一种将直接空冷机组排汽余热回收至锅炉送风系统的装置的制作方法

本实用新型涉及一种采用直接空冷机组低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，对直接空冷机组排汽进入空冷岛冷凝的乏汽余热进行回收，并通过系统设置的循环水系统将回收的热量输送至锅炉侧一次风及送风暖风器，用来替代传统设计中的辅助蒸汽（四段抽汽）对锅炉一次风及送风进行加热的直接空冷机组排汽余热利用技术，具体涉及一种将直接空冷机组排汽余热回收至锅炉送风系统的装置。

背景技术：

近年来，随着我国电力行业的飞速发展，大容量、高参数的火力发电机组在全国各地纷纷建设。对于我国西北广大地区而言，由于水资源的严重匮乏以及国家对于新建机组环保的要求，直接空冷就成为汽轮机组排汽冷却的一种比较普遍的方式。对于直接空冷机组而言，其排汽直接进入机组空冷岛冷却系统，通过空冷风机驱动空气对机组排汽采用对流换热的方式进行冷却，其整个循环过程为闭式循环，所以机组冷却所需的耗水量几乎为零，最大程度的降低了火力发电机组对于水资源的消耗。但同时，由于采用直接空冷的汽轮机组排汽冷却方式，其设计背压较水冷机组要高10kPa以上，其设计的THA工况下的排汽温度在50℃以上，汽轮机低压缸排汽余热占锅炉出口供热量的45%以上，其汽轮机排汽所产生的乏热的损失是巨大的。

目前对于直接空冷机组而言，其排汽余热利用的方式主要是针对有供热需求的直接空冷机组，主要是将排汽余热回收利用至冬季采暖系统中，对于大量的非供暖机组而言，该部分余热未能充分利用，只能通过机组的空冷岛进行冷却，大量热量被空气带至大气环境中。该部分的大量乏热的排出，不仅对于机组的能耗是一种极大的损失，同时对于周围环境也造成了不可避免的热污染。同时由于我国北方地区冬季漫长且气候寒冷，冬季机组运行时，环境空气温最低达零下10℃以下，但是依据设计锅炉的一次风以及送风温度进入空气预热器之前进行预热，使得一次风或送风的温度要达到25℃左右，以减少由于进入空预器的一次风或送风温度过低造成的空预器的低温腐蚀以及堵灰。目前机组设计的一次风及送风在锅炉暖风器预热的热源采用汽机侧辅汽联箱（四段抽汽）蒸汽，这样整个冬季运行期间会耗费大量的高品质蒸汽，影响机组运行的经济性。虽然公开日为2015年05月27日，公开号为CN104653242A的中国专利中，公开了一种直接空冷机组余热回收装置，该直接空冷机组余热回收装置将直接空冷机组需要冷却的汽轮机乏汽的余热用来加热一次风和二次风，以降低一次风、二次风在锅炉中的吸热量，从而达到节能的目的，但是该直接空冷机组余热回收装置的结构设计不够合理，余热回收效率有待提高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种采用直接空冷机组低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，对直接空冷机组排汽进入空冷岛冷凝的乏汽余热进行回收，并通过系统设置的循环水系统将回收的热量输送至锅炉侧一次风及送风暖风器，用来替代传统设计中的辅助蒸汽（四段抽汽）对锅炉一次风及送风进行加热的直接空冷机组排汽余热利用技术。一方面可以降低机组能耗，提高机组运行的经济性，同时可以降低大量乏热排至周围换将所造成的热污染。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该将直接空冷机组排汽余热回收至锅炉送风系统的方法的特点在于：采用0.1MPa或0.1MPa左右的低压末级或次末级抽汽驱动的吸收式热泵组对机组低压缸排至空冷岛冷凝的排汽余热进行回收，回收的热量通过系统设置的闭式的循环水系统送至锅炉暖风器对锅炉送风及一次风进行加热。

作为优选，本实用新型采用吸收式热泵组对直接空冷机组排汽余热所回收的热量，通过系统设置的闭式的循环水系统送至锅炉暖风器对锅炉送风及一次风进行加热；进入吸收式热泵组进行余热回收的余热热源为直接空冷机组排汽进空冷岛进行冷凝的乏汽，直接取自直接空冷机组排汽至空冷岛管道。

