余热锅炉尾部除氧供热系统的制作方法

本实用新型涉及一种余热锅炉尾部除氧供热系统，属于电站锅炉设备技术领域。

背景技术：

随着国家能源结构的调整，越来越多的新建燃气-蒸汽联合循环机组采用“以热定电”的模式，汽轮机采用背压机组，汽轮机的排汽全部用于工业生产或供热而不再回收，因此余热锅炉在运行过程中需要大量补充给水。补充的给水通常是经过化学处理的除盐水，由于除盐水的含氧量远大于给水含氧量国家标准（给水含氧量小于50ppb，蒸汽含氧量小于7ppb），为了解决给水的除氧问题，现有的解决方案是在锅炉尾部除氧供热系统中增设大气式除氧器，如附图1所示：大气式除氧器5设置在第一给水泵6与尾部受热面3之间，由尾部受热面3出口引出一路供热水送入大气式除氧器5作为除氧热源；在锅炉运行时，补充的给水通过第一给水泵6送入大气式除氧器5进行热力除氧后水温升至104℃，含氧量降低至50ppb以下，然后通过第二给水泵4送入尾部受热面3继续加热升温至130℃左右，再进入除氧头2进行二次除氧，经过二次除氧后含氧量降低至7ppb以下进入汽包1；为了降低排烟温度，锅炉尾部烟道内还设置用于吸收烟气热量的供热水受热面901，供热水受热面901单独连接外部水源并向外提供热水。由此可见，通过设置大气式除氧器5对补水进行除氧，较好地解决了补水的除氧问题，但上述余热锅炉尾部除氧供热系统在运行过程中还存在以下几个缺点：

1、由于给水在大气式除氧器5完成除氧后水温已上升至104℃，因而在经过尾部受热面3时与烟气的换热较少，尤其在非供暖工况下，由于供热水受热面901不工作，烟气的热量得不到充分吸收，因而锅炉的排烟温度较高，导致锅炉运行的能效较差；

2、供热水受热面901单独连接外部水源，进入供热水受热面901的供热水未经除氧，供热水受热面901容易发生氧化腐蚀；

3、在非供热工况下，供热水受热面901处于干烧状态，给机组运行带来了安全隐患，同时增加了燃机排气背压，降低了机组出力。

技术实现要素：

本实用新型主要在解决现有技术所存在的由于尾部受热面与烟气换热较少导致锅炉运行能效下降、供热水受热面容易发生腐蚀及干烧带来机组安全隐患的技术缺陷，提供一种尾部受热面与烟气换热充分且可避免受热面发生腐蚀或干烧从而确保机组运行安全可靠、锅炉运行能效较高的余热锅炉尾部除氧供热系统。

本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括汽包，出口与汽包相连接的除氧头，出口与除氧头入口连接的尾部受热面，第二给水泵，具有给水入口、给水出口、除氧供热水入口的大气式除氧器，第一给水泵，尾部受热面入口与第二给水泵出口相连接，尾部受热面出口端设置有除氧供热水出口，除氧供热水出口与除氧供热水入口相连接，其特征在于：还包括水-水换热器，水-水换热器具有与第一给水泵出口相连接的第一给水入口、与给水入口相连接的第一给水出口、与给水出口相连接的第二给水入口、与第二给水泵入口相连接的第二给水出口、连接第一给水入口和第一给水出口的换热管，尾部受热面出口端设置有供热水出口。

作为优选，还包括与水-水换热器并联设置的给水旁路，给水旁路的入口与第一给水泵出口相连接而出口与大气式除氧器的给水入口相连接，给水旁路上设置有靠近给水旁路入口端的第二控制阀和靠近给水旁路出口端的第二止回阀。

