锅炉烟气余热利用系统及其利用方法与流程

本发明属于火力发电技术领域，特别涉及锅炉烟气余热利用系统及其利用方法。

背景技术：

随着我国经济的发展以及电量需求的提高，越来越多的火力发电厂投入使用，给社会带来很大的效益，但由于资源的日趋紧张以及用户的燃料费用大幅提高，提高发电机组的经济效益日趋迫切，而且国家新出台的节能政策和标准对节能提出了新的要求，节能降耗日益成为主要研究课题，为了达到节约资源的目的，首先从设计上应做到按最佳经济性原则拟定热力系统和选择设备，做到工艺系统流程合理，设备技术先进，节能效果明显，施工安装方便，运行安全经济，从而实现节能目标。

但是现有的火电发厂所用的锅炉中，烟气热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，一般约为5％～12％，占锅炉热损失的60％～70％，影响排烟热损失的主要因素是排烟温度，一般情况下，排烟温度每增加10℃，排烟热损失增加0.6％～1.0％，在实际运行中，主要是通过烟气余热在低温省煤器中加热凝结水这种技术来利用锅炉的烟气余热，但是低温省煤器属于对低能级烟气段的回收利用技术，该技术对于提高机组效率、降低煤耗及能耗的作用较为有限，尚属于较低效的烟气热量回收应用，烟气中仍有大量的高能级余热未加以回收利用，特再提供一种锅炉烟气余热利用系统及其利用方法,能够提高吸收的烟气余热的利用效率，实现烟气余热深度利用。

技术实现要素：

本发明提出一种锅炉烟气余热利用系统及其利用方法，能够提高吸收的烟气余热的利用效率，实现烟气余热深度利用。

本发明的技术方案是这样实现的：一种锅炉烟气余热利用系统，包括设置有进气口和出气口的锅炉，锅炉一侧连通设置有空气预热器，空气预热器内部分隔成并列的空气侧和烟气侧，空气侧和烟气侧分别与锅炉的进气口和出气口连通，空气预热器一侧连通设置有烟气换热器，烟气换热器与烟气侧连通，烟气换热器一侧连通设置有低温省煤器，低温省煤器分别与烟气侧和烟气换热器连通，低温省煤器内部连通设置有除尘器和引风机，低温省煤器一侧连通设置有脱硫塔，脱硫塔一侧连通设置有烟囱，空气预热器一侧连通设置有暖风器，暖风器分别与空气侧和低温省煤器连通，低温省煤器一侧连通设置有冷凝水回收系统，冷凝水回收系统分别与烟气换热器和低温省煤器连通。

锅炉燃烧产生的大部分烟气从烟气侧依次流经一级低温省煤器、除尘器和引风机和二级低温省煤器，烟气的热量在一级低温省煤器和二级低温省煤器内部被吸收；被吸收热量后的烟气经过脱硫塔脱硫后从烟囱内排放；一次暖风器和二次暖风器接收一次风机和二次风机吸收的空气，并通过余热利用升压泵送入到一级低温省煤器和二级低温省煤器内部与一级低温省煤器和二级低温省煤器吸收的烟气热量进行热交换，加热空气；加热后的大部分的空气传送回一次暖风器和二次暖风器内部；一次暖风器和二次暖风器接收的加热后的空气送入到锅炉内；凝结水泵将收集到的冷凝水传送到轴加内，随后冷凝水依次流经第一低压加热器、第二低压加热器、第三低压加热器和第四低压加热器进行加压处理得到凝结水；凝结水的一半与剩余的加热后的剩余部分的空气同时加入二级低温加热器内并在二级加热器内实现烟气热量与凝结水的热交换；在二级低温加热器内完成热量交换后的凝结水和凝结水的另一半同时传送到除氧器内；进入到除氧器内的凝结水和锅炉燃烧产生的剩余部分烟气传送到一级高温加热器内，在高温加热器内与烟气进行热量交换实现升温，并将升温后的给水传送到一级低温省煤器内，能能够提高吸收的烟气余热的利用效率，实现烟气余热深度利用，两级高能级的热量分别用于加热加压处理后的凝结水和未加压处理的凝结水，两级低能级的热量可用于加热空气预热器入口冷风和部分凝结水，通过排烟余热利用系统设备的合理组合，从系统的角度把回收利用的低能级烟气通过热量转移置换等手段，提高用于加热回热系统的余热能级，以获得更大的经济效益