作为优选，本实用新型直接空冷机组排汽进空冷岛进行冷凝的乏汽在通过吸收式热泵进行热量回收后，其凝结水通过直接空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管回至直接空冷机组凝结水箱，利用直接空冷机组凝结水箱内的真空完成对机组排汽的抽吸，使其进入吸收式热泵组，同时使得其凝结水能够利用该处的压差自动回到直接空冷机组凝结水箱中。

作为优选，本实用新型系统设置了闭式的循环水系统用于将吸收式热泵组回收的热量送至锅炉侧一次风暖风器及送风暖风器，用以替代现有设计中机组冬季运行期间暖风器所采用的辅汽联箱（四段抽汽）的蒸汽，对锅炉一次风及送风进行加热。

作为优选，本实用新型系统设置了变频闭式循环水泵用于提供将热泵组回收的热量输送至锅炉侧一次风暖风器及送风暖风器所需要的循环动力，同时还起到变频调节作用，用于调节经过暖风器加热后的一次风及送风温度。

作为优选，本实用新型由于系统设置了闭式的循环水系统，所以对于锅炉一次风暖风器及送风暖风器采用气水换热的方式对一次风及送风进行加热，同时可以保留原设计中辅助蒸汽至暖风器接口管道，以保障锅炉暖风器热源的备用，提高机组运行的安全稳定性。

一种将直接空冷机组排汽余热回收至锅炉送风系统的装置，其结构特点在于：包括汽轮机组、汽轮机排汽管道、空冷岛、空冷岛凝结水回水管、直接空冷机组凝结水箱、直接空冷排汽至吸收式热泵管、直接空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管、蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、加热后系统循环水出水管、驱动蒸汽进汽管、驱动蒸汽凝结水管、系统循环水管道、变频式系统循环水泵、一次风进口、一次风进口滤网、一次风机、送风机、送风暖风器、一次风暖风器、循环水箱和空预器，所述汽轮机组和空冷岛通过汽轮机排汽管道连接，所述空冷岛和直接空冷机组凝结水箱通过空冷岛凝结水回水管连接，所述直接空冷排汽至吸收式热泵管的两端分别连接在汽轮机排汽管道和蒸发器上，所述直接空冷机组凝结水箱和蒸发器通过直接空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管连接，所述蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器首尾依次连接，所述驱动蒸汽进汽管和驱动蒸汽凝结水管均与发生器连接，所述冷凝器通过加热后系统循环水出水管分别与送风暖风器和一次风暖风器连接，所述送风暖风器和一次风暖风器均与循环水箱连接，所述循环水箱和吸收器通过系统循环水管道连接，所述变频式系统循环水泵安装在系统循环水管道上，所述送风机、送风暖风器和空预器依次连接，所述一次风进口、一次风进口滤网、一次风机、一次风暖风器和空预器依次连接。

作为优选，本实用新型还包括辅助设备，所述吸收器、辅助设备和冷凝器依次连接。

作为优选，本实用新型还包括直接空冷排汽至吸收式热泵管道截止阀、空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管道截止阀、系统循环水进吸收式热泵组管道截止阀、加热后系统循环水出水管道截止阀、驱动蒸汽进汽管道截止阀和驱动蒸汽凝结水管道截止阀，所述直接空冷排汽至吸收式热泵管道截止阀安装在直接空冷排汽至吸收式热泵管上，所述空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管道截止阀安装在直接空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管上，所述系统循环水进吸收式热泵组管道截止阀安装在系统循环水管道上，所述加热后系统循环水出水管道截止阀安装在加热后系统循环水出水管上，所述驱动蒸汽进汽管道截止阀安装在驱动蒸汽进汽管上，所述驱动蒸汽凝结水管道截止阀安装在驱动蒸汽凝结水管上。

作为优选，本实用新型还包括直接空冷排汽至吸收式热泵管道调节阀、系统循环水进吸收式热泵组管道调节阀和驱动蒸汽进汽管道调节阀，所述直接空冷排汽至吸收式热泵管道调节阀安装在直接空冷排汽至吸收式热泵管上，所述系统循环水进吸收式热泵组管道调节阀安装在系统循环水管道上，所述驱动蒸汽进汽管道调节阀安装在驱动蒸汽进汽管上。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：对于600MW级直接空冷机组，其设计的THA工况下的设计背压为14kPa，对应的饱和温度为50℃。为充分利用直接空冷机组的排汽余热，减少能耗损失，提高机组运行的经济性，同时减少机组乏热排放造成的环境热污染。本实用新型采用吸收式热泵技术对直接空冷机组排汽余热进行回收，并通过系统设置的循环水系统将回收的热量输送至锅炉侧一次风及送风暖风器，用来替代传统设计中的辅助蒸汽（四段抽汽）对锅炉一次风及送风进行加热。

