专利名称：提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法。
背景技术：
火电厂燃煤锅炉提供发电机组的发电能量，同时大量热能随锅炉烟气在烟囱排出；在当今大力提倡节能减排的背景下，对于火电厂这种燃煤锅炉，如何降低排烟热能损失，从而节约能源、保护环境有着极为重要的意义。火电厂锅炉运行中的排烟损失是最重要的一项热损失，如果能把锅炉的排烟热量最大化的进行回收并加以利用到发电机组中去，则可以提高锅炉效率、经济效益和社会效益。以往对于火电厂锅炉排烟余热回收利用的方法有其一，如图1所示，换热器2设置于锅炉1的排烟烟道3中，将回收的锅炉1的排烟余热单独用于加热锅炉回热系统4中的锅炉给水，从而减少汽轮机5的蒸汽抽汽，以提高汽轮机5的发电效率；在该方法中，一般换热器2两端的温度分别是115°C和90°C，温差为 25°C，烟气余热的品质不高，因此换热器2只能用于加热锅炉回热系统4中温度也较低的低压加热器41，回收的热量不多，效果不明显。由此较低的锅炉排烟温度使得换热器效率降低，起不到加热锅炉给水的效果。其二，如图2所示，换热器2设置于锅炉1的排烟烟道3中，烟气加热器8设于锅炉排烟烟道3的脱硫塔6与烟囱7之间，将回收的锅炉1的排烟余热单独用于锅炉1的排烟烟道3中脱硫塔6后的烟气加热器8，以提高经脱硫后的烟气温度，并提高了经烟囱7的排烟温度，如此在减小烟气对烟囱7腐蚀的同时，升高了烟囱7的排烟高度，减小了环境污染。在该方法中，一般换热器2两端的温度分别是115°C和90°C，温差为25°C，同样烟气余热的品质不高，换热器2也只能用于加热脱硫后温度较低的烟气，并未对提高锅炉效率产生影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法，利用本方法可有效提高锅炉可回收排烟余热品质，使得锅炉排烟余热的回收利用效率更高，提高了锅炉和汽轮机的效率，降低了发电能耗。为解决上述技术问题，本发明提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法在锅炉空气输入冷风道的空气预热器前端串接热源用于加热进入空气预热器的空气， 在锅炉排烟烟道中串接第一换热器，第一换热器设于锅炉排烟烟道的空气预热器之后、脱硫塔之前并用于加热锅炉回热系统的锅炉给水。上述的热源可以是空气加热器，第二换热器设于锅炉排烟烟道的脱硫塔之前、第一换热器之后，第二换热器热量提供空气加热器用于提高进入所述空气预热器的空气温度，空气加热器与第二换热器之间通过流体介质传递热量，流体介质是水，或者是防冻液。上述热源的热量也可以来自汽轮机抽汽，用于提高进入所述空气预热器的空气温
为充分利用烟气余热，本方法在锅炉排烟烟道中的脱硫塔与烟囱之间串接烟气加热器，烟气加热器的热量由第一换热器提供，或者烟气加热器的热量由第二换热器提供，烟气加热器与第一换热器或第二换热器之间通过流体介质传递热量，流体介质是水，或者是防冻液。为进一步利用烟气余热，本方法在锅炉排烟烟道中还串接第三换热器，第三换热器设于锅炉排烟烟道的脱硫塔之前、第一换热器之后，第三换热器热量提供烟气加热器用于提高经脱硫塔后的烟气温度，烟气加热器与第三换热器之间通过流体介质传递热量，流体介质是水，或者是防冻液。为方便设置和连接，第一换热器可以设于锅炉排烟烟道的空气预热器之后、除尘器之前，或者第一换热器设于锅炉排烟烟道的除尘器之后、引风机之前。上述的第二换热器设于锅炉排烟烟道中的脱硫塔之前、增压风机之后。为提高锅炉给水的换热效果并减少第一换热器的换热面积，上述的第一换热器的换热介质管道通过流量控制阀串接于锅炉回热系统中，用于加热全部锅炉给水。锅炉给水全部流经第一换热器时，流量相应增加，使得换热面积较小的第一换热器具有同样的换热效果。为方便烟气余热的利用，上述的空气加热器与第二换热器之间的热量传递介质可以通过变频泵或者流量控制阀进行流量大小的调节。为方便烟气余热的利用，上述的烟气加热器与第一换热器之间、烟气加热器与第二换热器之间的热量传递介质可以通过变频泵或者流量控制阀进行流量大小的调节。为方便烟气余热的利用，上述的烟气加热器与第三换热器之间的热量传递介质可以通过变频泵或者流量控制阀进行流量大小的调节。由于本发明提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法采用了上述技术方案，即在锅炉空气输入冷风道的空气预热器前端串接热源用于加热进入空气预热器的空气，在锅炉排烟烟道中串接第一换热器，第一换热器设于锅炉排烟烟道的空气预热器之后、脱硫塔之前并用于加热锅炉回热系统中的锅炉给水。利用本方法可有效提高锅炉可回收排烟余热品质，使得锅炉排烟余热的回收利用效率更高，提高了锅炉和汽轮机的效率， 降低了发电能耗。
