一种基于旁路烟道再热技术的供热系统的制作方法

本实用新型涉及供热领域，具体涉及大型火电机组高压供热系统，提出了一种基于旁路烟道再热技术的供热系统。

背景技术：

由于工业生产需要，部分企业除了对电负荷需求增加外，对热负荷需求也日益增长。供热需求按照工艺要求不同，存在高压、中压和低压供热，高压供热：4.0MPa等级，400℃以上，一般从电厂过热器出口抽汽，按照热电联产的定义，此种供热方式，供热蒸汽未参与发电，其本质实际上用大锅炉代替小锅炉的热电分产，未能充分发挥热电联产的优势。

另一方面，由于机组通流设计制造已经成型，其蒸汽做功的膨胀线也已经确定，因此，各抽汽点抽汽压力和温度是相关的一组参数；而工业供热需求温度和压力随生产工艺不同，压力和温度是离散的，相关性较弱；因此就存在机组抽汽点压力和温度不能同时满足工艺需求蒸汽品质，而为了满足热用户需求，一般采用压力或温度等级更高的抽汽点抽汽，再进行减温减压后供热用户使用，这就造成了能级不匹配的浪费现象。

鉴于上述原因，本发明旨在设计一种基于旁路烟道再热技术的供热系统，利用回热抽汽代替主蒸汽减温减压供热，再通过旁路烟道再热技术，解决回热抽汽温度不足的问题，实现能量的梯级利用，提高能源利用效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一套基于旁路烟道再热技术的供热系统，利用回热抽汽代替主蒸汽减温减压供热，再通过旁路烟道再热技术，解决回热抽汽温度不足的问题，实现能量的梯级利用，提高能源利用效率。

本实用新型的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：

一种基于旁路烟道再热技术的供热系统，包括回热供热抽汽系统、备用高压供热系统、烟气再热系统；

所述回热供热抽汽系统包括：回热抽汽调节阀(T2)、回热供热抽汽管路(GL2)、回热抽汽供热旁路(GL3)、回热供热抽汽烟气加热器进口截止阀(3)、回热供热抽汽烟气加热器出口截止阀(4)、回热供热抽汽烟气加热器旁路截止阀(1)和高压供热联箱；

所述备用高压供热系统包括：备用高压供热管路(GL1)、备用高压供热系统调节阀(T1)、备用高压供热减温减压器(JJ1)、备用高压供热截止阀(2)；

所述烟气再热系统包括：烟气旁路(GL4)、烟气旁路入口调节挡板(T3)、烟气旁路出口隔离挡板(5)和烟气换热器(HRQ)；

其中，所述回热供热抽汽管路(GL2)的一端通过高压缸与主汽蒸汽管道连通，另一端与高压供热联箱连通，其上依次设有回热抽汽调节阀(T2)、回热供热抽汽烟气加热器进口截止阀(3)、回热供热抽汽烟气加热器出口截止阀(4)，回热供热抽汽烟气加热器进口截止阀(3)、回热供热抽汽烟气加热器出口截止阀(4)之间的管路与烟气换热器(HRQ)连通，回热抽汽供热旁路(GL3)的两端分别连通于回热供热抽汽管路(GL2)上回热抽汽调节阀(T2)、回热供热抽汽烟气加热器进口截止阀(3)之间以及回热供热抽汽烟气加热器出口截止阀(4)、高压供热联箱之间，回热抽汽供热旁路(GL3)上设有回热供热抽汽烟气加热器旁路截止阀(1)；所述备用高压供热管路(GL1)的一端与主汽蒸汽管道连通，另一端与高压供热联箱连通，其上依次设有备用高压供热系统调节阀(T1)、备用高压供热减温减压器(JJ1)、备用高压供热截止阀(2)；所述烟气旁路(GL4)的一端与末级过热器烟气出口连通，其上依次设有烟气旁路入口调节挡板(T3)、烟气换热器(HRQ)和烟气旁路出口隔离挡板(5)。

优选地，所述备用高压供热减温减压器(JJ1)与再热减温水管道连通，再热减温水管道上设有备用高压供热系统减温水调阀(A)。

优选地，所述烟气旁路(GL4)的另一端与锅炉的SCR入口连通。

一种上述供热系统的运行方法，系统主路运行，回热供热抽汽蒸汽走烟气换热器(HRQ)蒸汽侧，经过加热后，进入高压供热联箱，备用高压供热管路(GL1)和回热抽汽供热旁路(GL3)均关闭，该工况运行状态为：回热供热抽汽系统：回热供热抽汽→回热供热抽汽调节阀(T2)→回热供热抽汽烟气加热器进口截止阀(3)→烟气换热器(HRQ)→回热供热抽汽烟气加热器出口截止阀(4)→高压供热联箱，关闭回热供热抽汽烟气加热器旁路截止阀(1)、备用高压供热系统调节阀(T1)、备用高压供热减温减压器(JJ1)、备用高压供热系统减温水调阀(A)和备用高压供热截止阀(2)；烟气再热系统：末级过热器出口烟气→烟气旁路(GL4)→烟气旁路入口调节挡板(T3)→烟气换热器(HRQ)→烟气旁路出口隔离挡板(5)。

