可全季节运行的机炉耦合深度烟气余热利用系统及控制方法与流程

本发明涉及一种可全季节运行的机炉耦合深度烟气余热利用系统及控制方法。

背景技术：

1、火力发电厂排烟热损失是电站锅炉各项热损失中最大的一项，一般在5％～8％，占锅炉总热损失的80％或更高。影响排烟热损失的主要因素是锅炉排烟温度，一般情况下，排烟温度每升高20℃，排烟热损失增加约1.0％。我国现役火电机组中锅炉排烟温度普遍维持在125～150℃左右水平，排烟温度高是一个普遍现象。因此，通过合理的手段降低排烟温度不但能够回收烟气余热，还能为环保改造提供便利条件。合理利用锅炉排烟热量对提高机组效率起着至关重要的作用。

2、目前常用的烟气余热利用技术是通过安装低温省煤器，从而实现利用烟气余热加热凝结水的目的，进而产生节能收益。然而锅炉空预器冷端温度低的问题并没有得到解决，冬季的时候仍然需要投运蒸汽暖风器从而保证空预器的安全性。而蒸汽暖风器都是利用的机组辅汽联箱的蒸汽，相当于耗能的设备。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种可全季节运行的机炉耦合深度烟气余热利用系统。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种可全季节运行的机炉耦合深度烟气余热利用系统，包括烟气冷却器、热媒水-凝结水换热器、热媒水一次风暖风器、热媒水二次风暖风器、正转凝结水泵、反转凝结水泵、汽轮机的加热机构中依次串连的第七低压加热器、第八低压加热器、第九低压加热器；

3、烟气冷却器出口的高温热媒水管路上设置有热媒水-凝结水换热器，热媒水-凝结水换热器热媒进口设有热媒水-凝结水换热器进口阀，热媒水-凝结水换热器的热媒出口设有热媒水-凝结水换热器出口阀，烟气冷却器出口的高温热媒水经过热媒水-凝结水换热器后变为新热媒水，去往热媒水一次风暖风器；热媒水-凝结水换热器出口阀的出口通过管道连接所述热媒水一次风暖风器，所述热媒水一次风暖风器进口设置有一次风热媒水调节阀，所述热媒水一次风暖风器出口设置有一次风热媒水暖风器出口阀，所述热媒水一次风暖风器出口的热媒水通过管道经过热媒水增压泵增压后再次返回到烟气冷却器吸热；烟气冷却器进口设有烟气冷却器进口阀，烟气冷却器出口设有烟气冷却器出口阀；

4、热媒水-凝结水换热器设有第一换热介质进出管和第二换热介质进出管；

5、第七低压加热器进口通过依次设置反转凝结水增压泵进口阀、反转凝结水增压泵、反转凝结水增压泵逆止阀、反转凝结水增压泵出口阀的管道与第一换热介质进出管相连接；第二换热介质进出管通过设置正转凝结水增压泵旁路阀的管路与第三低压加热器进口相连接；

6、第九低压加热器的进口通过依次设置正转凝结水增压泵进口阀、正转凝结水增压泵、正转凝结水增压泵逆止阀、正转凝结水增压泵出口阀的管道与第二换热介质进出管相连接；第一换热介质进出管还通过设置反转凝结水增压泵旁路阀的管路与第三低压加热器进口相连接。

7、作为一种优选的方案，所述烟气冷却器两端设置有水侧旁路，水侧旁路上设置有烟气冷却器旁路阀；通过烟气冷却器进口阀、烟气冷却器出口阀和烟气冷却器旁路阀的开闭配合实现启炉阶段热媒水全部旁路烟气冷却器。

8、作为一种优选的方案，所述热媒水-凝结水换热器两端并联有热媒水-凝结水换热器旁路阀。

9、作为一种优选的方案，所述热媒水一次风暖风器两端并连有热媒水二次风暖风器，热媒水二次风暖风器进口设置有二次风热媒水调节阀，所述热媒水二次风暖风器出口的热媒水混合后经过热媒水增压泵增压后再次返回到烟气冷却器吸热；

10、作为一种优选的方案，所述热媒水增压泵的进口管道上设有稳压水箱，稳压水箱上设有稳压水箱出口阀。

11、作为一种优选的方案，所述热媒水增压泵的出口管道上设有热媒水增压泵逆止阀。

12、本发明另一个所要解决的技术问题是：提供一种上述可全季节运行的机炉耦合深度烟气余热利用系统的控制方法。

13、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种机炉耦合深度烟气余热利用系统的控制方法，本系统正常运行控制过程具体如下：