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明图1为采用换热器加热锅炉回热系统低压加热器的连接示意图，图2为采用换热器加热锅炉排烟经脱硫后烟气温度的连接示意图，图3为本发明的原理示意图，图4为本发明增加了其他换热器的原理示意图。
具体实施例方式如图3所示，本发明提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法在锅炉ι空气输入冷风道的空气预热器10前端串接热源9用于加热进入空气预热器10的空气，在锅炉1排烟烟道3中串接第一换热器21，第一换热器21设于锅炉排烟烟道3的空气预热器10之后、脱硫塔6之前并用于加热锅炉回热系统4的锅炉给水。上述的热源9可以是空气加热器，第二换热器23设于锅炉排烟烟道3的脱硫塔6 之前、第一换热器21之后，第二换热器23热量提供空气加热器用于提高进入所述空气预热器10的空气温度，空气加热器与第二换热器23之间通过流体介质传递热量，流体介质是水，或者是防冻液。上述热源9的热量也可以来自汽轮机5抽汽，用于提高进入所述空气预热器10的
空气温度。如图4所示，为充分利用烟气余热，本方法在锅炉排烟烟道3中的脱硫塔6与烟囱 7之间串接烟气加热器8，烟气加热器8的热量由第一换热器21提供，或者烟气加热器8的热量由第二换热器23提供，烟气加热器8与第一换热器21或第二换热器23之间通过流体介质传递热量，流体介质是水，或者是防冻液。如图4所示，为进一步利用烟气余热，本方法在锅炉排烟烟道3中还串接第三换热器22，第三换热器22设于锅炉排烟烟道3的脱硫塔6之前、第一换热器21之后，第三换热器22热量提供烟气加热器8用于提高经脱硫塔6后的烟气温度，烟气加热器8与第三换热器22之间通过流体介质传递热量，流体介质是水，或者是防冻液。为方便设置和连接，第一换热器21可以设于锅炉排烟烟道3的空气预热器10之后、除尘器11之前，或者第一换热器21设于锅炉排烟烟道3的除尘器11之后、引风机12
> . 、r -上述的第二换热器23设于锅炉排烟烟道3中的脱硫塔6之前、增压风机13之后。如图3所示，为提高锅炉给水的换热效果并减少第一换热器21的换热面积，上述的第一换热器21的换热介质管道通过流量控制阀43串接于锅炉回热系统4中，用于加热全部锅炉给水。锅炉给水全部流经第一换热器21时，流量相应增加，使得换热面积较小的第一换热器具有同样的换热效果。为方便烟气余热的利用，上述的空气加热器与第二换热器23之间的热量传递介质由变频泵M或者流量控制阀进行调节流量的大小。为方便烟气余热的利用，上述的烟气加热器与第一换热器21之间、烟气加热器与第二换热器23之间的热量传递介质由变频泵或者流量控制阀进行调节流量的大小。如图4所示，为方便烟气余热的利用，上述的烟气加热器8与第三换热器22之间的热量传递介质由变频泵25或者流量控制阀进行调节流量的大小。本方法经实际应用，由于在空气预热器前端串接了热源，使得进入空气预热器的空气温度由室温提高至68°C，经空气预热器加热后进入锅炉的空气温度为340°C，锅炉排烟经空气预热器进行热交换后，排出空气预热器的烟气温度可由原来的131°C提升到 162°C，有31°C的温差变化，锅炉烟气余热的品质有很大的提升，利用价值也就大大提高，使得锅炉烟气在排烟烟道内的逐级利用成为可能；由于烟气温度在排烟烟道内逐级降低，因此将用于加热锅炉给水的第一换热器设于前级，而用于加热脱硫后烟气的第三换热器设于后级，前级换热器两端的温度分别是155°C和130°C，因此可用于加热锅炉回热系统的锅炉给水，进一步减少了汽轮机的蒸汽抽汽，有效提高汽轮机的发电效率；后级换热器两端的温度分别是110°C和80°C，此时的烟气温度已较低，但依然可通过烟气加热器加热经脱硫塔后的烟气，使得进入烟囱的烟气温度从原来的50°C升到80°C，提高排烟温度，排烟温度的提高，提升了烟囱的排烟高度，在减小烟气对烟囱腐蚀的同时，减少了排烟对环境的污染。为更充分利用烟气余热，本方法中的热源也可以从烟气余热中得到，可在上述的前级换热器与后级换热器再串接一个第二换热器，该换热器两端的温度分别为130°C和 110°C，在锅炉空气输入冷风道的空气预热器前端串接空气加热器，该第二换热器的热量提供空气加热器用于加热室温的空气，使得进入空气预热器的空气温度达68°C，以提高空气预热器排烟余热品质。依据加热原理，在锅炉空气输入冷风道的空气预热器前端引入汽轮机抽汽或串接一电加热器或者蒸汽加热器等，同样可起到加热空气的作用。本方法通过加热锅炉空气输入冷风道的空气，提高了锅炉烟气余热的品质，通过换热器对锅炉烟气余热进行逐级回收利用，有效提高了锅炉和汽轮机的运行效率，降低了燃煤等能耗，具有良好的社会效益和经济效益。
