基于锅炉尾部旁路烟道的火力发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于火力发电领域，具体涉及基于锅炉尾部旁路烟道的火力发电系统。
【背景技术】
[0002]随着能源价格的不断攀升以及节能减排要求日益严格，电站锅炉烟气余热利用受到广泛重视。目前运用最广泛的烟气余热回收形式是在空气预热器之后的锅炉排烟烟道内加装换热器(一般称之为低压省煤器)，利用锅炉排烟的低温余热加热汽轮机凝结水，从而可节省部分汽轮机抽汽，达到增加机组出力和降低供电煤耗的目的。这种方式不足的地方是:锅炉排烟的温度较低，导致烟气和凝结水的换热温差较低，因而可回收烟气余热量有限，而且换热器成本及体积较大，工程应用的经济性不高；另外，低温烟气的品质较低，只能排挤低压抽汽在汽轮机做功，热功转换效率低，最终由烟气余热回收获得的发电机组节煤效益也比较有限。
[0003]针对高水分褐煤锅炉排烟温度高，而低压省煤器方案所得节煤效益有限的情况，德国学者提出了在锅炉尾部设置与空气预热器并联的旁路烟道方案。该方案因一部分烟气未经空气预热器而从旁路烟道流出，使得空气预热器出口的烟气温度被降低；同时，利用旁路烟道内温度相对较高的烟气加热机组给水及凝结水，使得烟气热能所排挤汽轮机组抽汽的品质提高，从而获得较低压省煤器方案更高的节煤效益。
[0004]但是，在所有现有旁路烟道方案中，锅炉送风均采用全部由烟气加热的两级预热，空气第一级预热由锅炉除尘器之后的低温烟气以中间循环工质为热媒通过间壁式换热加热空气，第二级预热由布置在锅炉尾部烟道的常规回转式空气预热器加热。这种空气预热方案存在的突出问题是:空气的第一级预热器中烟气与空气换热温差很小，致使低温空气预热器的设备体积及投资成本很大；而且因除尘器后低温烟气预热空气可获得的空气温升较小，使得能够进入旁路烟道用于排挤抽汽的烟气量较小，因而机组节煤效益相对有限；而且，更为突出的问题是，因受热面管壁温度很低，使低温空气预热器受热面不可避免地面临严重的低温腐蚀，为此低温空气预热器受热面须采用价格非常昂贵的耐腐蚀材质，这严重降低了旁路烟道方案的工程可行性和投资经济性。
【发明内容】
[0005]本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种充分利用汽轮机抽汽凝结废热和锅炉尾部烟气余热、避免空气预热器的冷端低温腐蚀，同时使得发电效率大大提高的基于锅炉尾部旁路烟道的火力发电系统。
[0006]本发明提供一种基于锅炉尾部旁路烟道的火力发电系统，利用燃料加热给水从而进行发电，其特征在于，包括:锅炉本体子系统、送风子系统、尾部烟道子系统、汽轮机组子系统以及发电机，其中，锅炉本体子系统包含:设有炉膛的锅炉、与炉膛的出口相连并且分成主路烟道和旁路烟道的锅炉烟道，送风子系统包含:用于提供环境冷风的送风机、与送风机相连接用于对环境冷风进行预热得到温风的前置空气预热器、设在主路烟道中将温风进行加热得到热风的烟道空气预热器，尾部烟道子系统包含:设在旁路烟道中并且靠近旁路烟道的入口的高压给水换热器以及设在旁路烟道中并且靠近旁路烟道的出口的低压凝结水换热器，汽轮机组子系统包含:与锅炉顺次连接的汽轮机、凝汽器以及回热加热单元，燃料在炉膛中进行燃烧加热给水得到蒸汽，并且燃料在炉膛内部燃烧生成烟气，烟气的一部分进入主路烟道对烟道空气预热器内的温风进行加热，烟气的另一部分进入旁路烟道对高压给水换热器中的给水和低压凝结水换热器中的凝结水进行加热，汽轮机利用蒸汽做功从而带动发电机进行发电，从汽轮机出来的蒸汽进入凝汽器后被冷凝为凝结水，凝结水经过回热加热单元被加热形成给水进入锅炉，回热加热单元包含:利用汽轮机中相对应的低压抽汽对凝结水进行加热得到热水的多个低压加热器、对热水进行除氧加热的除氧器以及利用汽轮机中的高压抽汽对热水进行加热并得到给水的多个高压加热器，低压凝结水换热器与至少一个低压加热器相并联用于将凝结水加热形成热水，高压给水换热器与至少一个高压加热器相并联用于将热水加热形成给水，前置空气预热器利用汽轮机的低压抽汽对环境冷风进行预热得到温风。
