一种双锅炉回热补汽高效余能余热发电系统及发电方法与流程

本发明涉及蒸汽发电领域，尤其是一种双锅炉回热补汽高效余能余热发电系统及发电方法。

背景技术：

1、化工行业与钢铁行业是能源高度密集的产业，消耗的材料多，能源消耗大，污染物排放量大，大多数投入的材料和能源都以废汽或者饱和蒸汽的形式排出。比如钢铁厂高炉冶炼产生的高炉煤汽，钢铁厂线材生产车间产生的饱和蒸汽；煤炭化工焦化炉产生的尾汽，煤制气工艺中甲烷化会放出大量热量，通过余热锅炉回收热量，可以产生饱和蒸汽。

2、在大型钢铁厂中，高炉、焦炉及转化炉等产生的热量除了满足自身需求使用外，还存在富裕的量，为充分利用线材生产线产生的余热，大型钢铁厂会考虑修建饱和汽余热锅炉来回收线材生产线的热能，其可以产生1.5-2.0mpa的低压饱和蒸汽；为了对该余能高效利用，钢铁厂会选择将该低压饱和蒸汽进行加压后进入汽轮机的低压缸进行发电，实现提高发电系统的效率，为钢铁厂提供源源不断的廉价电能，还可以降低碳排放，社会节约能源，保护生态环境。

3、但是，饱和汽余热锅炉产生的饱和汽压力在1.5-2.0mpa之间，该等级压力的饱和蒸汽无法进入锅炉中进行再热，因为锅炉中的压力达到3.0mpa；而直接通入到汽轮机低压缸中，其湿度大，容易水蚀汽轮机的叶片，从而对汽轮机的运行安全产生不利的影响。

技术实现思路

1、本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种双锅炉回热补汽高效余能余热发电系统及发电方法，能够避免饱和汽余热锅炉产生的饱和蒸汽对汽轮机产生的不利影响的同时，还能有效回收利用该饱和蒸汽中的热能，并且将该热能用于发电，以提高发电功率、降低发电厂热耗率，实现发电系统安全高效地运行。

2、本发明采用的技术方案如下：一种双锅炉回热补汽高效余能余热发电系统，包括饱和汽余热锅炉，所述饱和汽余热锅炉的蒸汽出口连接与逐级回热系统的蒸汽进口，所述逐级回热系统具有低温工质进口和高温工质出口，所述高温工质出口与燃气锅炉的进液口连接，所述燃气锅炉的出汽口与汽轮机连接，汽轮机连接有发电机带着发电机转动实现发电。

3、进一步地，所述汽轮机的工质出口连接于凝汽器的物料进口，所述凝汽器的物料出口与逐级回热系统的低温工质进口连接。

4、进一步地，所述汽轮机具有高压缸和低压缸，所述燃气锅炉包括燃气炉过热系统和燃气炉再热系统，所述高温工质出口与燃气炉过热系统连接，所述燃气炉过热系统的出汽口与高压缸的进汽口连接；所述高压缸的出汽口与燃气炉再热系统连接，所述燃气炉再热系统的出汽口与低压缸的进汽口连接。

5、进一步地，所述汽轮机的工质出口设置在低压缸上，以使得汽轮机能够完全利用水蒸汽中的能量。

6、进一步地，所述汽轮机上从高压缸到低压缸依次设置有若干个压力逐渐降低的抽汽管道，所述逐级回热系统包括依次串联的高压加热组、高压除氧器和低压加热组，所述高压加热组包括若干个依次串联设置的高压加热器，所述低压加热组包括若干个依次串联设置的低压加热器，所述高压加热器、高压除氧器和低压加热器逐一对应的与抽汽管道连接。

7、进一步地，所述饱和汽余热锅炉与低于饱和汽余热锅炉产生的饱和蒸汽的压力的抽汽管道连接，以实现利用饱和汽余热锅炉产生的饱和蒸汽的能量回收；沿着工质的运动方向，所述高温工质出口设置在高压加热组中最末端的高压加热器上，所述低温工质进口设置在低压加热组中最首端的低压加热器上。

8、进一步地，所述高压加热器与高压除氧器之间，低压加热器与高压除氧器之间均设置有疏水管。

9、进一步地，沿工质的运动方向，所述低压加热器组中的最首端的低压加热器还连接有轴封加热器，所述轴封加热器的进料口与凝汽器的物料出口连接，所述轴封加热器的加热液进口连接于轴封，所述轴封加热器的加热液出口连接于凝汽器。

10、进一步地，所述饱和汽余热锅炉的进液口连接于凝汽器的物料出口，所述饱和汽余热锅炉与凝汽器之间设置有低压除氧器，所述低压除氧器的蒸汽进口连接于汽轮机抽汽管道或/和饱和汽余热锅炉的蒸汽出口。

11、一种双锅炉回热补汽高效余能余热发电方法，运用所述的发电系统，包括以下步骤：

12、s1：将饱和汽余热锅炉产生饱和蒸汽通入逐级回热系统进行热回收；

13、s2：将获取了饱和蒸汽中的热能的工质通入到燃气锅炉中加热形成主蒸汽；

14、s3：将燃气锅炉中的主蒸汽通入汽轮机中驱动汽轮机工作，汽轮机带着发电机转动实现发电。

15、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

16、1、本发明通过将饱和汽余热锅炉中的饱和蒸汽通入到逐级回热系统中进行热能回收，使得进入逐级回热系统的低温工质逐渐升高温度形成高温工质，将高温工质通过燃气锅炉继续加热形成高温高压的水蒸汽，高温高压的水蒸汽通过汽轮机驱动汽轮机工作，从而带着发电机转动实现发电；该方式使饱和汽余热锅炉中的饱和蒸汽得到利用，并且用来发电，实现提高发电功率、降低发电厂热耗率的目的；