本实用新型直接空冷机组排汽余热利用装置是采用压力在0.1MPa左右的低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，对直接空冷机组排汽进入空冷岛进行冷却的乏汽余热进行回收利用，并通过系统设置的循环水系统将回收的热量输送至锅炉侧一次风及送风暖风器，用来替代传统设计中的辅助蒸汽（四段抽汽）对锅炉一次风及送风进行加热。其进入吸收式热泵组进行余热回收的余热热源为直接空冷机组的排汽，可直接取自直接空冷机组排汽至空冷岛的排汽管道，直接空冷机组排汽进空冷岛进行冷却的乏汽在通过吸收式热泵进行热量回收后，其凝结水可通过直接空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管回至直接空冷机组凝结水箱（热井），可利用凝结水箱内的真空完成对机组排汽的抽吸，使其进入吸收式热泵组，同时其凝结水能够利用该处的压差自动回到机组凝结水箱（热井）中。吸收式热泵的驱动蒸汽可采用压力等级在0.1MPa的机组低压末级或次末级抽汽，驱动蒸汽的冷凝水可通过管道回收至直接空冷机组的凝结水箱中。系统设置了专门的闭式循环水系统，用于输送吸收式热泵组回收的热量至锅炉侧一次风及送风暖风器对其进行加热，以替代原设计中采用的辅汽联箱（四段抽汽）对锅炉一次风及送风进行加热的蒸汽，提高了机组运行的经济性。

本实用新型在进入吸收式热泵的直接空冷排汽至吸收式热泵管上设有调节阀，可根据不同工况下排汽温度的不同，通过调节阀调节进入吸收式热泵的乏汽流量，进而控制吸收式热泵组在运行过程中的稳定性。在进入吸收式热泵的直接空冷排汽至吸收式热泵管与乏汽凝结水管道上均设置了隔离阀（截止阀），便于系统的隔离及检修。在驱动蒸汽管道上装有调节阀，便于对驱动蒸汽量进行控制。在驱动蒸汽管道上及驱动蒸汽的凝结水管道上设置有隔离阀（截止阀），便于系统的隔离与检修。驱动蒸汽的凝结水可通过管道回至直接空冷机组凝结水箱（热井）中。闭式循环水系统中设置了闭式膨胀水箱，用于系统补水以及维持闭式循环水系统的运行稳定。在闭式循环水进入吸收式热泵组的管道及闭式循环水出吸收式热泵组的凝结水管道上均设置了隔离阀（截止阀），便于系统的隔离与检修。

采用吸收式热泵组对机组低压缸排至空冷岛冷凝的排汽余热进行回收，回收的热量通过闭式的循环水系统送至锅炉暖风器对锅炉送风及一次风进行加热。吸收式热泵组的驱动蒸汽可采用0.1MPa左右的低压末级或次末级抽汽。该方法及装置一方面对直接空冷机组排汽的大量余热进行了回收，在机组冬季运行时可以节约大量高品质的四段抽汽的用量，此外通过对部分排至空冷岛进行冷凝的低压缸排汽进行利用，减少了机组空冷岛的热负荷，提高了机组运行的经济性。本装置可有效的对锅炉一次风及送风的加热，能够避免因为进入空预器的一次风和送风温度过低所造成的空预器的低温腐蚀以及堵灰现象的发生，提高了机组运行的安全稳定性。

本实用新型具有以下技术效果：1、以西北地区某厂东汽厂600MW直接空冷机组为例，其每年10月至次年4月六个月的平均温度在1.3℃，经计算采用机组七段抽汽作为吸收式热泵的驱动蒸汽，投入该装置可以节约的辅助蒸汽量为13.3t/h左右，增加的发电量为3624kw左右，在上述投运时间段内可节约资金217.5万元。2、该设备的投入可以有效的吸收直接空冷机组的排汽余热，这就有效的减少了机组空冷岛的热负荷，在上述工况下直接空冷机组排汽中被有效利用的余热量占空冷岛的热负荷的1%左右，进而降低机组的运行背压，提升机组运行的经济性。