14、当烟气冷却器所吸收的热量与热媒水一次风暖风器和热媒水二次风暖风器所需要的热量一致时：

15、烟气冷却器旁路阀、热媒水-凝结水换热器进口阀、热媒水-凝结水换热器出口阀、正转凝结水增压泵进口阀、正转凝结水增压泵出口阀、反转凝结水增压泵出口阀、反转凝结水增压泵进口阀、正转凝结水增压泵旁路阀、反转凝结水增压泵旁路阀关闭，整个热媒水-凝结水换热器退出运行；其余阀门开启；由热媒水增压泵带动系统运行；

16、当烟气冷却器所吸收的热量大于热媒水一次风暖风器和热媒水二次风暖风器所需要的热量时，多余的热量通过热媒水-凝结水换热器返回至汽轮机侧，此时：

17、烟气冷却器旁路阀、热媒水-凝结水换热器旁路阀、正转凝结水增压泵旁路阀、反转凝结水增压泵出口阀、反转凝结水增压泵进口阀关闭，热媒水-凝结水换热器正向运行；其余阀门开启；由热媒水增压泵以及正转凝结水增压泵带动系统运行；

18、当烟气冷却器所吸收的热量小于热媒水一次风暖风器和热媒水二次风暖风器所需要的热量时，抽取高温凝结水用于补充热媒水一次风暖风器和热媒水二次风暖风器缺少的热量，具体如下：

19、烟气冷却器进口阀、烟气冷却器出口阀、热媒水-凝结水换热器进口阀、热媒水-凝结水换热器出口阀、反转凝结水增压泵进口阀、反转凝结水增压泵出口阀、正转凝结水增压泵旁路阀开启；烟气冷却器旁路阀、热媒水-凝结水换热器旁路阀、反转凝结水增压泵旁路阀、正转凝结水增压泵出口阀、正转凝结水增压泵进口阀关闭，热媒水-凝结水换热器反向运行；由热媒水增压泵以及反转凝结水泵带动系统运行。

20、作为一种优选的方案，在机组启动阶段，由于热媒水增压泵泵出的低温热媒水温度低于70℃，为避免温度过低的低温热媒水进入烟气冷却器造成低温腐蚀的问题，此时系统运行操作为：

21、烟气冷却器进口阀、烟气冷却器出口阀关闭，烟气冷却器旁路阀开启，热媒水增压泵对低温热媒水进行增压后不经过烟气冷却器；

22、热媒水-凝结水换热器旁路阀、反转凝结水增压泵旁路阀、正转凝结水增压泵出口阀、正转凝结水增压泵进口阀关闭，热媒水-凝结水换热器反向运行；其余阀门开启；由热媒水增压泵以及反转凝结水泵带动系统运行；

23、等到低温热媒水温度高于70℃，同时烟气冷却器进口烟气温度高于90℃时，系统进入正常运行控制状态。

24、本发明的有益效果是：

25、本发明烟气冷却器出口的高温热媒水首先通过热媒水-凝结水换热器对低温凝结水进行加热，放热后的热媒水分为两路，一路去往热媒水一次风暖风器加热冷一次风；一路去往热媒水二次风暖风器加热冷二次风；通过调节阀分别调节进入热媒水一次风暖风器、热媒水二次风暖风器的热媒水流量，从而达到热量调节的目的。当机组排烟温度较高时，烟气冷却器所吸收的烟气热量大于热媒水一次风暖风器和热媒水二次风暖风器的需热量，多余的热量通过热媒水-凝结水换热器传递给低温凝结水，从而产生节能收益；当机组排烟温度较低时，烟气冷却器所吸收的热量小于热媒水一次风暖风器和热媒水二次风暖风器的需热量，此时需要从高温凝结水侧往系统内补充热量，从而保证热媒水一次风暖风器和热媒水二次风暖风器的需热量。

26、本系统在排烟温度较高时，烟气余热可用于加热冷空气和凝结水；排烟温度较低时，可利用烟气余热和凝结水加热冷空气。使烟气余热利用系统在全年各个季节能够正常运行，同时可以不再设置辅助蒸汽加热器，更加有利于环保、能源节约和成本降低。