作为一种优选的实施方式，烟气换热器包括一级高温加热器和二级低温加热器，一级高温换热器顶部与烟气侧连通，一级换热器与低温省煤器连通，一级高温加热器上设置有第一进水口和第一出水口，第一进水口与冷凝水回收系统连通，第一出水口与低温省煤器连通，二级低温加热器上设置有第二进水口和第二出水口，第二出水口与冷凝水回收系统连通，第二进水口分别与低温省煤器和冷凝水回收系统连通，能更好的将锅炉剩下的少部分烟气进行处理，使得锅炉产生的烟气能得到较为充分的利用，提高压气余热利用效率。

作为一种优选的实施方式，低温省煤器包括互相连通的一级低温省煤器和二级低温省煤器，一级低温省煤器与烟气侧连通，除尘器和引风机设置在一级低温省煤器与二级低温省煤器之间，脱硫塔与二级低温省煤器连通，一级低温省煤器分别与第二进水口和暖风器连通，二级低温省煤器与暖风器连通，通过一级低温省煤器和二级低温省煤器这两级低温省煤器，能回收的锅炉排烟余热，加热进入空预器的冷风，使得空气进入到锅炉内之后可以直接进行利用，无需再对空气进行加热，就可以避免加热空气损失的能耗。

作为一种优选的实施方式，暖风器包括从左到右依次排列的一次暖风器和二次暖风器，一次暖风器和二次暖风器均与空气侧底部连通，一次暖风器和二次暖风器均与一级低温省煤器连通，一次暖风器和二次暖风器均与二级低温省煤器连通，冷凝水回收系统与二级低温省煤器连通，能将空气送入到一级低温省煤器和二级低温省煤器进行加热，提高烟气热量的利用。

作为一种优选的实施方式，暖风器包括一次暖风器和二次暖风器，一次暖风器和二次暖风器均与空气侧的底部连通，一次暖风器和二次暖风器均与一级低温省煤器连通，一次暖风器和二次暖风器均与二级低温省煤器连通，冷凝水回收系统与一级低温省煤器连通，冷凝水回收系统包括凝结水泵和轴加，轴加一侧连通设置有第一低压加热器，第一低压加热器一侧连通设置有第二低压加热器，第二低压加热器一侧连通设置有第三低压加热器，第三低压加热器一侧连通设置有第四低压加热器，第四低压加热器与第二进水口连通，第四低压加热器一侧连通设置有混合式加热器，混合加热器一侧设置有凝结水升压泵，凝结水升压泵一侧连通设置有除氧器，除氧器一侧连通设置有给水泵，凝结水升压泵与第二出水口连通，给水泵与第一进水口连通，能通过以及高温加热器和二级低温加热器对凝结水进行升温处理后再送入到以及低温省煤器内，以及省煤器可以直接使用利用烟气余热升温后的凝结水，无需再次对凝结水进行加热，减少能耗。

作为一种优选的实施方式，一次暖风器一侧连通设置有一次风机，二次暖风器一侧连通设置有二次风机，能更好的对空气进行传送。

作为一种优选的实施方式，一次暖风器、二次暖风器和二级低温省煤器之间连通设置有余热利用升压泵，便于将空气送入到二级低温省煤器内。

作为一种优选的实施方式，二级低温省煤器与一级低温省煤器之间连通设置有第一提升泵，一级低温省煤器与一次暖风器之间连通设置有第二提升泵，便于烟气的传送。

一种锅炉烟气余热利用方法，包括如下步骤：

s1：锅炉燃烧产生的大部分烟气从烟气侧依次流经一级低温省煤器、除尘器和引风机和二级低温省煤器，烟气的热量在一级低温省煤器和二级低温省煤器内部被吸收；

s2：s1中被吸收热量后的烟气经过脱硫塔脱硫后从烟囱内排放；

s3：一次暖风器和二次暖风器接收一次风机和二次风机吸收的空气，并通过余热利用升压泵送入到一级低温省煤器和二级低温省煤器内部与一级低温省煤器和二级低温省煤器吸收的烟气热量进行热交换，加热空气；