一种上述供热系统的运行方法，用于烟气换热器发生故障需切除烟气换热器，将高压供热蒸汽走备用高压供热管路(GL1)和回热抽汽供热旁路(GL3)运行，该工况运行状态为：回热供热抽汽系统：回热供热抽汽→回热抽汽调节阀(T2)→回热供热抽汽烟气加热器旁路截止阀(1)→高压供热联箱；同时备用高压供热系统投入运行：过热蒸汽→备用高压供热管路(GL1)→备用高压供热系统调节阀(T1)→备用高压供热减温减压器(JJ1)→备用高压供热截止阀(2)→高压供热联箱，同时投入备用高压供热系统减温水，关闭回热供热抽汽烟气加热器进口截止阀(3)、回热供热抽汽烟气加热器出口截止阀(4)，高压供热蒸汽为主蒸汽减温减压和回热抽汽混合后供出；烟气再热系统：关闭烟气旁路入口调节挡板(T3)和烟气旁路出口隔离挡板(5)，隔离烟气旁路。

一种上述供热系统的运行方法，用于回热供热抽汽系统出现故障退出运行需切除回热供热抽汽系统和烟气再热系统，将高压供热由备用高压供热系统供应，该工况运行状态为：备用高压供热系统投入运行：过热蒸汽→备用高压供热管路(GL1)→备用高压供热系统调节阀(T1)→备用高压供热减温减压器(JJ1)→备用高压供热截止阀(2)→高压供热联箱，同时投入备用高压供热系统减温水，关闭回热抽汽调节阀(T2)、回热供热抽汽烟气加热器旁路截止阀(1)和回热供热抽汽烟气加热器进口截止阀(3)、回热供热抽汽烟气加热器出口截止阀(4)，切除回热供热抽汽系统；烟气再热系统：关闭烟气旁路入口调节挡板(T3)和烟气旁路出口隔离挡板(5)，隔离烟气旁路，隔离烟气再热系统。

回热供热抽汽来自高压缸，其特点是蒸汽具有较高压力，能满足高压供热的压力需求，但温度低于供热温度要求。

回热供热抽汽系统设有回热抽汽调节阀(T2)，根据供热的需求，可以调节抽汽的流量。

回热供热抽汽系统设有高压供热联箱，一方面，用于对不同来源温度和压力的蒸汽进行混合，使之均匀；另一方面，在外部热负荷变化时，高压供热联箱可以起到缓冲作用，保证压力和温度稳定。

烟气再热系统的烟气取自锅炉末级过热器出口烟气，其特点是烟气具有较高的温度，高于供热所需蒸汽温度。

烟气再热系统设有烟气换热器，其特点是换热器冷侧流体为过热蒸汽，热侧流体为高温烟气，两者在换热器中完成热量交换。

烟气再热系统设有烟气旁路入口调节挡板(T3)，其作用一是调节烟气流量，控制被加热蒸汽出口温度；二是在烟气再热系统退出时，关闭阀门，隔断旁路烟道烟气流动。

烟气再热系统设有烟气旁路出口隔离挡板(5)，其作用是在烟气再热系统退出时，关闭阀门，隔断旁路烟道烟气流动。

设置备用高压供热系统，其作用有二：其一是作为回热供热抽汽系统的备用供热汽源，当回热供热抽汽系统发生故障时，可以通过主蒸汽减温减压直接供高压蒸汽，保障供热的可靠性；其二在高压供热流量大，回热供热抽汽系统无法满足供热要求时，补充供热蒸汽。

备用高压供热系统设置有备用高压供热减温减压器(JJ1)，其作用是当烟气再热系统发生故障时，通过主蒸汽供热时，对主蒸汽进行减温减压，使蒸汽满足供热需求，减温水水源取自锅炉再热减温水系统。

设置有回热抽汽供热旁路(GL3)，其作用是当烟气再热系统发生故障时，回热供热抽汽旁通烟气再热换热器(HRQ)蒸汽侧，直接进入高压供热联箱。

本实用新型的优点：

与其他技术相比，首先，本实用新型设计了基于旁路烟道再热技术的供热系统，通过该系统，实现了利用回热抽汽供高温高压蒸汽的目的，避免了利用更高能级蒸汽减温减压供热导致的能级不匹配现象；其次，本实用新型供热系统，对比主汽抽汽供热系统来讲，将原热电分产变成了热电联产，提高了能源利用的效率；再次，本实用新型设计了备用高压供热系统，通过供热主路和旁路的配合，灵活、方便的满足供热变工况的需求。因此，通过本实用新型，既提高了能源利用效率，又提高了供热的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型设计工况运行示意图；

