燃煤机组回热系统的制作方法

1.本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种燃煤机组回热系统。


背景技术：

2.目前，国内大多数燃煤发电机组都需要有序参与电网的深度调峰，且电网辅助服务收益也逐渐成为燃煤机组经济效益的重要组成部分。然而，燃煤机组在深度调峰运行时，低负荷工况下烟气脱硝系统如何安全、稳定、高效运行已成为相关改造的重点、难点，甚至成为制约机组进一步降低出力的重要因素。过低的烟气温度，将使催化剂表面粘结附加产物(铵盐)，降低催化剂使用效率。另外，过量的氨逃逸也间接影响后续烟道及设备的运行安全性和稳定性。而宽负荷脱硝技术所需要解决的就是低负荷工况下烟气脱硝系统的运行问题。
3.现有技术中，可以使用将催化剂更换为低温催化剂，但低温催化剂由于开发难度较大，还不能大范围的推广；现有的相关技术及应用主要包括省煤器给水旁路、省煤器烟气旁路、省煤器分级设置、热水再循环、增加“0”号高加等。这些技术在一定程度上能够有效提升脱硝入口烟气温度，但在工程实施及后期应用中发现，仍存在相关问题，主要表现在与现有设备空间场地的冲突，新增大型设备使项目投资过高，系统复杂导致运行控制难度增加，锅炉及回热系统等运行风险提升等。
4.因此，有必要开发一种新的灵活性改造热力系统来提高省煤器水侧入口温度，屏蔽省煤器吸热，进而有效提升脱硝装置入口烟气温度，实现机组宽负荷脱硝及调峰运行。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种燃煤机组回热系统，能够有效提升低负荷工况下脱硝装置入口的烟气温度，实现燃煤机组在不同负荷下的脱硝需求，并且保证燃煤机组在调峰时安全、稳定地运行。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.该燃煤机组回热系统包括锅炉、汽轮机、高压加热器、调峰加热器和除氧器锅炉内依次连接有过热蒸汽器、再热蒸汽器、省煤器和脱硝装置，省煤器出口烟气温度能够保证脱硝装置的催化剂高效运行；汽轮机包括汽轮机高压缸和汽轮机低压缸；汽轮机高压缸的蒸汽进口与过热蒸汽器的蒸汽出口连接，汽轮机高压缸的蒸汽出口与再热蒸汽器的蒸汽进口连接，再热蒸汽器的蒸汽出口与汽轮机低压缸的蒸汽进口连接；汽轮机低压缸的蒸汽出口与凝汽设备的蒸汽进口连接；高压加热器的蒸汽进口连接于汽轮机或过热蒸汽器；调峰加热器设置于高压加热器和省煤器之间，调峰加热器的蒸汽进口连接于过热蒸汽器；除氧器的疏水进口连接于高压加热器和调峰加热器，除氧器、高压加热器、调峰加热器和省煤器依次连接。
8.可选地，燃煤机组回热系统还包括减温减压装置，减温减压装置的蒸汽进口连接于过热蒸汽器，减温减压装置的蒸汽出口连接于高压加热器和调峰加热器。
9.可选地，高压加热器包括第一高压加热器、第二高压加热器和第三高压加热器，省煤器、第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器、除氧器依次连接；第二高压加热器的疏水进口连接于第一高压加热器，第三高压加热器的疏水进口连接于第二高压加热器，除氧器的疏水进口连接于第三高压加热器；第一高压加热器的蒸汽进口分别连接于减温减压装置和汽轮机高压缸，第二高压加热器的蒸汽进口分别连接于汽轮机高压缸，第三高压加热器的蒸汽进口与汽轮机低压缸相连。
10.可选地，减温减压装置的蒸汽出口还分别连接于第二高压加热器和第三高压加热器的蒸汽进口。
11.可选地，第一高压加热器的蒸汽进口和第二高压加热器的蒸汽进口连通设置。
12.可选地，第二高压加热器的蒸汽进口和第三高压加热器的蒸汽进口连通设置。
13.可选地，第一高压加热器的蒸汽进口和第三高压加热器的蒸汽进口连通设置。
14.可选地，第一高压加热器的疏水进口连接于调峰加热器。
