适用于超（超）临界锅炉低负荷湿态运行的热量回收系统及方法与流程

背景技术：

1、随着我国经济的发展和综合国力的不断提升，人们对环境问题日益重视。在电力生产领域，风电和太阳能等新能源得到了快速发展，然而，新能源具有随机性、波动性和间歇性等特点，其大规模上网会对电网负荷带来负面影响。深入挖掘传统燃煤机组的深度调峰能力，是解决新能源电力消纳问题最便捷、快速和有效的手段。

2、目前在燃煤发电机组中，超临界、超(超)临界机组已经是我国的主力机组，但在承担调峰任务期间，有相当一部分也不得不处于低负荷甚至于超低负荷的工况下运行。对于超(超)临界直流锅炉而言，当负荷降至30％额定负荷以下时，锅炉水冷壁内产生的蒸汽小于水冷壁流量，锅炉的运行方式需由干态运行转化为湿态运行。此时，水冷壁出口介质中的饱和蒸汽经由启动旁路系统中汽水分离器的分离后再进入过热器。分离剩余的饱和水则送入储水箱，并通过其下方的一路排水经由循环泵送回省煤器。另外，为了保持锅炉的安全运行和维护炉内的水动力稳定性，储水箱内的水位需要保持在合理位置，并通过液位调节阀不断调整控制。期间排出的疏水被送入大气扩容器，这一过程会造成了不少工质和能力损失，影响火电机组的运行经济性。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的能量回收系统及方法，能够充分利用储水箱中排出的疏水，从而提高锅炉的运行效率。

2、为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的热量回收系统，包括：储水箱、大气扩容器、蓄热器、导热油储存罐、给水加热器、汽水分离器、给水泵、除氧器和超(超)临界锅炉，所述超(超)临界锅炉与储水箱形成回路，所述储水箱通过管路还与大气扩容器、凝结水箱依次连接；所述储水箱与大气扩容器之间的分支管路与蓄热器连接，所述蓄热器、导热油储存罐、给水加热器的热源侧形成回路，所述给水加热器的给水侧的入水口通过给水泵与除氧器连接，所述水加热器的给水侧的出水口通过高压回热加热器组与超(超)临界锅炉连接。

3、进一步地，所述储水箱与大气扩容器之间的管路上依次设有液位调节阀、截止阀。

4、进一步地，所述截止阀的两端设有分支管路，所述分支管路连接蓄热器的蓄热侧。

5、进一步地，所述蓄热器的蓄热侧的入口分支管路上设有蓄热器入口阀，所述蓄热器的蓄热侧的出口分支管路上设有蓄热器出口阀。

6、进一步地，所述蓄热器中的蓄热介质为熔融盐。

7、进一步地，所述蓄热器的放热侧的出口端通过导热油循环泵与导热油储存罐的顶部连接，所述导热油储存罐的底部与给水加热器的热源侧的一端连接，所述给水加热器的热源侧的另一端与蓄热器的放热侧的入口端连接。

8、进一步地，所述给水加热器为导热式换热器。

9、进一步地，所述超(超)临界锅炉由依次连接的省煤器、水冷壁和汽水分离器组成，所述汽水分离器的出水口与储水箱的入口连接，储水箱的一路出口通过循环水泵与省煤器的入口连接；所述省煤器还与高压回热加热器组连接。

10、进一步地，本发明还提供了一种所述适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的热量回收系统的工作方法，具体过程如下：

11、a、超(超)临界锅炉在启动状态时，打开调节阀、截止阀，关闭蓄热器入口阀和蓄热器出口阀，由汽水分离器进入储水箱中疏水排入大气扩容器，经由凝结水箱送回到凝汽器或机组循环水系统中；

12、b、当超(超)临界锅炉内的负荷大于30％时，超(超)临界锅炉处于干态运行，液位调节阀、截止阀、蓄热器入口阀和蓄热器出口阀均处于关闭状态，且循环水泵处于关闭状态；

13、c、当超(超)临界锅炉内的负荷低于30％时，超(超)临界锅炉处于湿态运行，开启循环水泵，储水箱内的部分疏水通过循环水泵送回省煤器，经水冷壁回到汽水分离器中，调节液位调节阀的开度，调整蓄储水箱内的水位时，关闭截止阀，打开蓄热器入口阀和蓄热器出口阀，将储水箱排出的疏水流入蓄热器的蓄热侧，将热量储存于蓄热器内的熔融盐中，并将温度降低的疏水排入大气扩容器，经由凝结水箱送回到凝汽器或机组循环水系统中。

14、进一步地，在c的工况下，所述导热油循环泵将导热油储存罐中的导热油送入蓄热器的放热侧，蓄热器中的热量输出给导热油储存罐、给水加热器的热源侧，使高压回热加热器组入口处的水温升高。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