作为优选，水-水换热器的第一给水入口处设置有第一控制阀，水-水换热器的第一给水出口处设置有第一止回阀。

因此，本实用新型结构合理，具有以下优点：

本实用新型中，在大气式除氧器的出口端设置水-水换热器。在锅炉运行时，由第一给水泵输入的给水（此时给水为常温且含氧量超标）首先通过第一给水入口进入水-水换热器换热升温并从第一给水出口流出，再由给水入口进入大气式除氧器进行除氧，除氧后的给水（含氧量达标、水温104°c左右）从给水出口流出后通过第二给水入口再进入水-水换热器与由第一给水入口进入水-水换热器的常温给水进行换热，换热后水温下降到55℃左右经第二给水出口流出，再通过第二给水泵送入尾部受热面，在尾部受热面与烟气换热升温到130℃后送往汽包。由于常温给水在水-水换热器换热后水温得到较大提升，给水在大气式除氧器除氧所需耗费的供热水数量大大减少，因而尾部受热面送入汽包的高温给水就大大增加，使汽包的出力得到提升；同时，由于除氧升温后的给水在通过水-水换热器时与来自第一给水泵的常温给水换热而降温，因而给水到达尾部受热面时的水温较低，可与烟气进行充分换热，烟气的热量得到充分利用，排烟温度大幅下降，在机组处于供热或非供热工况下排烟温度均能降低到90℃以下。因此，本实用新型具有锅炉出力较高、运行节能高效的优点。

在本实用新型中，尾部受热面为一体式受热面，给水和供热水共用同一受热面，因此进入尾部受热面的给水、供热水通过大气式除氧器除氧后含氧量已达标，从而避免了尾部受热面出现氧化腐蚀；由于给水和供热水共用同一受热面，因而尾部受热面在供热或非供热工况下均处于工作状态，从而解决了现有技术中由于供热水受热面在非供热工况时处于干烧状态而给机组运行带来安全隐患，以及由于供热水受热面处于干烧状态而导致燃机排气背压增加、机组出力降低的技术问题；另外，供热水出口设置在尾部受热面的出口端，供热水出口的水温较高、供热能力较强。

在本实用新型的优选方案中，系统还设置了给水旁路，给水旁路上设置第二控制阀，水-水换热器的第一给水入口处设置第一控制阀。来自第一给水泵的常温给水可由给水旁路直接进入大气式除氧器进行除氧或通过水-水换热器换热后再进入大气式除氧器进行除氧，给水的运行路线可根据锅炉运行情况通过第一控制阀、第二控制阀进行调整和切换。在机组运行过程中，第一控制阀常开，第二控制阀常闭，常温给水通过水-水换热器升温后进入大气式除氧器除氧；当烟气含硫量较大，烟气酸露点较高时，关闭第一控制阀，打开第二控制阀，来自第一给水泵的给水通过给水旁路绕过水-水换热器直接进入大气式除氧器除氧，除氧升温后的给水在经过水-水换热器时由于没有换热降温，因而在进入尾部受热面时给水水温（104℃左右）高于酸露点，这样就避免了尾部受热面发生酸露点腐蚀，从而提高尾部受热面的使用寿命。

因此，本实用新型解决了现有技术中存在的技术问题，具有锅炉出力和运行能效较高、运行安全可靠及使用寿命长等优点。

附图说明

附图1是现有技术的示意图；

附图2是本实用新型一种优选实施例的示意图

附图标记说明：1.汽包；2.除氧头；3.尾部受热面；31.供热水出口；32.除氧供热水出口；4.第二给水泵；5.大气式除氧器；51.给水入口；52.给水出口；53.除氧供热水入口；6.第一给水泵；7.水-水换热器；71.第二给水入口；72.第二给水出口；73.第一给水入口；74.第一给水出口；75.第一控制阀；76.第一止回阀；77.换热管；8.给水旁路；81.第二控制阀；82.第二止回阀。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如附图2、所示，本实用新型包括汽包1，出口与汽包1相连接的除氧头2，出口与除氧头2入口连接的尾部受热面3，第二给水泵4，具有给水入口51、给水出口52、除氧供热水入口53的大气式除氧器5，第一给水泵6，尾部受热面3入口与第二给水泵4出口相连接，尾部受热面3出口端设置有供热水出口31和除氧供热水出口32，除氧供热水出口32与除氧供热水入口53相连接，还包括水-水换热器7，水-水换热器7具有与给水出口52相连接的第二给水入口71、与第二给水泵4入口相连接的第二给水出口72、与第一给水泵6出口相连接的第一给水入口73、与给水入口51相连接的第一给水出口74、连接第一给水入口73和第一给水出口74的换热管77；