15.可选地，高压加热器的蒸汽进口和调峰加热器的蒸汽进口之前均设置有隔离阀和止逆阀。
16.可选地，除氧器与高压加热器之间还设置有给水泵。
17.有益效果：
18.本发明中的高压加热器的蒸汽进口连接于汽轮机或过热蒸汽器，调峰加热器的蒸汽进口连接于过热蒸汽器，通过过热蒸汽器引出的主蒸汽在分别进入调峰加热器和高压加热器，高压加热器还抽取了来自于汽轮机的蒸汽。该燃煤机组回热系统使用来自于过热蒸汽器的主蒸汽提高了高压加热器的供热能力，并经过调峰加热器的加热将出口温度进一步提高，使得进入省煤器的给水温度得到大幅提高，能够有效提升低负荷工况下脱硝装置入口的烟气温度，满足了脱硝装置正常运转的温度，实现燃煤机组在不同负荷下的脱硝需求，并且保证燃煤机组在调峰时安全、稳定地运行。
附图说明
19.图1是本发明具体实施方式提供的燃煤机组回热系统的示意图。
20.图中：
21.1、锅炉；2、过热蒸汽器；3、再热蒸汽器；4、省煤器；5、脱硝装置；6、汽轮机高压缸；7、汽轮机低压缸；8、调峰加热器；9、第一高压加热器；10、第二高压加热器；11、第三高压加热器；12、给水泵；13、除氧器；14、过热蒸汽抽汽逆止阀；15、减温减压装置；16、一段抽汽逆止阀；17、一段抽汽隔离阀；18、二段抽汽逆止阀；19、二段抽汽隔离阀；20、三段抽汽逆止阀；21、三段抽汽隔离阀；23、凝汽设备；25、过热蒸汽抽汽隔离阀；26、第一隔离阀；27、第二隔离阀；28、第三隔离阀。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
23.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应
做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
25.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
26.请参考图1，在本实施例中的燃煤机组回热系统包括锅炉1、汽轮机、高压加热器、调峰加热器8和除氧器13，锅炉1内依次连接有过热蒸汽器2、再热蒸汽器3、省煤器4和脱硝装置5，省煤器4出口烟气温度能够保证脱硝装置5的催化剂高效运行；汽轮机包括汽轮机高压缸6和汽轮机低压缸7；汽轮机高压缸6的蒸汽进口与过热蒸汽器2的蒸汽出口连接，汽轮机高压缸6的蒸汽出口与再热蒸汽器3的蒸汽进口连接，再热蒸汽器3的蒸汽出口与汽轮机低压缸7的蒸汽进口连接；汽轮机低压缸7的蒸汽出口与凝汽设备23的蒸汽进口连接；高压加热器的蒸汽进口连接于汽轮机或过热蒸汽器2；调峰加热器8设置于高压加热器和省煤器4之间，调峰加热器8的蒸汽进口连接于过热蒸汽器2；除氧器13的疏水进口连接于高压加热器和调峰加热器8，除氧器13、高压加热器、调峰加热器8和省煤器4依次连接。
27.本实施例中的高压加热器的蒸汽进口连接于汽轮机或过热蒸汽器2，调峰加热器8的蒸汽进口连接于过热蒸汽器2，通过热蒸汽器2引出的主蒸汽在进入汽轮机高压缸6前的蒸汽管道a抽取一部分主蒸汽，通过蒸汽管道c分别进入调峰加热器8和高压加热器，高压加热器还抽取了来自于汽轮机的蒸汽。在保留原有的高压加热器回热供热能力的前提下，使用来自于过热蒸汽器2的主蒸汽提高了高压加热器的供热能力，并经过调峰加热器8的加热将出口温度进一步提高，使得进入省煤器4的给水温度得到大幅提高，从而使得省煤器4的出口烟气温度得以提升，能够有效提升低负荷工况下脱硝装置5入口的烟气温度，对脱硝装置5内的催化剂的加热能力也得到提升，满足了脱硝装置5正常运转的温度，实现燃煤机组在不同负荷下的脱硝需求，并且保证燃煤机组在调峰时安全、稳定地运行。
