火力发电系统及其供热系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种火力发电系统及其供热系统，其中，该供热系统包括烟气系统、汽水循环系统和热网循环水管路(21)，该烟气系统包括除尘器(11)和脱硫吸收塔(12)，烟气系统还包括热网水烟气加热器(13)，该热网水烟气加热器(13)的气体管路能够可选择地连接在该除尘器(11)和该脱硫吸收塔(12)之间，热网水烟气加热器(13)的冷却水管路串联地连接在该热网循环水管路(21)上。本实用新型还公开了一种火力发电系统。通过上述技术方案，能够将烟气中的热量回收用于供暖，还能够减少烟气系统中用于排放的烟气降温的冷却水的用量，不但提高了能量的利用率，提高了供暖能力，还减少了水资源的浪费。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及火力发电技术，具体地，涉及一种用于火力发电系统的供热系统 以及包括该供热系统的火力发电系统。 火力发电系统及其供热系统
【背景技术】
[0002] 为了提高火力发电厂能源转换效率，通常利用火力发电厂所产生的中温蒸汽来对 热网水加热，以对城市、工业园区等供热，同时也能有效降低温室气体排放，是国家发改委 节能推广技术之一。
[0003] 但是，在火力发电机组中，燃烧产生的烟气和汽轮机组中做完功产生的乏汽中存 在大量的热量，热量往往被散失而浪费掉或者没有充分回收，因此降低了火力发电厂的能 源转换效率。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是提供一种用于火力发电系统的供热系统，该供热系统能够将 烟气尾气中的热量回收利用。
[0005] 为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于火力发电系统的供热系统，其中，该 供热系统包括烟气系统、汽水循环系统和热网循环水管路，该烟气系统包括除尘器和脱硫 吸收塔，所述烟气系统还包括热网水烟气加热器，该热网水烟气加热器的气体管路能够可 选择地连接在该除尘器和该脱硫吸收塔之间，所述热网水烟气加热器的冷却水管路串联地 连接在该热网循环水管路上。
[0006] 优选地，所述烟气系统还包括凝结水烟气加热器，该凝结水烟气加热器的气体管 路能够可选择地连接在所述除尘器和所述脱硫吸收塔之间，所述汽水循环系统包括凝结水 管路，所述凝结水烟气加热器的冷却水管路串联地连接在所述凝结水管路上。
[0007] 优选地，所述汽水循环系统还包括凝结器，该凝结器的冷却水管路能够可选择地 串联地连接在所述热网循环水管路中。
[0008] 优选地，所述供热系统还包括冷却装置，所述凝结器的冷却水管路还能够可选择 地与该冷却装置串联地连接。
[0009] 优选地，所述冷却装置包括冷却水塔和/或空冷岛和/或直接空冷散热器。
[0010] 优选地，所述汽水循环系统还包括凝结器，所述凝结水烟气加热器的冷却水管路 串联在所述凝结器的下游。
[0011] 优选地，所述烟气系统还包括烟气管路，在所述除尘器和所述脱硫吸收塔之间的 该烟气管路上设置有两个烟气管路接头，在该两个烟气管路接头处设置有垂直于所述烟气 管路延伸的导轨，所述热网水烟气加热器和所述凝结水烟气加热器沿该导轨的延伸方向并 排可滑动地设置在所述导轨上，通过使所述热网水烟气加热器和所述凝结水烟气加热器沿 所述导轨滑动，能够使所述热网水烟气加热器或所述凝结水烟气加热器的气体管路的两端 与所述两个烟气管路接头连接。
[0012] 优选地，所述热网水烟气加热器或所述凝结水烟气加热器的气体管路的两端分别 通过卡扣连接有非金属膨胀节，该非金属膨胀节能够套在所述两个烟气管路接头上。
[0013] 优选地，在所述两个烟气管路接头的两侧分别设置有凝结水管路接头和热网循环 水管路接头，当所述凝结水烟气加热器的气体管路与所述烟气管路接头连接时，该凝结水 管路接头与所述凝结水烟气加热器的冷却水管路连接，当所述热网水烟气加热器的气体管 路与所述烟气管路接头连接时，该热网循环水管路接头能够与所述热网水烟气加热器的冷 却水管路连接。