16、1、本发明适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的热量回收系统在超(超)临界锅炉内的负荷低于30％时，通过液位调节阀调整储水箱内的水位，排除了疏水流量不稳定，由此造成的热量损失也不稳定的问题；同时，本发明将这部分热量先储存在蓄热器中，待需要时，可以通过蓄热器实现存储能量的稳定输出，从而将不稳定热源转化为稳定热源。

17、2、本发明适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的热量回收系统中蓄热器内储存的热量通过导热油传递给高压回热加热器组入口处的给水，一方面，水温提高可以减少高压抽汽量，有利于火电机组循环效率的提高；另一方面，若高压抽汽量维持不变或仅适量减少时，省煤器入口端水温升高，会使其烟气侧的吸热量降低，出口烟温升高，从而提升脱硝设备在低负荷下运行的脱硝效率。

技术特征：

1.一种适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的热量回收系统，其特征在于，包括：储水箱(1)、大气扩容器(4)、蓄热器(7)、导热油储存罐(9)、给水加热器(10)、汽水分离器(11)、给水泵(17)、除氧器(18)和超(超)临界锅炉，所述超(超)临界锅炉与储水箱(1)形成回路，所述储水箱(1)通过管路还与大气扩容器(4)、凝结水箱(16)依次连接；所述储水箱(1)与大气扩容器(4)之间的分支管路与蓄热器(7)连接，所述蓄热器(7)、导热油储存罐(9)、给水加热器(10)的热源侧形成回路，所述给水加热器(10)的给水侧的入水口通过给水泵(17)与除氧器(18)连接，所述水加热器(10)的给水侧的出水口通过高压回热加热器组(15)与超(超)临界锅炉连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的热量回收系统，其特征在于，所述储水箱(1)与大气扩容器(4)之间的管路上依次设有液位调节阀(2)、截止阀(3)。

3.根据权利要求2所述的一种适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的热量回收系统，其特征在于，所述截止阀(3)的两端设有分支管路，所述分支管路连接蓄热器(7)的蓄热侧。

4.根据权利要求3所述的一种适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的热量回收系统，其特征在于，所述蓄热器(7)的蓄热侧的入口分支管路上设有蓄热器入口阀(5)，所述蓄热器(7)的蓄热侧的出口分支管路上设有蓄热器出口阀(6)。

5.根据权利要求3所述的一种适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的热量回收系统，其特征在于，所述蓄热器(7)中的蓄热介质为熔融盐。

6.根据权利要求1所述的一种适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的热量回收系统，其特征在于，所述蓄热器(7)的放热侧的出口端通过导热油循环泵(8)与导热油储存罐(9)的顶部连接，所述导热油储存罐(9)的底部与给水加热器(10)的热源侧的一端连接，所述给水加热器(10)的热源侧的另一端与蓄热器(7)的放热侧的入口端连接。

7.根据权利要求1所述的一种适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的热量回收系统，其特征在于，所述给水加热器(10)为导热式换热器。

8.根据权利要求1所述的一种适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的热量回收系统，其特征在于，所述超(超)临界锅炉由依次连接的省煤器(12)、水冷壁(11)和汽水分离器(11)组成，所述汽水分离器(11)的出水口与储水箱(1)的入口连接，储水箱(1)的一路出口通过循环水泵(8)与省煤器(12)的入口连接；所述省煤器(12)还与高压回热加热器组(15)连接。

9.一种权利要求1-8任一项所述适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的热量回收系统的工作方法，其特征在于，具体过程如下：

10.根据权利要求9所述的适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行时的热量回收系统的工作方法，其特征在于，在c的工况下，所述导热油循环泵(8)将导热油储存罐(9)中的导热油送入蓄热器(7)的放热侧，蓄热器(7)中的热量输出给导热油储存罐(9)、给水加热器(10)的热源侧，使高压回热加热器组(15)入口处的水温升高。

技术总结本发明公开了一种适用于超(超)临界锅炉低负荷湿态运行的能量回收系统及方法，包括：储水箱、大气扩容器、蓄热器、导热油储存罐、给水加热器、汽水分离器、给水泵、除氧器和超(超)临界锅炉，超(超)临界锅炉与储水箱形成回路，储水箱通过管路还与大气扩容器、凝结水箱依次连接；储水箱与大气扩容器之间的分支管路与蓄热器连接，所述蓄热器、导热油储存罐、给水加热器的热源侧形成回路，给水加热器的给水侧的入水口通过给水泵与除氧器连接，水加热器的给水侧的出水口通过高压回热加热器组与超(超)临界锅炉连接。该能量回收系统及方法能有效回收饱和疏水中的热量，提高超(超)临界锅炉的运行效率，改善低负荷下脱硝设备的脱硝效率。技术研发人员：张贺,秦宁,朱万进,张健,杨佩,汪军,周海,张旭,杨振受保护的技术使用者：国能徐州发电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/13