17、2、本发明将饱和汽余热锅炉中的饱和蒸汽先通过逐级回热系统中进行热回收，并不是直接通入汽轮机中进行热能的利用，有效避免饱和蒸汽对汽轮机中的叶片进行水蚀，保证汽轮机的安全运行，有效避免饱和汽余热锅炉产生的饱和蒸汽对汽轮机产生的不利影响。

技术特征：

1.一种双锅炉回热补汽高效余能余热发电系统，其特征在于：包括饱和汽余热锅炉(b3)，所述饱和汽余热锅炉(b3)的蒸汽出口连接与逐级回热系统的蒸汽进口，所述逐级回热系统具有低温工质进口和高温工质出口，所述高温工质出口与燃气锅炉的进液口连接，所述燃气锅炉的出汽口与汽轮机(t)连接，汽轮机(t)连接有发电机(e)带着发电机(e)转动实现发电。

2.根据权利要求1所述的双锅炉回热补汽高效余能余热发电系统，其特征在于：所述汽轮机(t)的工质出口连接于凝汽器的物料进口，所述凝汽器的物料出口与逐级回热系统的低温工质进口连接。

3.根据权利要求2所述的双锅炉回热补汽高效余能余热发电系统，其特征在于：所述汽轮机(t)具有高压缸(hp)和低压缸(lp)，所述燃气锅炉包括燃气炉过热系统(b1)和燃气炉再热系统(b2)，所述高温工质出口与燃气炉过热系统(b1)连接，所述燃气炉过热系统(b1)的出汽口与高压缸(hp)的进汽口连接；所述高压缸(hp)的出汽口与燃气炉再热系统(b2)连接，所述燃气炉再热系统(b2)的出汽口与低压缸(lp)的进汽口连接。

4.根据权利要求3所述的双锅炉回热补汽高效余能余热发电系统，其特征在于：所述汽轮机(t)的工质出口设置在低压缸(lp)上，以使得汽轮机(t)能够完全利用水蒸汽中的能量。

5.根据权利要求3所述的双锅炉回热补汽高效余能余热发电系统，其特征在于：所述汽轮机(t)上从高压缸(hp)到低压缸(lp)依次设置有若干个压力逐渐降低的抽汽管道，所述逐级回热系统包括依次串联的高压加热组、高压除氧器(cy1)和低压加热组，所述高压加热组包括若干个依次串联设置的高压加热器，所述低压加热组包括若干个依次串联设置的低压加热器，所述高压加热器、高压除氧器(cy1)和低压加热器逐一对应的与抽汽管道连接。

6.根据权利要求5所述的双锅炉回热补汽高效余能余热发电系统，其特征在于：所述饱和汽余热锅炉(b3)与低于饱和汽余热锅炉(b3)产生的饱和蒸汽的压力的抽汽管道连接，以实现利用饱和汽余热锅炉(b3)产生的饱和蒸汽的能量回收；沿着工质的运动方向，所述高温工质出口设置在高压加热组中最末端的高压加热器上，所述低温工质进口设置在低压加热组中最首端的低压加热器上。

7.根据权利要求6所述的双锅炉回热补汽高效余能余热发电系统，其特征在于：所述高压加热器与高压除氧器(cy1)之间，低压加热器与高压除氧器(cy1)之间均设置有疏水管。

8.根据权利要求6所述的双锅炉回热补汽高效余能余热发电系统，其特征在于：沿工质的运动方向，所述低压加热器组中的最首端的低压加热器还连接有轴封加热器(cf)，所述轴封加热器(cf)的进料口与凝汽器的物料出口连接，所述轴封加热器(cf)的加热液进口连接于轴封，所述轴封加热器(cf)的加热液出口连接于凝汽器。

9.根据权利要求6所述的双锅炉回热补汽高效余能余热发电系统，其特征在于：所述饱和汽余热锅炉(b3)的进液口连接于凝汽器的物料出口，所述饱和汽余热锅炉(b3)与凝汽器之间设置有低压除氧器(cy2)，所述低压除氧器(cy2)的蒸汽进口连接于汽轮机(t)抽汽管道或/和饱和汽余热锅炉(b3)的蒸汽出口。

10.一种双锅炉回热补汽高效余能余热发电方法，运用权利要求1-9任意一项所述的发电系统，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种双锅炉回热补汽高效余能余热发电系统及发电方法，涉及蒸汽发电领域，包括饱和汽余热锅炉，所述饱和汽余热锅炉的蒸汽出口连接与逐级回热系统的蒸汽进口，所述逐级回热系统具有低温工质进口和高温工质出口，所述高温工质出口与燃气锅炉的进液口连接，所述燃气锅炉的出汽口与汽轮机连接，汽轮机连接有发电机带着发电机转动实现发电。本发明能够避免饱和汽余热锅炉产生的饱和蒸汽对汽轮机产生的不利影响的同时，还能有效回收利用该饱和蒸汽中的热能，并且将该热能用于发电，以提高发电功率、降低发电厂热耗率，实现发电系统安全高效地运行。

技术研发人员：刘鹏,王忠年,卫栋梁,黄子鳗,王彪,魏安荣,张红亮,王珍,朱海锐
受保护的技术使用者：东方电气集团东方汽轮机有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13