28.可选地，燃煤机组回热系统还包括减温减压装置15，减温减压装置15的蒸汽进口连接于过热蒸汽器2，减温减压装置15的蒸汽出口连接于高压加热器和调峰加热器8。减温减压装置15能够将来自于过热蒸汽器2的主蒸汽进行降温减压，将较高的蒸汽压力和温度转换成高压加热器和调峰加热器8所需的温度和压力，防止主蒸汽的温度和压力过高超出高压加热器和调峰加热器8的压力和温度限制，保证高压加热器和调峰加热器8安全、稳定地运行，起到保护作用。
29.作为优选的实施例，高压加热器包括第一高压加热器9、第二高压加热器10和第三
高压加热器11，省煤器4、第一高压加热器9、第二高压加热器10、第三高压加热器11、除氧器13依次连接；第二高压加热器10的疏水进口连接于第一高压加热器9，第三高压加热器11的疏水进口连接于第二高压加热器10，除氧器13的疏水进口连接于第三高压加热器11；第一高压加热器9的蒸汽进口分别连接于减温减压装置15和汽轮机高压缸6，第二高压加热器10的蒸汽进口分别连接于汽轮机高压缸6，第三高压加热器11的蒸汽进口与汽轮机低压缸7相连。这样设置的高压加热器，通过第一高压加热器9、第二高压加热器10和第三高压加热器11的层层加热，能够逐级提升给水温度，并且合理地分配各个高压加热器的进口蒸汽来源，保证最终进入到省煤器4的给水温度能够满足脱硝装置5内催化剂的活性温度，实现燃煤机组在不同负荷下的脱硝需求，并且保证燃煤机组在调峰时安全、稳定地运行。
30.进一步地，减温减压装置15的蒸汽出口还分别连接于第二高压加热器10和第三高压加热器11的蒸汽进口。这样设置的燃煤机组回热系统，还能够利用来自于过热蒸汽器2的主蒸汽进入第二高压加热器10和第三高压加热器11，进一步提高第二高压加热器10和第三高压加热器11的加热能力，使得高压加热器出口的给水温度得到进一步提高，从而满足脱硝装置5的工作温度范围，实现燃煤机组在不同负荷下的脱硝需求，并且保证燃煤机组在调峰时安全、稳定地运行。
31.在本实施例中，第一高压加热器9的蒸汽进口和第二高压加热器10的蒸汽进口连通设置。进一步地，第二高压加热器10的蒸汽进口和第三高压加热器11的蒸汽进口连通设置。以及，第一高压加热器9的蒸汽进口和第三高压加热器11的蒸汽进口连通设置。这样设置的燃煤机组回热系统可以利用第一高压加热器9的进口蒸汽为第二高压加热器10和第三高压加热器11补充进汽，利用第二高压加热器10的进口蒸汽为第三高压加热器11补充进汽，进一步提高第二高压加热器10和第三高压加热器11的加热能力，使得该燃煤机组回热系统在低负荷运行情况下也能向省煤器4提供温度足够高的给水，满足与省煤器4相连的脱硝装置5的工作温度范围，进一步保证燃煤机组在不同负荷下的脱硝需求。
32.进一步地，第一高压加热器9的疏水进口连接于调峰加热器8。将第一高压加热器9的疏水进口连接于调峰加热器8，能够使得调峰加热器8的疏水能够同时排向第一高压加热器9和除氧器13，及时可靠地将调峰加热器8的疏水排出，以维持调峰加热器8内水位稳定和压力稳定，保证调峰加热器8的安全、稳定地运行。
33.优选地，除氧器13与高压加热器之间还设置有给水泵12。该给水泵12能够及时向高压加热器以及调峰加热器8补充水量，以维持高压加热器和调峰加热器8内水位稳定和压力稳定，保证高压加热器和调峰加热器8的安全、稳定地运行。
34.本实施例中的高压加热器的蒸汽进口和调峰加热器8的蒸汽进口之前均设置有隔离阀和止逆阀。该隔离阀和止逆阀能够起到隔离、防止蒸汽逆流的作用，保证该燃煤机组回热系统安全和稳定地运行。
35.下面详细介绍一具体的实施例中各部件的连接关系和工作过程。具体地，如图1所示，过热蒸汽器2通过蒸汽管道a向汽轮机高压缸6供汽，汽轮机高压缸6的排汽通过蒸汽管道p进入再热蒸汽器3，随后从再热蒸汽器3出口由蒸汽管道b进入汽轮机低压缸7，经汽轮机低压缸7做功后的排汽由排汽管道o进入凝汽设备23进行凝结；