[0014] 本实用新型还提供一种火力发电系统，其中，该火力发电系统包括本实用新型所 述的供热系统。
[0015] 通过上述技术方案，利用烟气系统中设置的热网水烟气加热器来对热网水管路中 的热网水加热，从而能够将烟气中的热量回收用于供暖，还能够减少烟气系统中用于排放 的烟气降温的冷却水的用量，不但提高了能量的利用率，提高了供暖能力，还减少了水资源 的浪费。
[0016] 本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面 的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0018] 图1是根据本实用新型优选实施方式的供热系统的示意图；
[0019] 图2是根据本实用新型优选实施方式的热网水烟气加热器与凝结水烟气加热器 的与烟气管路连接的示意图。
[0020] 附图标记说明
[0021] 10烟气管路 11除尘器
[0022] 12脱硫吸收塔 13热网水烟气加热器
[0023] 14凝结水烟气加热器 21热网循环水管路
[0024] 30凝结水管路 31凝结器
[0025] 32汽水换热器 4冷却装置
[0026] 51导轨 52卡扣
[0027] 53非金属膨胀节 54凝结水管路接头
[0028] 55热网循环水管路接头 6用户热网系统
【具体实施方式】
[0029] 以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处 所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0030] 在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如"上游、下游"通常是 相对流体的流动方向而言，应当根据实际情况并结合说明书中的描述来理解。
[0031] 本实用新型提供一种用于火力发电厂低温热源供热系统，其中，该供热系统包括 烟气系统（锅炉烟风系统）、汽水循环系统（凝结水系统）和热网循环水管路21，该烟气系 统包括除尘器11和脱硫吸收塔12等，所述烟气系统还包括热网水烟气加热器13,该热网水 烟气加热器13的气体管路能够可选择地连接在该除尘器11和该脱硫吸收塔12之间，所述 热网水烟气加热器13的冷却水管路串联地连接在该热网循环水管路21上。
[0032] 火力发电机组主要包括锅炉和汽轮机组，锅炉中的燃料燃烧对水加热以使水变成 蒸汽，燃料的化学能转化为热能；然后蒸汽在汽轮机组中推动汽轮机旋转，热能转化成机械 能；汽轮机带动发电机旋转，将机械能转化成电能。
[0033] 其中，烟气系统是锅炉燃烧后排出燃烧产生的烟气的气体管路系统。锅炉燃烧产 生的烟气尾气的温度在120-150°C，包含了大量的热量，首先通过除尘器进行除尘处理之 后，再通入脱硫吸收塔进行脱硫和降温处理，除去灰尘和硫之后的清洁尾气排放到大气中。
[0034] 在本实用新型的技术方案中，在烟气系统中的除尘器11和脱硫吸收塔12之间能 够可选择地连接热网水烟气加热器13。该热网水烟气加热器13可以采用耐腐蚀的烟气加 热器，该烟气加热器内设置有冷却水管路，并且该冷却水管路串联地连接在热网循环水管 路21上，从而使得热网循环水能够通入该热网水烟气加热器13中的冷却水管路中。高温 烟气从进气口进入到该热网水烟气加热器13中，并从出气口排出，当烟气在热网水烟气加 热器13中通过时，能与冷却水管路中的热网循环水进行热交换，从而使得烟气尾气的温度 降低并使热网循环水的温度升高。该热网循环水管路21上连接有用户热网系统6,并且该 热网循环水管路21中的水能流入用户热网系统6以进行热交换。该用户热网系统中可以 连接现有技术中任意适用的用户设备。这样，不但起到了降低烟气尾气温度的效果，还能够 对用户进行供暖。其效果为能够提高热网循环水的温度15_20°C，并使烟气尾气的温度降低 30-50。。。