还包括与水-水换热器7并联设置的给水旁路8，给水旁路8的入口与第一给水泵6出口相连接而出口与大气式除氧器5的给水入口51相连接，给水旁路8上设置有靠近给水旁路8入口端的第二控制阀81和靠近给水旁路8出口端的第二止回阀82。

水-水换热器7的第一给水入口73处设置有第一控制阀75，水-水换热器7的第一给水出口74处设置有第一止回阀76。

机组运行时，第一控制阀75常开，第二控制阀81常闭，常温给水通过第一给水泵6经由第一控制阀75和第一给水入口73进入水-水换热器7，在流经换热管77时换热升温，然后由第一给水出口74和第一止回阀76流出水-水换热器7，再通过给水入口51进入大气式除氧器5进行热力除氧，由尾部供热面3的除氧供热水出口32引出的除氧供热水通过除氧供热水入口53进入大气式除氧器5作为除氧热源；给水经过大气式除氧器5热力除氧后由给水出口52流出时给水含氧量降低到50ppb以下、水温达到104℃左右，然后通过第二给水入口71再次进入水-水换热器7与流经换热管77的常温给水进行热交换，给水换热后由第二给水出口72流出时水温下降至55℃左右，再通过第二给水泵4送入尾部受热面3与烟气换热并升温至130℃左右，然后进入除氧头2，经过除氧头2的二次除氧后（给水含氧量降低至7ppb以下）进入汽包1；

当烟气中含硫量较大，烟气酸露点较高时，关闭第一控制阀75，打开第二控制阀81，常温给水通过第一给水泵6进入给水旁路8，经过第二控制阀81和第二止回阀82后通过给水入口51进入大气式除氧器5，来自除氧供热水出口32的除氧供热水通过除氧供热水入口53进入大气式除氧器5用于热力除氧；给水在大气式除氧器5进行热力除氧后含氧量降低到50ppb以下且水温达到104℃，在经过水-水换热器7时没有进行换热降温并通过第二给水泵4送入尾部受热面3，经尾部受热面3再次加热升温至130℃，给水进入除氧头2进行二次除氧后（含氧量降低至7ppb以下）进入汽包1。

在运行过程中，由于来自第一给水泵6的常温给水在水-水换热器7进行了热交换而得到升温，故而用于给水除氧所耗费的除氧供热水大大减少，尾部受热面3送入汽包1的高温给水大幅增多，因此，汽包1的出力得到提升；同时，除氧升温后的给水在水-水换热器7与常温给水进行热交换，换热降温后的给水水温较低（55℃左右），在经过尾部受热面3时给水与烟气的换热较为充分，使得排烟温度可降低到90℃以内，因而提高了余热锅炉的运行能效；尾部受热面3为一体式受热面，给水和供热水共用尾部受热面3，因而尾部受热面3在供热和非供热工况下均处于工作状态，从而解决了在机组非供热工况下出现受热面干烧给机组运行带来安全隐患以及燃机排气背压升高造成机组出力降低的技术问题。

在第一控制阀75关闭、第二控制阀81打开的情况下，常温给水绕过水-水换热器7直接进入大气式除氧器5，通过大气式除氧器5除氧升温后，在再次经过水-水换热器7时没有换热降温，因此给水在进入尾部受热面3时水温（104℃）高于酸露点，可避免尾部受热面3发生酸露点腐蚀，从而提高尾部受热面3的使用寿命。

本实用新型在机组处于供热工况时，尾部受热面3用于加热给水和供热水，由于供热水出口31设置在尾部受热面3出口，处于受热面的高温段，因而供热水的水温较高、供热能力较强；同时，供热水经过了大气式除氧器5除氧，解决了现有技术中由于供热水含氧量极高造成供热水受热面容易发生氧化腐蚀的问题。

本实用新型在机组处于纯凝工况时，尾部受热面3全部用于加热给水，提高了进入汽包1的给水温度，提升了锅炉的蒸发量，增加了机组的出力。

本实用新型在机组处于纯凝或供热工况时，尾部受热面3始终处于工作状态，避免了受热面处于干烧状态的发生，确保了机组的安全运行。

当然，上述附图和实施例仅为了用于解释和说明本实用新型，并不能作为本实用新型的不当限定。凡本领域技术人员依据本实用新型做出等效或等同调整与变化而得到的技术方案均落入本实用新型的保护范围。