36.汽轮机低压气缸通过抽气管道g进入第三高压加热器11，抽气管道g上依次设置有三段抽汽逆止阀20和三段抽汽隔离阀21；
37.汽轮机高压气缸通过抽气管道f进入第二高压加热器10，抽气管道f上依次设置有二段抽汽逆止阀18和二段抽汽隔离阀19，二段抽汽隔离阀19和二段抽汽逆止阀18之间设置有蒸汽管道w，蒸汽管道w上设置有第三隔离阀28，蒸汽管道w的另一端连接于抽气管道g上三段抽气隔离阀之后；
38.汽轮机高压气缸通过抽气管道e进入第一高压加热器9，抽气管道e上依次设置有一段抽汽逆止阀16和一段抽汽隔离阀17，一段抽汽隔离阀17和一段抽汽逆止阀16之间设置有蒸汽管道v，蒸汽管道v上设置有第二隔离阀27，并且在蒸汽管道v上第二隔离阀27之后还连接有蒸汽管道y，蒸汽管道v的另一端连接于抽气管道f上二段抽气隔离阀之后，蒸汽管道y的另一端连接于抽气管道g上三段抽气隔离阀之后；
39.在蒸汽管道a上连接有蒸汽管道c从而向调峰加热器8供汽，蒸汽管道c上沿蒸汽流向依次设置有过热蒸汽抽汽逆止阀14、减温减压装置15以及过热蒸汽抽汽隔离阀25；在过热蒸汽抽汽隔离阀25以及减温减压装置15之间的管道上连通设置有蒸汽管道u，蒸汽管道u上设置有第一隔离阀26，并且在蒸汽管道u上第一隔离阀26之后还连接有蒸汽管道x和蒸汽管道z，蒸汽管道u的另一端连接于抽气管道e上一段抽气隔离阀之后，蒸汽管道x的另一端连接于抽气管道f上二段抽气隔离阀之后，蒸汽管道z的另一端连接于抽气管道g上三段抽气隔离阀之后；
40.调峰加热器8的疏水通过疏水管道i和疏水管道k分别连接于第一高压加热器9和除氧器13；第一高压加热器9的疏水通过疏水管道l连接于第二高压加热器10，第一高压加热器9的疏水通过疏水管道l连接于第二高压加热器10，第二高压加热器10的疏水通过疏水管道m连接于第三高压加热器11，第三高压加热器11的疏水通过疏水管道n连接于除氧器13。
41.在本实施例中，通过不同的蒸汽管道和抽汽管道的组合为第一高压加热器9、第二高压加热器10和第三高压加热器11提供不同的蒸汽汽源，使得蒸汽管道c抽取的蒸汽可进入调峰加热器8或者第一高压加热器9、第二高压加热器10和第三高压加热器11；同时，通过隔离阀的启闭，可使得蒸汽管道c的蒸汽可分别单独进入第一高压加热器9，也可与进入第一高压加热器9的抽气管道e内的蒸汽混配进入；同样地，蒸汽管道c内的蒸汽和抽汽管道e内的蒸汽可分别单独进入第二高压加热器10，也可与进入第二高压加热器10的二段抽汽f混配进入；同样地，蒸汽管道c内的蒸汽、抽汽管道e内的蒸汽和抽汽管道f内的蒸汽可分别单独进入第三高压加热器11，也可与进入第三高压加热器11的抽汽管道g内的蒸汽混配进入；在使用该燃煤机组回热系统时，只需调整各管道上隔离阀的启闭状况，即可为每个高压加热器提供不同温度的蒸汽，从而提高省煤器4水侧的入口温度，使得该燃煤机组回热系统在不同负荷的情况下能够保证脱硝装置5处于工作温度范围内，满足不同负荷下的调峰运行能力和脱硝能力，保证该负荷下燃煤机组回热系统能够安全稳定运行。
42.由此，在抽取更高温度和压力参数的主蒸汽进入调峰加热器8或者高压加热器换热后，由高压加热器引出的给水温度在不同负荷下将有不同程度的升高，随后进入省煤器4，这样省煤器4出口的烟气温度随之大幅上升，满足脱硝装置5的正常运行温度，解决了机组低负荷脱硝下的入口烟气温度较低的问题。同时，在抽取部分主蒸汽进入调峰加热器8和高压加热器后，由蒸汽管道a进入汽轮机高压缸6的主蒸汽减少，进而由汽轮机高压缸6做功后的再热蒸汽流量减少，进入再热蒸汽器3的再热蒸汽流量随之减少，与高温烟气热交换
后，再热蒸汽系统3出口的蒸汽温度便升高，燃煤机组的电负荷能力和热经济性都将提高。
43.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。