[0035] 需要说明的是，该热网水烟气加热器13能够可选择地连接到烟气系统中，也就是 说，在供暖季节或者其他需要供暖的情况下，可以人工选择地将热网水烟气加热器13接入 到除尘器11和脱硫吸收塔12之间，从而利用热网水烟气加热器13对热网循环水管路21 中的热网循环水加热。而在非供暖季节或者不需要供暖的情况下，可以选择不将该热网水 烟气加热器13接入到烟气系统中，或者在其他优选实施方式中还可以将其他烟气加热器 替换地接入，这将在下文进行详细介绍。
[0036] 通过上述技术方案，利用烟气系统中设置的热网水烟气加热器来对热网水管路中 的热网水加热，从而能够将烟气中的热量回收用于供暖，还能够减少烟气系统中用于排放 的烟气降温的冷却水的用量，不但提高了能源的利用率，提高了电厂的供暖能力，还减少了 水资源的浪费（脱硫岛）。
[0037] 优选地，所述烟气系统还包括凝结水烟气加热器14,该凝结水烟气加热器14的气 体管路能够可选择地连接在所述除尘器11和所述脱硫吸收塔12之间，所述汽水循环系统 包括凝结水管路30,所述凝结水烟气加热器14的冷却水管路串联地连接在所述凝结水管 路30上。
[0038] 在本优选实施方式中，能够可选择地将凝结水烟气加热器14连接在除尘器11和 脱硫吸收塔12之间。该凝结水烟气加热器14与上文所述的热网水烟气加热器13 -样，也 可以采用耐腐蚀烟气加热器。
[0039] 其中，凝结水烟气加热器14的冷却水管路串联地连接在凝结水管路30上，从而使 得凝结水管路30中的凝结水能够通入该凝结水烟气加热器14中的冷却水管路中。高温烟 气从进气口进入到该凝结水烟气加热器14中，并从出气口排出，当烟气在凝结水烟气加热 器14中停留时，能够与冷却水管路中的凝结水进行热交换，从而使得烟气尾气的温度降低 并使凝结水的温度升高。该凝结水管路30主要用于传输凝结器中由蒸汽冷凝形成的凝结 水，该凝结水收集后经过加热在次送回到锅炉中循环利用。这样，不但起到了降低烟气尾气 温度的效果，还能够对凝结水进行加热，避免了利用额外的热源，提高了能源的利用率并且 降低了能耗。
[0040] 更优选地，该凝结水管路30上连接有汽水换热器32,该凝结水烟气加热器14的冷 却水管路与汽水换热器32连接，这样凝结水烟气加热器14中的水能够对汽水换热器32进 行加热。
[0041] 优选地，所述汽水循环系统还包括凝结器31，该凝结器31的冷却水管路能够可选 择地串联地连接在所述热网循环水管路21中。
[0042] 在高温蒸汽对汽轮机做功发电之后，会产生低温的乏汽，除了对烟气尾气中的热 量回收利用之外，根据本实用新型的优选实施方式，还对凝结器31中低温乏汽中的能量进 行回收利用。
[0043] 根据本实用新型的优选实施方式，汽水循环系统中的凝结器31中设置有冷却水 管路，该冷却水管路能够可选择地串联连接在热网循环水管路21中，汽轮机产生的乏汽通 入到凝结器31中，乏汽与冷却水管路中的热网循环水进行热交换，从而使得乏汽凝结成液 体水，并且使得冷却水管路中的热网循环水受热升温。
[0044] 该热网循环水管路21中连接有用户热网系统6。这样，不但起到了乏汽冷凝的效 果，还能够对用户进行供暖。其效果能够提高热网循环水的温度25-30°C。
[0045] 需要说明的是，该凝结器31能够可选择地连接到热网循环水管路21中，也就是 说，在供暖季节或者其他需要供暖的情况下，可以人工选择地将凝结器31接入到热网循环 水管路21中，从而利用汽机乏汽对热网循环水管路21中的热网循环水加热。
[0046] 而在非供暖季节或者不需要供暖的情况下，可以选择不将该凝结器31接入到热 网循环水管路21中。例如优选地，所述供热系统还包括冷却装置4,所述凝结器31的冷却 水管路还能够可选择地与该冷却装置4串联地连接。该冷却装置4可以采用现有技术中任 意一种适用的冷却装置，本实用新型对此不加以限制。
[0047] 优选地，所述冷却装置4包括冷却水塔和/或空冷岛和/或直接空冷散热器。例 如，对于湿冷二次冷却机组，该凝结器31可以与冷却水塔连接；在间接冷却机组中，凝结器 31可以与空冷岛连接；而在直接冷却机组中，凝结器可以与直接空冷散热器连接。
[0048] 以上仅对不同散热方式的机组进行了简单的例举，并不构成对本实用新型的限 制。
[0049] 优选地，所述汽水循环系统还包括凝结器31，所述凝结水烟气加热器14的冷却水 管路串联在所述凝结器31的下游。