[0007]在本发明提供的基于锅炉尾部旁路烟道的火力发电系统中，可以具有这样的特征:其中，其中，汽轮机组子系统还包含设在凝汽器和多个低压加热器之间的凝结水栗，凝结水栗用于将凝结水进行升压，回热加热单元包含:多个低压加热器、除氧器以及多个高压加热器，多个低压加热器基于从汽轮机中抽出的低压抽汽的汽压以一定顺序连接。
[0008]在本发明提供的基于锅炉尾部旁路烟道的火力发电系统中，还可以具有这样的特征:其中，前置空气预热器包含:连接在送风机和烟道空气预热器之间的低温空气预热器、用于引入多个低压加热器和除氧器中任意一个的低压抽汽的低温空气预热器抽汽管道、以及将该低压抽汽形成的疏水回流至下一级的低压加热器中的低温空气预热器疏水管道，低温空气预热器利用低压抽汽对环境冷风进行预热并得到温风，同时该低压抽汽被冷却和凝结成为疏水。
[0009]在本发明提供的基于锅炉尾部旁路烟道的火力发电系统中，还可以具有这样的特征:其中，前置空气预热器包含:连接在送风机和烟道空气预热器之间的低温空气预热器、用于引入多个低压加热器和除氧器中任意一个的低压抽汽的低温空气预热器抽汽管道、以及将该低压抽汽形成的疏水回流至凝汽器中的低温空气预热器疏水管道，低温空气预热器利用低压抽汽对环境冷风进行预热并得到温风，同时该低压抽汽被冷却和凝结成为疏水。
[0010]在本发明提供的基于锅炉尾部旁路烟道的火力发电系统中，还可以具有这样的特征:其中，高压给水换热器上设有用于调节热水的流量的高压调节阀，低压凝结水换热器上设有用于调节凝结水的流量的低压调节阀。
[0011]在本发明提供的基于锅炉尾部旁路烟道的火力发电系统中，还可以具有这样的特征:尾部烟道子系统还包含:与锅炉烟道的尾部出口依次连接的除尘器、引风机和脱硫装置，引风机的出口与脱硫装置的进口相连。
[0012]在本发明提供的基于锅炉尾部旁路烟道的火力发电系统中，还可以具有这样的特征:其中，锅炉本体子系统包含位于低压凝结水换热器下方的烟气挡板、以及用于调节烟气挡板的开度大小的调节件，调节件调节烟气挡板的开度从而调节主路烟道和旁路烟道中的烟气流量分配。
[0013]发明的作用与效果
[0014]在本发明的基于锅炉尾部旁路烟道的火力发电系统中，因为锅炉烟道分成主路烟道和旁路烟道，高压给水换热器和低压凝结水换热器分别利用烟气的热量加热热水和凝结水，另外，通过前置空气预热器利用低压抽汽对环境冷风进行预热，这样解决了现有空气预热器旁路烟道高效发电技术存在的低温空气预热器受热面严重低温腐蚀的突出问题，同时使火力发电机组供电效率进一步大幅提高。其技术原理是，在一定送风量和热风温度前提下，由于汽轮机组抽汽的凝结废热用于锅炉送风预热，使得由锅炉尾部烟气加热送风的所需热量减小，因而可在空气预热器旁路烟道内分流出更多温度较高的高品质烟气热能用于加热机组给水/凝结水，由此减少热功转换效率高的高压蒸汽的抽汽量，所排挤的高压抽汽在汽轮机组内输出更多机械功用于发电，从而既使低压抽汽的凝结废热得以有效回收利用于发电系统，又实现了低品位抽汽凝结废热替换出高品位烟气热能，最终使火力发电机组供电效率得以大幅提高。由于前置空气预热器采用抽汽加热，既使得低压蒸汽凝结废热被回收利用于发电系统，同时也完全避免了由低温烟气加热所带来的严重腐蚀问题。此外从强化换热从而减小换热设备体积及成本的角度，抽汽凝结放热加热空气的换热系数远远高于烟气/空气换热，因而采用抽汽加热的前置空气预热器具有明显的体积小、投资少、运行安全可靠、工程可行性佳的优点。
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施例中基于锅炉尾部旁路烟道的火力发电系统的结构框图；
[0016]图2为本发明实施例中基于锅炉尾部旁路烟道的火力发电系统的结构示意图；以及
[0017]图3为本发明实施例中基于锅炉尾部旁路烟道的火力发电系统的工作示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图和实施例对本