s4：将s3中加热后的大部分的空气传送回一次暖风器和二次暖风器内部；

s5：将s4中一次暖风器和二次暖风器接收的加热后的空气送入到锅炉内；

s6：凝结水泵将收集到的冷凝水传送到轴加内，随后冷凝水依次流经第一低压加热器、第二低压加热器、第三低压加热器和第四低压加热器进行加压处理得到凝结水；

s7：s6中得到的凝结水的一半与s4中剩余加热后的剩余部分的空气同时加入二级低温加热器内并在二级加热器内实现烟气热量与凝结水的热交换；

s8：将s7中在二级低温加热器内完成热量交换后的凝结水和s6中得到的凝结水的另一半同时传送到除氧器内；

s9：将s8中进入到除氧器内的凝结水和锅炉燃烧产生的剩余部分烟气传送到一级高温加热器内，在高温加热器内与烟气进行热量交换实现升温，并将升温后的给水传送到一级低温省煤器内。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

1、在除尘器后面设置有二级低温省煤器，充分利用烟气流经引风机后的温升，最大限度回收锅炉排烟热量；

2、在空气预热器入口设置一次暖风器和二次暖风器，并且利用一级低温省煤器和二级低温省煤器回收的锅炉排烟余热，加热进入空气预热器的冷风，方便是空气与进入锅炉后的煤粉进行及时反应，提高燃煤的燃烧效率；

3、本锅炉烟气余热利用系统和烟气余热利用方法通过合理地配置各个设备，使烟气余热得到更加充分的利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的流程示意图。

图中，1-锅炉；2-空气预热器；3-烟气换热器；4-低温省煤器；5-脱硫塔；6-烟囱；7-暖风器；8-冷凝水回收系统；9-余热利用升压泵；11-进气口；12-出气口；21-空气侧；22-烟气侧；31-一级高温加热器；32-二级低温加热器；41-除尘器；42-引风机；43-一级低温省煤器；44-二级低温省煤器；45-第一提升泵；46-第二提升泵；71-一次暖风器；72-二次暖风器；73-一次风机；74-二次风机；81-凝结水泵；82-轴加；83-第一低压加热器；84-第二低压加热器；85-第三低压加热器；86-第四低压加热器；861-混合式加热器；87-凝结水升压泵；88-除氧器；89-给水泵；311-第一进水口；312-第一出水口；321-第二进水口；322-第二出水口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～图2所示，一种锅炉烟气余热利用系统，包括：设置有进气口11和出气口12的锅炉1，锅炉1一侧连通设置有空气预热器2，空气预热器2内部分隔成并列的空气侧21和烟气侧22，空气侧21和烟气侧22分别与锅炉1的进气口11和出气口12连通，空气预热器2一侧连通设置有烟气换热器3，烟气换热器3与烟气侧22连通，烟气换热器3一侧连通设置有低温省煤器4，低温省煤器4分别与烟气侧22的底部和烟气换热器3连通，低温省煤器4内部连通设置有除尘器41和引风机42，低温省煤器4一侧连通设置有脱硫塔5，脱硫塔5一侧连通设置有烟囱6，空气预热器2一侧连通设置有暖风器7，暖风器7分别与空气侧21和低温省煤器4连通，低温省煤器4一侧连通设置有冷凝水回收系统8，冷凝水回收系统8分别与烟气换热器3和低温省煤器4连通。

