一种基于汽机高背压排汽的电厂冷端余热深度利用系统

本技术属于虚拟电厂、发电机组热电解耦、电站节能减排领域，特别涉及一种基于汽机高背压排汽的电厂冷端余热深度利用系统。

背景技术：

1、虚拟电厂技术是一项对分布式电源、分布式储能、以及需求响应进行有效整合并进行合理调度的技术。虚拟电厂内含括风电、太阳能发电等多种能源，其中包括了部分火力发电厂。为了使机组更好的与风、光、水等新能源发电厂耦合，发电厂可以利用抽汽供热进行一定程度的热电解耦。在进行热电解耦改造后，我们可以使机组能拥有更大的热电解耦负荷变动空间，与更多的高温蒸汽。但利用抽汽供热的热电解耦会带来的大量未充分做功的高温蒸汽，使机组存在能量利用率低，大量能量浪费等问题。

2、在锅炉运行，燃烧煤粉的过程中，因煤粉燃烧不充分，排汽温度较低等原因，会产生so2、nox等有害物质的排放，严重污染大气环境。

3、节能与环保是现阶段我国火电行业发展的两个重要方向。目前火电行业不仅在能耗方面要求不断提高外，也面临日益严苛的环保标准。在上述背景下，如何提高因热电解耦改造而下降的能源利用率与减少煤粉燃烧带来的大气污染问题，成为技术推广应用的关键问题。本实用新型将热电解耦抽取的高温蒸汽用于加热锅炉一、二次风，且利用温度更高的一、二次风加热煤粉，创造性地提出了一种利用热电解耦改造抽汽的煤粉加热系统，利用高温抽汽加热煤粉，在充分回收了蒸汽的余热，提高了机组对高温蒸汽的利用率。增强了机组消纳风、光、水等新能源的能力，又减少了因热电解耦而带来的能源浪费的同时，提高了煤粉温度，使其能够充分燃烧，加强锅炉烟气与过、再热器之间的热交换，在低温腐蚀与安全温度的限制下，充分燃烧煤粉，尽可能降低了锅炉烟气温度的排放，减少so2、nox等有害物质的排放，实现良好的环保效果的同时还能加强能源利用，实现了环保性能与节能性能的高效协同。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种基于汽机高背压排汽的电厂冷端余热深度利用系统，主要包括汽轮器加热器蒸汽抽取系统、二次风加热系统、一次风加热系统，所述的汽轮器加热器蒸汽抽取系统，其特征在于：汽轮机与加热器相连，蒸汽在进入加热器前利用蒸汽抽取器抽取一部分高温蒸汽，从而实现发电机组的热电解耦，在蒸汽抽取器离开汽轮机不再做功；所述的二次风加热系统，其特征在于：二次风加热系统中二次风加热器空气侧入口与空气预热器空气侧出口相连、二次风加热器蒸汽侧入口与蒸汽抽取器相连、二次风加热器空气侧出口与二次风机相连，二次风机与锅炉相连，蒸汽抽取器的高温蒸汽在二次风加热器进一步加热从空气预热器而来的二次风，加热后进入二次风机完成换热后，二次风机鼓风，使加热过两次的二次风进入锅炉，促进煤粉燃烧；所述的一次风加热系统，其特征在于：二次风加热器蒸汽侧出口与一次风加热器蒸汽侧入口相连，一次风加热器空气侧入口与空气预热器相连，锅炉排汽与空气预热器相连，二次风加热器排出蒸汽的余热在一次风加热器进一步加热从空气预热器而来的一次风，加热后进入一次风机，鼓出的一次风进入煤仓携带煤粉进入锅炉燃烧，排出的蒸汽进入凝汽器回收。

2、所述的蒸汽抽取器抽取的高温蒸汽依次流过二次风加热器与一次风加热器，过程中与从外界抽取的空气进行充分换热，利用高温蒸汽进一步加热一、二次风，回收了蒸汽余热，提高了机组对高温蒸汽的利用率，增强了机组消纳风、光、水等新能源的能力，又减少了因热电解耦而带来的能源浪费。同时也能提高煤粉干度、温度，提高煤粉燃烧效率、速率，进而提高整体的能源利用率，并且降低了锅炉燃烧产生的so2、nox等有害物质排放。