图2为本实用新型烟气换热器切除工况运行示意图；

图3为本实用新型回热抽汽供热隔离运行工况运行示意图。

具体实施方式

下面结合实施例具体介绍本实用新型的实质性内容，但并不以此限定本实用新型的保护范围。实验中未详述的试验操作均为本领域技术人员所熟知的常规试验操作。

如图1-3所示的一种基于旁路烟道再热技术的供热系统，包括回热供热抽汽系统、备用高压供热系统、烟气再热系统；

回热供热抽汽系统包括：回热抽汽调节阀(T2)、回热供热抽汽管路(GL2)、回热抽汽供热旁路(GL3)、回热供热抽汽烟气加热器进口截止阀(3)、回热供热抽汽烟气加热器出口截止阀(4)、回热供热抽汽烟气加热器旁路截止阀(1)和高压供热联箱；

备用高压供热系统包括：备用高压供热管路(GL1)、备用高压供热系统调节阀(T1)、备用高压供热减温减压器(JJ1)、备用高压供热截止阀(2)；

烟气再热系统包括：烟气旁路(GL4)、烟气旁路入口调节挡板(T3)、烟气旁路出口隔离挡板(5)和烟气换热器(HRQ)；

其中，回热供热抽汽管路(GL2)的一端通过高压缸与主汽蒸汽管道连通，另一端与高压供热联箱连通，其上依次设有回热抽汽调节阀(T2)、回热供热抽汽烟气加热器进口截止阀(3)、回热供热抽汽烟气加热器出口截止阀(4)，回热供热抽汽烟气加热器进口截止阀(3)、回热供热抽汽烟气加热器出口截止阀(4)之间的管路与烟气换热器(HRQ)连通，回热抽汽供热旁路(GL3)的两端分别连通于回热供热抽汽管路(GL2)上回热抽汽调节阀(T2)、回热供热抽汽烟气加热器进口截止阀(3)之间以及回热供热抽汽烟气加热器出口截止阀(4)、高压供热联箱之间，回热抽汽供热旁路(GL3)上设有回热供热抽汽烟气加热器旁路截止阀(1)；备用高压供热管路(GL1)的一端与主汽蒸汽管道连通，另一端与高压供热联箱连通，其上依次设有备用高压供热系统调节阀(T1)、备用高压供热减温减压器(JJ1)、备用高压供热截止阀(2)；烟气旁路(GL4)的一端与末级过热器烟气出口连通，其上依次设有烟气旁路入口调节挡板(T3)、烟气换热器(HRQ)和烟气旁路出口隔离挡板(5)。

备用高压供热减温减压器(JJ1)与再热减温水管道连通，再热减温水管道上设有备用高压供热系统减温水调阀(A)。

烟气旁路(GL4)的另一端与锅炉的SCR入口连通。

回热供热抽汽来自高压缸，其特点是蒸汽具有较高压力，能满足高压供热的压力需求，但温度低于供热温度要求。

回热供热抽汽系统设有回热抽汽调节阀(T2)，根据供热的需求，可以调节抽汽的流量。

回热供热抽汽系统设有高压供热联箱，一方面，用于对不同来源温度和压力的蒸汽进行混合，使之均匀；另一方面，在外部热负荷变化时，高压供热联箱可以起到缓冲作用，保证压力和温度稳定。

烟气再热系统的烟气取自锅炉末级过热器出口烟气，其特点是烟气具有较高的温度，高于供热所需蒸汽温度。

烟气再热系统设有烟气换热器，其特点是换热器冷侧流体为过热蒸汽，热侧流体为高温烟气，两者在换热器中完成热量交换。

烟气再热系统设有烟气旁路入口调节挡板(T3)，其作用一是调节烟气流量，控制被加热蒸汽出口温度；二是在烟气再热系统退出时，关闭阀门，隔断旁路烟道烟气流动。

烟气再热系统设有烟气旁路出口隔离挡板(5)，其作用是在烟气再热系统退出时，关闭阀门，隔断旁路烟道烟气流动。

设置备用高压供热系统，其作用有二：其一是作为回热供热抽汽系统的备用供热汽源，当回热供热抽汽系统发生故障时，可以通过主蒸汽减温减压直接供高压蒸汽，保障供热的可靠性；其二在高压供热流量大，回热供热抽汽系统无法满足供热要求时，补充供热蒸汽。