锅炉1燃烧产生的80％烟气从烟气侧22依次流经一级低温省煤器43、除尘器41和引风机42和二级低温省煤器44，烟气的热量在一级低温省煤器43和二级低温省煤器44内部被吸收；被吸收热量后的烟气经过脱硫塔5脱硫后从烟囱6内排放；一次暖风器71和二次暖风器72接收一次风机73和二次风机74吸收的空气，并通过余热利用升压泵9送入到一级低温省煤器43和二级低温省煤器44内部与一级低温省煤器43和二级低温省煤器44吸收的烟气热量进行热交换，加热空气；加热后的90％的空气传送回一次暖风器71和二次暖风器72内部；一次暖风器71和二次暖风器72接收的加热后的空气送入到锅炉1内；凝结水泵81将其从汽轮机内收集到的冷凝水传送到轴加82内，随后冷凝水依次流经第一低压加热器83、第二低压加热器84、第三低压加热器85和第四低压加热器86进行加压处理得到凝结水；凝结水的一半与剩余的加热后的10％的空气同时加入二级低温加热器32内并在二级加热器内实现烟气热量与凝结水的热交换；在二级低温加热器32内完成热量交换后的凝结水和凝结水的另一半同时传送到除氧器88内；进入到除氧器88内的凝结水和锅炉1燃烧产生的20％烟气传送到一级高温加热器31内，在高温加热器内与烟气进行热量交换实现升温，并将升温后的给水传送到一级低温省煤器43内，能能够提高吸收的烟气余热的利用效率，实现烟气余热深度利用，两级高能级的热量分别用于加热加压处理后的凝结水和未加压处理的凝结水，两级低能级的热量可用于加热空气预热器2入口冷风和部分凝结水，通过排烟余热利用系统设备的合理组合，从系统的角度把回收利用的低能级烟气通过热量转移置换等手段，提高用于加热回热系统的余热能级，以获得更大的经济效益。

烟气换热器3包括一级高温加热器31和二级低温加热器32，一级高温换热器与烟气侧22连通，一级换热器底部与低温省煤器4的左侧连通，一级高温加热器31上设置有第一进水口311和第一出水口312，第一进水口311与冷凝水回收系统8连通，第一出水口312与低温省煤器4连通，二级低温加热器32上设置有第二进水口321和第二出水口322，第二出水口322与冷凝水回收系统8连通，第二进水口321分别与低温省煤器4和冷凝水回收系统8连通，能更好的额将锅炉1剩下的少部分烟气进行处理，使得锅炉1产生的烟气能得到较为充分的利用，提高压气余热利用效率。

低温省煤器4包括互相连通的一级低温省煤器43和二级低温省煤器44，一级低温省煤器43与烟气侧22连通，除尘器41和引风机42设置在一级低温省煤器43与二级低温省煤器44之间，脱硫塔5与二级低温省煤器44连通，一级低温省煤器43分别与第二进水口321和暖风器7连通，二级低温省煤器44与暖风器7连通，通过一级低温省煤器43和二级低温省煤器44这两级低温省煤器4，能回收的锅炉1排烟余热，加热进入空预器的冷风，使得空气进入到锅炉1内之后可以直接进行利用，无需再对空气进行加热，就可以避免加热空气损失的能耗。

暖风器7包括一次暖风器71和二次暖风器72，一次暖风器71和二次暖风器72均与空气侧21连通，一次暖风器71和二次暖风器72均与一级低温省煤器43连通，一次暖风器71和二次暖风器72均与二级低温省煤器44连通，冷凝水回收系统8与二级低温省煤器44连通，冷凝水回收系统8与一级低温省煤器43连通，能将空气送入到一级低温省煤器43和二级低温省煤器44进行加热，提高烟气热量的利用。

冷凝水回收系统8包括凝结水泵81和轴加82，轴加82一侧连通设置有第一低压加热器83，第一低压加热器84一侧连通设置有第二低压加热器84，第二低压加热器84一侧连通设置有第三低压加热器85，第三低压加热器85一侧连通设置有第四低压加热器86，第四低压加热器86与第二进水口321连通，第四低压加热器86一侧连通设置有混合式加热器861，混合加热器861一侧设置有凝结水升压泵87，凝结水升压泵87一侧连通设置有除氧器88，除氧器88一侧连通设置有给水泵89，凝结水升压泵87与第二出水口322连通，给水泵89与第一进水口311连通，能通过以及高温加热器和二级低温加热器32对凝结水进行升温处理后再送入到以及低温省煤器4内，以及省煤器可以直接使用利用烟气余热升温后的凝结水，无需再次对凝结水进行加热，减少能耗。