权利要求
1.一种提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法，其特征在于本方法在锅炉空气输入冷风道的空气预热器前端串接热源用于加热进入空气预热器的空气，在锅炉排烟烟道中串接第一换热器，第一换热器设于锅炉排烟烟道的空气预热器之后、脱硫塔之前并用于加热锅炉回热系统的锅炉给水。
2.根据权利要求1所述的提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法，其特征在于所述热源是空气加热器，第二换热器设于锅炉排烟烟道的脱硫塔之前、第一换热器之后，第二换热器热量提供空气加热器用于提高进入所述空气预热器的空气温度，空气加热器与第二换热器之间通过流体介质传递热量，流体介质是水，或者是防冻液。
3.根据权利要求1所述的提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法，其特征在于所述热源的热量来自汽轮机抽汽，用于提高进入所述空气预热器的空气温度。
4.根据权利要求2所述的提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法，其特征在于本方法在锅炉排烟烟道中的脱硫塔与烟 之间串接烟气加热器，烟气加热器的热量由第一换热器提供，或者烟气加热器的热量由第二换热器提供，烟气加热器与第一换热器或第二换热器之间通过流体介质传递热量，流体介质是水，或者是防冻液。
5.根据权利要求4所述的提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法，其特征在于本方法在锅炉排烟烟道中还串接第三换热器，第三换热器设于锅炉排烟烟道的脱硫塔之前、第一换热器之后，第三换热器热量提供烟气加热器用于提高经脱硫塔后的烟气温度，烟气加热器与第三换热器之间通过流体介质传递热量，流体介质是水，或者是防冻液。
6.根据权利要求1所述的提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法，其特征在于第一换热器设于锅炉排烟烟道的空气预热器之后、除尘器之前，或者第一换热器设于锅炉排烟烟道的除尘器之后、弓I风机之前。
7.根据权利要求2所述的提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法，其特征在于所述的第二换热器设于锅炉排烟烟道中的脱硫塔之前、增压风机之后。
8.根据权利要求1所述的提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法，其特征在于所述的第一换热器的换热介质管道通过流量控制阀串接于锅炉回热系统中，用于加热全部锅炉给水。
9.根据权利要求2所述的提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法，其特征在于所述的空气加热器与第二换热器之间的热量传递介质通过变频泵或者流量控制阀进行流量大小的调节。
10.根据权利要求4所述的提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法， 其特征在于所述的烟气加热器与第一换热器之间、烟气加热器与第二换热器之间的热量传递介质通过变频泵或者流量控制阀进行流量大小的调节。
11.根据权利要求5所述的提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法， 其特征在于所述的烟气加热器与第三换热器之间的热量传递介质通过变频泵或者流量控制阀进行流量大小的调节。
全文摘要
本发明公开了一种提高火电厂锅炉可回收排烟余热品质并逐级利用的方法，即在锅炉空气输入冷风道的空气预热器前端串接热源用于加热进入空气预热器的空气，在锅炉排烟烟道中串接第一换热器，第一换热器设于锅炉排烟烟道的空气预热器之后、脱硫塔之前并用于加热锅炉回热系统的锅炉给水。利用本方法可有效提高锅炉可回收排烟余热品质，使得锅炉排烟余热的回收利用效率更高，提高了锅炉和汽轮机的效率，降低了发电能耗。
文档编号F23J15/08GK102401369SQ20101027410
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者王金旺, 袁一军 申请人:福建成信绿集成有限公司