3、本实用新型的有益效果为：

4、1.实现了热电解耦改造抽汽的再利用，有效利用了蒸汽余热。针对热电解耦改造能源利用率低、煤粉燃烧效率低、煤粉燃烧带来的大气污染等问题，创造性的结合了热电解耦抽汽改造技术与蒸汽余热利用技术，提出了一种利用热电解耦改造抽汽的煤粉加热系统。具体来说，利用热电解耦改造抽取的高温蒸汽来加热锅炉的一、二次风，一、二次风再充分加热煤粉，在充分利用蒸汽余热的同时也能提高煤粉温度，提高煤粉干度、温度，提高煤粉燃烧效率、速率，使煤粉在锅炉里可以更加充分燃烧，进而提高整体的能源利用率，增强了机组消纳风、光、水等新能源的能力，又减少了因热电解耦而带来的能源浪费。充分利用了蒸汽余热与煤粉能量，达到节能降耗的目标。

5、2.实现了利用蒸汽余热加热煤粉，使煤粉充分燃烧的同时，加强了锅炉烟气与过、再热器之间的热交换，在低温腐蚀与安全温度的限制下，尽可能降低了锅炉烟气温度的排放，减少so2、nox等有害物质的排放，实现良好的环保效果。

技术特征：

1.一种基于汽机高背压排汽的电厂冷端余热深度利用系统，其特征在于，包括汽轮器加热器蒸汽抽取系统、二次风加热系统与一次风加热系统，汽轮器加热器蒸汽抽取系统中包括汽轮机(1)、加热器(2)、蒸汽抽取器(3)，二次风加热系统包括二次风加热器(4)、二次风机(5)、空气预热器(9)、锅炉(10)，一次风加热系统包括一次风加热器(6)、一次风机(7)、煤仓(8)、空气预热器(9)、锅炉(10)、凝汽器(11)；其主要特征在于：汽轮机(1)与加热器(2)相连，蒸汽抽取器(3)与汽轮机(1)相连，二次风加热器(4)空气侧入口与空气预热器(9)空气侧出口相连、二次风加热器(4)蒸汽侧入口与蒸汽抽取器(3)相连、二次风加热器(4)空气侧出口与二次风机(5)相连，二次风机(5)与锅炉(10)相连，二次风加热器(4)蒸汽侧出口与一次风加热器(6)蒸汽侧入口相连，一次风加热器(6)空气侧入口与空气预热器(9)相连，锅炉(10)排汽与空气预热器(9)相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于汽机高背压排汽的电厂冷端余热深度利用系统，其特征在于蒸汽抽取器(3)抽取一部分汽轮机(1)排出的高温蒸汽，送入二次风加热器(4)加热内部空气。

3.根据权利要求1所述的一种基于汽机高背压排汽的电厂冷端余热深度利用系统，其特征在于空气预热器(9)排出的空气进入二次风加热器(4)加热，二次风机(5)鼓风，将二次风加热器(4)排出热空气送入锅炉(10)，二次风加热器排出热蒸汽进入一次风加热器(6)。

4.根据权利要求1所述的一种基于汽机高背压排汽的电厂冷端余热深度利用系统，其特征在于空气预热器(9)排出的空气进入一次风加热器(6)加热，一次风机(7)鼓风，一次风加热器(6)排出热空气进入煤仓(8)后携带煤粉进入锅炉(10)燃烧，一次风加热器(6)排出的蒸汽进入凝汽器(11)回收。

技术总结本技术公开了一种基于汽机高背压排汽的电厂冷端余热深度利用系统，该系统利用了机组热电解耦改造后的汽轮机高背压排汽作为热源加热锅炉的一、二次风，深度利用了电厂冷端余热加热煤粉的系统，主要包括汽轮机蒸汽抽取口、二次风加热器、空气预热器、煤粉仓、锅炉等。该系统在虚拟电厂机组热电解耦改造的背景下，充分利用机组高背压排汽。利用热电解耦未利用的热量充分加热锅炉的一、二次风，提高锅炉整体的燃烧效率，提高能源利用率与煤粉燃烧程度，减少锅炉燃烧产生的SO2、NOx等有害物质排放。使得抽汽余热的利用更充分、效率更高，煤粉能量利用率更高、燃烧更充分，实现节能与环保的双重效益。技术研发人员：郑淇薇,陈衡,赵欣悦,潘佩媛,徐钢受保护的技术使用者：华北电力大学技术研发日：20221010技术公布日：2024/1/13