一次暖风器71一侧连通设置有一次风机73，二次暖风器72一侧连通设置有二次风机74，能更好的对空气进行传送，一次暖风器71、二次暖风器72和二级低温省煤器44之间连通设置有余热利用升压泵9，便于将空气送入到二级低温省煤器44内，二级低温省煤器44与一级低温省煤器43之间连通设置有第一提升泵45，一级低温省煤器43与一次暖风器71之间连通设置有第二提升泵46，便于烟气的传送。

一种锅炉烟气余热利用方法，包括如下步骤：

s1：锅炉1燃烧产生的大部分烟气从烟气侧22依次流经一级低温省煤器43、除尘器41和引风机42和二级低温省煤器44，烟气的热量在一级低温省煤器43和二级低温省煤器44内部被吸收；

s2：s1中被吸收热量后的烟气经过脱硫塔5脱硫后从烟囱6内排放；

s3：一次暖风器71和二次暖风器72接收一次风机73和二次风机74吸收的空气，并通过余热利用升压泵9送入到一级低温省煤器43和二级低温省煤器44内部与一级低温省煤器43和二级低温省煤器44吸收的烟气热量进行热交换，加热空气；

s4：将s3中加热后的大部分空气传送回一次暖风器71和二次暖风器72内部；

s5：将s4中一次暖风器71和二次暖风器72接收的加热后的空气送入到锅炉1内；

s6：凝结水泵81将收集到的冷凝水传送到轴加82内，随后冷凝水依次流经第一低压加热器83、第二低压加热器84、第三低压加热器85和第四低压加热器86进行加压处理得到凝结水；

s7：s6中得到的凝结水的一半与s4中剩余加热后剩余部分空气同时加入二级低温加热器32内并在二级加热器内实现烟气热量与凝结水的热交换；

s8：将s7中在二级低温加热器32内完成热量交换后的凝结水和s6中得到的凝结水的另一半同时传送到除氧器88内；

s9：将s8中进入到除氧器88内的凝结水和锅炉1燃烧产生的剩余部分烟气传送到一级高温加热器31内，在高温加热器内与烟气进行热量交换实现升温，并将升温后的给水传送到一级低温省煤器43内。

在除尘器41前和引风机42后分别设置一级低温省煤器43和二级低温省煤器44，充分利用烟气流经引风机42后剩余的温升，最大限度回收锅炉1排烟热量，在空预器空气侧21入口设置一次暖风器71和二次暖风器72，依次风机和二次风机74将空气送入到依次暖风器7和二次暖风器72内，利用一级低温省煤器43和二级低温省煤器44回收的锅炉1排放的烟气的余热，加热流经空气预热器2进入到锅炉1内部的空气，空气预热器2前主烟道上设置空气预热器2的旁路烟道，一小部分烟气不经过空气预热器2，进入旁路设置的两级烟气换热器3，分别为旁路一级高温加热器31、旁路二级低温加热器32，一级高温加热器31回路的进水来自于给水泵89出口，流入旁路烟道后，与一级高温加热器31内的高温烟气逆流换热，二级低温加热器32的进水取自于一级低温省煤器43出口和第四低压加热器86出口，凝结水在空气预热器2旁路烟道内与烟气逆流换热，旁路二级低温加热器32出口凝结水接回凝结水系统，流向除氧器88，在依次暖风器7和二次暖风器72与以及低温省煤器4和二级低温省煤器44之间为热媒水系统，热媒水取自凝结水系统，凝结水在两级低温省煤器4吸热，一级低温省煤器43出口凝结水分与来自第四低压加热器86出口的凝结水混合后进入空气预热器2旁路二级低温加热器32，吸收空预器旁路烟气热量，回至除氧器88入口。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。