附图说明

图1是本实用新型实施例中将直接空冷机组排汽余热回收至锅炉送风系统的装置的结构示意图。

图中：1、汽轮机组；2、汽轮机排汽管道；3、空冷岛；4、空冷岛凝结水回水管；5、直接空冷机组凝结水箱；6、直接空冷排汽至吸收式热泵管道截止阀；7、直接空冷排汽至吸收式热泵管；8、直接空冷排汽至吸收式热泵管道调节阀；9、直接空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管；10、空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管道截止阀；11、蒸发器；12、吸收器；13、发生器；14、冷凝器；15、系统循环水进吸收式热泵组管道截止阀；16、系统循环水进吸收式热泵组管道调节阀；17、加热后系统循环水出水管道截止阀；18、加热后系统循环水出水管；19、驱动蒸汽进汽管；20、驱动蒸汽进汽管道截止阀；21、驱动蒸汽进汽管道调节阀；22、驱动蒸汽凝结水管道截止阀；23、驱动蒸汽凝结水管；24、系统循环水管道；25、变频式系统循环水泵；26、一次风进口；27、一次风进口滤网；28、一次风机；29、送风机；30、送风暖风器；31、一次风暖风器；32、循环水箱；33、辅助设备；34、空预器。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，本实施例中将直接空冷机组排汽余热回收至锅炉送风系统的方法：采用0.1MPa或0.1MPa左右的低压末级或次末级抽汽驱动的吸收式热泵组对机组低压缸排至空冷岛3冷凝的排汽余热进行回收，回收的热量通过系统设置的闭式的循环水系统送至锅炉暖风器对锅炉送风及一次风进行加热。

本实施例采用吸收式热泵组对直接空冷机组排汽余热所回收的热量，通过系统设置的闭式的循环水系统送至锅炉暖风器对锅炉送风及一次风进行加热；进入吸收式热泵组进行余热回收的余热热源为直接空冷机组排汽进空冷岛进行冷凝的乏汽，直接取自直接空冷机组排汽至空冷岛管道。

本实施例中的直接空冷机组排汽进空冷岛进行冷凝的乏汽在通过吸收式热泵进行热量回收后，其凝结水通过直接空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管9回至直接空冷机组凝结水箱5，利用直接空冷机组凝结水箱5内的真空完成对机组排汽的抽吸，使其进入吸收式热泵组，同时使得其凝结水能够利用该处的压差自动回到直接空冷机组凝结水箱5中。系统设置了闭式的循环水系统用于将吸收式热泵组回收的热量送至锅炉侧一次风暖风器31及送风暖风器30，用以替代现有设计中机组冬季运行期间暖风器所采用的辅汽联箱（四段抽汽）的蒸汽，对锅炉一次风及送风进行加热。

本实施例中的系统设置了变频闭式循环水泵用于提供将热泵组回收的热量输送至锅炉侧一次风暖风器31及送风暖风器30所需要的循环动力，同时还起到变频调节作用，用于调节经过暖风器加热后的一次风及送风温度。由于系统设置了闭式的循环水系统，所以对于锅炉一次风暖风器31及送风暖风器30采用气水换热的方式对一次风及送风进行加热，同时可以保留原设计中辅助蒸汽至暖风器接口管道，以保障锅炉暖风器热源的备用，提高机组运行的安全稳定性。

本实施例中将直接空冷机组排汽余热回收至锅炉送风系统的装置包括汽轮机组1、汽轮机排汽管道2、空冷岛3、空冷岛凝结水回水管4、直接空冷机组凝结水箱5、直接空冷排汽至吸收式热泵管道截止阀6、直接空冷排汽至吸收式热泵管7、直接空冷排汽至吸收式热泵管道调节阀8、直接空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管9、空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管道截止阀10、蒸发器11、吸收器12、发生器13、冷凝器14、系统循环水进吸收式热泵组管道截止阀15、系统循环水进吸收式热泵组管道调节阀16、加热后系统循环水出水管道截止阀17、加热后系统循环水出水管18、驱动蒸汽进汽管19、驱动蒸汽进汽管道截止阀20、驱动蒸汽进汽管道调节阀21、驱动蒸汽凝结水管道截止阀22、驱动蒸汽凝结水管23、系统循环水管道24、变频式系统循环水泵25、一次风进口26、一次风进口滤网27、一次风机28、送风机29、送风暖风器30、一次风暖风器31、循环水箱32、辅助设备33和空预器34。

