连接，且所述第一低压加热器与所述第四双压暖风器并联连接后与所述第二低压加热器连接。9.根据权利要求8所述的加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统，其特征在于，所述空气过热单元还包括第八汽气加热器和第二气温调节阀，所述空气预热单元还包括第五双压暖风器，所述凝结水加热单元还包括第三低压加热器； 所述中压缸与所述第八汽气加热器连接，所述第二气温调节阀并联连接于所述第八汽气加热器的汽侧两端，所述第八汽气加热器的汽侧出口均与所述第二低压加热器和所述第五双压暖风器的汽侧进口连接，且所述第二低压加热器与所述第五双压暖风器并联连接后与所述第三低压加热器连接。10.根据权利要求8所述的加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统，其特征在于，还包括第一凝结水升压栗、第二凝结水升压栗、中温烟水换热器和低温烟水换热器，所述第一凝结水升压栗的出口连接所述低温烟水换热器，所述第一低压加热器与所述第二低压加热器串联连接之后与所述低温烟水换热器并联连接，所述第二凝结水升压栗的出口连接所述中温烟水换热器，所述给水除氧加热单元与所述中温烟水换热器并联连接，所述给水加热单元与所述高温烟水换热器并联连接； 还包括低压缸，所述空气预热单元还包括双压气水换热器和第三凝结水升压栗，所述凝结水加热单元还包括第四低压加热器，所述低压缸均与所述第三低压加热器和所述第四低压加热器连接，所述第四低压加热器、所述第三低压加热器、所述第三凝结水升压栗及所述双压气水换热器依次循环连接。
【文档编号】F22D1/40GK205424888SQ201521052228
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月16日
【发明人】江若珉
【申请人】广州粤能电力科技开发有限公司