备用高压供热系统设置有备用高压供热减温减压器(JJ1)，其作用是当烟气再热系统发生故障时，通过主蒸汽供热时，对主蒸汽进行减温减压，使蒸汽满足供热需求，减温水水源取自锅炉再热减温水系统。

设置有回热抽汽供热旁路(GL3)，其作用是当烟气再热系统发生故障时，回热供热抽汽旁通烟气再热换热器(HRQ)蒸汽侧，直接进入高压供热联箱。

如图1，本实用新型设计工况时，系统主路运行，回热供热抽汽蒸汽走烟气换热器(HRQ)蒸汽侧，经过加热后，进入高压供热联箱，备用高压供热管路(GL1)和回热抽汽供热旁路(GL3)均关闭，该工况运行状态为：回热供热抽汽系统：回热供热抽汽→回热供热抽汽调节阀(T2)→回热供热抽汽烟气加热器进口截止阀(3)→烟气换热器(HRQ)→回热供热抽汽烟气加热器出口截止阀(4)→高压供热联箱，关闭回热供热抽汽烟气加热器旁路截止阀(1)、备用高压供热系统调节阀(T1)、备用高压供热减温减压器(JJ1)、备用高压供热系统减温水调阀(A)和备用高压供热截止阀(2)；烟气再热系统：末级过热器出口烟气→烟气旁路(GL4)→烟气旁路入口调节挡板(T3)→烟气换热器(HRQ)→烟气旁路出口隔离挡板(5)。

如图2，在烟气再热系统发生故障时需切除烟气换热器，将高压供热蒸汽走备用高压供热管路(GL1)和回热抽汽供热旁路(GL3)运行，该工况运行状态为：回热供热抽汽系统：回热供热抽汽→回热抽汽调节阀(T2)→回热供热抽汽烟气加热器旁路截止阀(1)→高压供热联箱；同时备用高压供热系统投入运行：过热蒸汽→备用高压供热管路(GL1)→备用高压供热系统调节阀(T1)→备用高压供热减温减压器(JJ1)→备用高压供热截止阀(2)→高压供热联箱，同时投入备用高压供热系统减温水，关闭回热供热抽汽烟气加热器进口截止阀(3)、回热供热抽汽烟气加热器出口截止阀(4)，高压供热蒸汽为主蒸汽减温减压和回热抽汽混合后供出；烟气再热系统：关闭烟气旁路入口调节挡板(T3)和烟气旁路出口隔离挡板(5)，隔离烟气旁路。

如图3，当回热供热抽汽系统出现故障退出运行需切除回热供热抽汽系统和烟气再热系统，将高压供热由备用高压供热系统供应，该工况运行状态为：备用高压供热系统投入运行：过热蒸汽→备用高压供热管路(GL1)→备用高压供热系统调节阀(T1)→备用高压供热减温减压器(JJ1)→备用高压供热截止阀(2)→高压供热联箱，同时投入备用高压供热系统减温水，关闭回热抽汽调节阀(T2)、回热供热抽汽烟气加热器旁路截止阀(1)和回热供热抽汽烟气加热器进口截止阀(3)、回热供热抽汽烟气加热器出口截止阀(4)，切除回热供热抽汽系统；烟气再热系统：关闭烟气旁路入口调节挡板(T3)和烟气旁路出口隔离挡板(5)，隔离烟气旁路，隔离烟气再热系统。

以亚临界300MW机组为例，本实用新型所述的高压供热蒸汽取自一抽抽汽，备用高压供热取自主蒸汽，原供热方案为主汽减温减压供热，各技术边界参数为：背压机效率取75％，管道效率取98.5％，锅炉效率取93.14％，厂用电率取5.3％，按图1设计的系统与原方案对比，数据如下：

由表中数据可以看出，采用本实用新型的系统比原供热系统出力增加了7481.2kW，同时增加了吸热量约28.87GJ/h，综合增加吸热量和增加输出功率两方面考虑，煤耗降低了2.36g/kWh。

与其他技术相比，首先，本实用新型设计了基于旁路烟道再热技术的供热系统，通过该系统，实现了利用回热抽汽供高温高压蒸汽的目的，避免了利用更高能级蒸汽减温减压供热导致的能级不匹配现象；其次，本实用新型供热系统，对比主汽抽汽供热系统来讲，将原热电分产变成了热电联产，提高了能源利用的效率；再次，本实用新型设计了备用高压供热系统，通过供热主路和旁路的配合，灵活、方便的满足供热变工况的需求。因此，通过本实用新型，既提高了能源利用效率，又提高了供热的可靠性。

上述实施例的作用在于具体介绍本实用新型的实质性内容，但本领域技术人员应当知道，不应将本实用新型的保护范围局限于该具体实施例。