[0050] 根据上文的描述可知，汽轮机产生的乏汽通过凝结器31后凝结成液态凝结水，为 了节约水资源，需要对该凝结水回收、加热并送回锅炉循环使用。在本优选实施方式中，可 以采用烟气尾气的余热来对该凝结水进行再加热，不但回收了烟气尾气中的热量，而且省 去了汽水循环系统中对凝结水加热的装置，节约了能量。
[0051] 优选地，所述烟气系统还包括烟气管路10,在所述除尘器11和所述脱硫吸收塔12 之间的该烟气管路10上设置有两个烟气管路接头，在该两个烟气管路接头处设置有垂直 于所述烟气管路10延伸的导轨51，所述热网水烟气加热器13和所述凝结水烟气加热器14 沿该导轨51的延伸方向并排可滑动地设置在所述导轨51上，通过使所述热网水烟气加热 器13和所述凝结水烟气加热器14沿所述导轨51滑动，能够使所述热网水烟气加热器13 或所述凝结水烟气加热器14的气体管路的两端与所述两个烟气管路接头连接。
[0052] 在本优选实施方式中提供了一种烟气管路的设置结构。在除尘器11和脱硫吸收 塔12之间的烟气管路10断开并形成两个烟气管路接头，因此可以选择性的将热网水烟气 加热器13或凝结水烟气加热器14接入到该两个烟气管路接头之间。
[0053] 为了便于交替地接入该热网水烟气加热器13和凝结水烟气加热器14,在两个烟 气管路接头之间设置有垂直于烟气管路10的导轨51，热网水烟气加热器13和凝结水烟气 加热器14上设置有相应的滑轮从而沿该导轨51滑动，因此能够方便地将热网水烟气加热 器13或凝结水烟气加热器14滑动到与连个烟气管路接头相对应的位置进行连接。
[0054] 这样，在烟气管路10的两侧应当留出能够设置该热网水烟气加热器13和凝结水 烟气加热器14的位置，当该热网水烟气加热器13或凝结水烟气加热器14不接入烟气管道 10中时，能够方便地存放、清洗、维护或更换该热网水烟气加热器13或凝结水烟气加热器 14。
[0055] 优选地，所述热网水烟气加热器13或所述凝结水烟气加热器14的气体管路的两 端分别通过卡扣52连接有非金属膨胀节53,该非金属膨胀节53能够套在所述两个烟气管 路接头上。
[0056] 在本优选实施方式中采用卡扣52和非金属膨胀节53来实现热网水烟气加热器13 或凝结水烟气加热器14与烟气管路接头之间的快速连接，且非金属膨胀节53适用于气体 管道，以防止未经过脱硫处理烟气泄漏到外界大气中造成污染。
[0057] 该非金属膨胀节53连接在两个烟气管路接头的末端，当根据需要而将热网水烟 气加热器13或凝结水烟气加热器14移动到与该两个暗器管路接头相对应的位置时，通过 卡扣52将非金属膨胀节53的另一端与热网水烟气加热器13或凝结水烟气加热器14连接 在一起，方便快速。
[0058] 当然，以上仅为优选实施方式，并不作为对本实用新型的限制。现有技术中任意一 种适用的连接方式都可以应用到本实用新型中。
[0059] 优选地，在所述两个烟气管路接头的两侧分别设置有凝结水管路接头54和热网 循环水管路接头55,当所述凝结水烟气加热器14的气体管路与所述烟气管路接头连接时， 该凝结水管路接头54与所述凝结水烟气加热器14的冷却水管路连接，当所述热网水烟气 加热器13的气体管路与所述烟气管路接头连接时，该热网循环水管路接头55能够与所述 热网水烟气加热器13的冷却水管路连接。
[0060] 为了简化管路的设置以及方便热网水烟气加热器13和所述凝结水烟气加热器14 的切换，在烟气管路接头的两侧分别设置于凝结水管路30连通的凝结水管路接头54,和与 热网循环水管路21连通的热网循环水管路接头55。
[0061] 本实用新型还提供一种火力发电系统，其中，该火力发电系统包括本实用新型所 述的供热系统。
[0062] 以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限 于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技 术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0063] 另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛 盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各 种可能的组合方式不再另行说明。