本实施例中的汽轮机组1和空冷岛3通过汽轮机排汽管道2连接，空冷岛3和直接空冷机组凝结水箱5通过空冷岛凝结水回水管4连接，直接空冷排汽至吸收式热泵管7的两端分别连接在汽轮机排汽管道2和蒸发器11上，直接空冷机组凝结水箱5和蒸发器11通过直接空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管9连接，蒸发器11、吸收器12、发生器13和冷凝器14首尾依次连接，吸收器12、辅助设备33和冷凝器14依次连接。

本实施例中的驱动蒸汽进汽管19和驱动蒸汽凝结水管23均与发生器13连接，冷凝器14通过加热后系统循环水出水管18分别与送风暖风器30和一次风暖风器31连接，送风暖风器30和一次风暖风器31均与循环水箱32连接，循环水箱32和吸收器12通过系统循环水管道24连接，变频式系统循环水泵25安装在系统循环水管道24上，送风机29、送风暖风器30和空预器34依次连接，一次风进口26、一次风进口滤网27、一次风机28、一次风暖风器31和空预器34依次连接。

本实施例中的直接空冷排汽至吸收式热泵管道截止阀6安装在直接空冷排汽至吸收式热泵管7上，空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管道截止阀10安装在直接空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管9上，系统循环水进吸收式热泵组管道截止阀15安装在系统循环水管道24上，加热后系统循环水出水管道截止阀17安装在加热后系统循环水出水管18上，驱动蒸汽进汽管道截止阀20安装在驱动蒸汽进汽管19上，驱动蒸汽凝结水管道截止阀22安装在驱动蒸汽凝结水管23上。直接空冷排汽至吸收式热泵管道调节阀8安装在直接空冷排汽至吸收式热泵管7上，系统循环水进吸收式热泵组管道调节阀16安装在系统循环水管道24上，驱动蒸汽进汽管道调节阀21安装在驱动蒸汽进汽管19上。

本实用新型直接空冷机组排汽余热回收装置，其进入吸收式热泵组进行余热回收的余热热源为直接空冷机组排汽进空冷岛进行冷却的乏汽，可直接取自直接空冷机组排汽至空冷岛的汽轮机排汽管道2；直接空冷机组排汽进空冷岛进行冷却的乏汽在通过吸收式热泵进行热量回收后，其凝结水可通过直接空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管9回至直接空冷机组凝结水箱5（热井），可利用凝结水箱内的真空完成对机组排汽的抽吸，使其进入吸收式热泵组，同时使得其凝结水能够利用该处的压差自动回到5机组凝结水箱（热井）中；在进入吸收式热泵的直接空冷排汽至吸收式热泵管7上设有直接空冷排汽至吸收式热泵管道调节阀8，可根据不同工况下排汽温度的不同，通过调节进入吸收式热泵的乏汽流量，进而控制吸收式热泵组在运行过程中的稳定性；在进入吸收式热泵的直接空冷排汽至吸收式热泵管7与直接空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管9上分别设置了直接空冷排汽至吸收式热泵管道截止阀6和空冷排汽至吸收式热泵凝结后凝结水管道截止阀10，便于系统的隔离及检修。

本实用新型直接空冷机组排汽余热利用装置是采用压力在0.1MPa左右的低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，在驱动蒸汽进汽管19上装有驱动蒸汽进汽管道调节阀21，便于对驱动蒸汽量进行控制；在驱动蒸汽进汽管19上及驱动蒸汽凝结水管23上分别设置驱动蒸汽进汽管道截止阀20和驱动蒸汽凝结水管道截止阀22，便于系统的隔离与检修；驱动蒸汽的凝结水可通过驱动蒸汽凝结水管23回至直接空冷机组凝结水箱5（热井）中。

本实用新型直接空冷机组排汽余热回收至锅炉暖风器的方法及装置中设置了专门的闭式循环水系统，变频式系统循环水泵25用于输送在吸收式热泵组里吸热后的循环水至锅炉侧一次风及送风暖风器30、一次风暖风器31，对经过其的一次风及送风进行加热，以替代原设计中采用的辅汽联箱（四段抽汽）对锅炉一次风及送风进行加热的蒸汽，提高了机组运行的经济性。循环水箱32的作用是对闭式循环水系统进行补水，保障系统运行的安全。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。