[0064] 此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违 背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1. 一种用于火力发电系统的供热系统，其特征在于，该供热系统包括烟气系统、汽水循 环系统和热网循环水管路（21)，该烟气系统包括除尘器（11)和脱硫吸收塔（12)，所述烟气 系统还包括热网水烟气加热器（13)，该热网水烟气加热器（13)的气体管路能够可选择地 连接在该除尘器（11)和该脱硫吸收塔（12)之间，所述热网水烟气加热器（13)的冷却水管 路串联地连接在该热网循环水管路（21)上。
2. 根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述烟气系统还包括凝结水烟气加 热器（14)，该凝结水烟气加热器（14)的气体管路能够可选择地连接在所述除尘器（11)和 所述脱硫吸收塔（12)之间，所述汽水循环系统包括凝结水管路（30)，所述凝结水烟气加热 器（14)的冷却水管路串联地连接在所述凝结水管路（30)上。
3. 根据权利要求2所述的供热系统，其特征在于，所述汽水循环系统还包括凝结器 (31)，该凝结器（31)的冷却水管路能够可选择地串联地连接在所述热网循环水管路（21) 中。
4. 根据权利要求3所述的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括冷却装置（4)， 所述凝结器（31)的冷却水管路还能够可选择地与该冷却装置（4)串联地连接。
5. 根据权利要求4所述的供热系统，其特征在于，所述冷却装置（4)包括冷却水塔和/ 或空冷岛和/或直接空冷散热器。
6. 根据权利要求2所述的供热系统，其特征在于，所述汽水循环系统还包括凝结器 (31)，所述凝结水烟气加热器（14)的冷却水管路串联在所述凝结器（31)的下游。
7. 根据权利要求6所述的供热系统，其特征在于，所述烟气系统还包括烟气管路（10)， 在所述除尘器（11)和所述脱硫吸收塔（12)之间的该烟气管路（10)上设置有两个烟气管 路接头，在该两个烟气管路接头处设置有垂直于所述烟气管路（10)延伸的导轨（51)，所述 热网水烟气加热器（13)和所述凝结水烟气加热器（14)沿该导轨（51)的延伸方向并排可 滑动地设置在所述导轨（51)上，通过使所述热网水烟气加热器（13)和所述凝结水烟气加 热器（14)沿所述导轨（51)滑动，能够使所述热网水烟气加热器（13)或所述凝结水烟气加 热器（14)的气体管路的两端与所述两个烟气管路接头连接。
8. 根据权利要求7所述的供热系统，其特征在于，所述热网水烟气加热器（13)或所述 凝结水烟气加热器（14)的气体管路的两端分别通过卡扣（52)连接有非金属膨胀节（53)， 该非金属膨胀节（53)能够套在所述两个烟气管路接头上。
9. 根据权利要求7所述的供热系统，其特征在于，在所述两个烟气管路接头的两侧 分别设置有凝结水管路接头（54)和热网循环水管路接头（55)，当所述凝结水烟气加热器 (14)的气体管路与所述烟气管路接头连接时，该凝结水管路接头（54)与所述凝结水烟气 加热器（14)的冷却水管路连接，当所述热网水烟气加热器（13)的气体管路与所述烟气管 路接头连接时，该热网循环水管路接头（55)能够与所述热网水烟气加热器（13)的冷却水 管路连接。
10. -种火力发电系统，其特征在于，该火力发电系统包括上述权利要求1-9中任意一 项所述的供热系统。
【文档编号】F24D3/10GK203907727SQ201420296438
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】岳建华, 王颖聪, 赵华, 向丽晖, 李勐, 岳涛 申请人:中国神华能源股份有限公司, 北京国华电力有限责任公司, 神华国华（北京）电力研究院有限公司