一種蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)及其工藝技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種燃料燃燒的蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)及工藝，水冷壁通過過熱器和主蒸汽管道連接汽輪機(jī)；汽輪機(jī)的多路汽輪機(jī)抽汽管路用于與低壓加熱器和高壓加熱器進(jìn)行熱交換；風(fēng)機(jī)抽取大氣中的冷空氣送入空氣預(yù)熱器被來自爐膛和鍋爐高溫?zé)煔舛蔚臒煔饧訜幔O(shè)置該路煙氣量使之與空氣量匹配，使得二者在空氣預(yù)熱器中具有相同的熱容流率；凝汽器中的凝結(jié)水被高壓凝結(jié)水泵直接升壓至鍋爐壓力后進(jìn)入高壓凝結(jié)水加熱器被煙氣加熱，然后進(jìn)入鍋爐的水冷壁，調(diào)整高壓凝結(jié)水的流量與該路煙氣量匹配，使得高壓凝結(jié)水的熱容流率與該路煙氣的熱容流率相等。本發(fā)明專利技術(shù)克服了冷、熱流體熱容流率不同的固有缺陷，避免了溫差?yuàn)A點(diǎn)限制，使得煙氣可以降低至足夠低的溫度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于鍋爐
，特別涉及一種蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)及其工藝。
技術(shù)介紹
在傳統(tǒng)的蒸汽動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)中，鍋爐完成給水加熱功能，汽輪機(jī)完成蒸汽做功功能。在鍋爐的尾部受熱面通常采用空氣預(yù)熱器，空氣預(yù)熱器的進(jìn)口空氣溫度由大氣環(huán)境決定，通常不可調(diào)節(jié)，由于空氣熱容流率小于煙氣熱容流率，要保證足夠的傳熱溫差，排煙溫度降低受到固有的限制，而排煙溫度高必然使后續(xù)的濕法脫硫系統(tǒng)水耗增加。此外，由于空氣入口溫度較低，在空氣-煙氣熱交換的傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器里，換熱面的溫度通常在煙氣溫度和空氣溫度的中間值附近，產(chǎn)生不可避免的低溫腐蝕和堵灰等不利影響。另一方面，現(xiàn)代蒸汽動(dòng)力工程通常采用回?zé)嵫h(huán)和再熱循環(huán)以提高循環(huán)效率，但回?zé)岬臉O限通常受制于給水溫度提高后將使鍋爐設(shè)備的投資增加或排煙溫度增加，這限制了熱效率的進(jìn)一步提高。因此，綜上所述，由于存在上述的鍋爐排煙溫度降低受限，低溫腐蝕和堵灰的影響，以及回?zé)嵫h(huán)給水溫度提高受限和受熱面較大等缺點(diǎn)，傳統(tǒng)的蒸汽動(dòng)力循環(huán)雖然采用再熱和回?zé)岬仁侄翁岣哐h(huán)效率，但其熱力學(xué)不完善度仍較差，與同樣的熱源溫度-環(huán)境溫度確定的卡諾循環(huán)效率差別顯著。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)及其工藝，以解決上述技術(shù)問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)，包括爐膛和鍋爐高溫?zé)煔舛巍⒌谝辉贌崞鳌⒌诙贌崞鳌⑦^熱器、水冷壁、主蒸汽管道、發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)、凝汽器、凝結(jié)水泵、高壓凝結(jié)水泵、煙氣凈化系統(tǒng)、高壓凝結(jié)水加熱器、風(fēng)機(jī)、低壓加熱器、給水泵和高壓加熱器；爐膛和鍋爐高溫
煙氣段設(shè)有過熱器、水冷壁、第一再熱器和第二再熱器；第一再熱器和第二再熱器通過管道連接汽輪機(jī)再熱蒸汽進(jìn)出口；水冷壁的出口通過依次連接的過熱器和主蒸汽管道連接汽輪機(jī)；汽輪機(jī)連接發(fā)電機(jī)；汽輪機(jī)的乏汽管道連接凝汽器的入口，凝汽器的出口連接凝結(jié)水泵的入口和高壓凝結(jié)水泵的入口；凝結(jié)水泵的出口通過依次連接的低壓加熱器、給水泵和高壓加熱器連接水冷壁的入口；高壓凝結(jié)水泵的出口與高壓凝結(jié)水加熱器換熱后連接水冷壁的入口；風(fēng)機(jī)的出口連接空氣預(yù)熱器；空氣預(yù)熱器的出風(fēng)作為二次風(fēng)，二次風(fēng)與一次風(fēng)和燃料一起送入爐膛；汽輪機(jī)連接多路汽輪機(jī)抽汽管路，多路汽輪機(jī)抽汽管路分別用于與低壓加熱器和高壓加熱器進(jìn)行熱交換；鍋爐高溫?zé)煔舛蔚呐艧煼殖蓛陕罚宦吩诳諝忸A(yù)熱器中與冷空氣熱交換后在高壓凝結(jié)水加熱器中與另一路匯合與高壓凝結(jié)水加熱器中的冷凝水熱交換后經(jīng)煙氣凈化系統(tǒng)排放。進(jìn)一步的，風(fēng)機(jī)抽取大氣中的冷空氣送入空氣預(yù)熱器被來自爐膛和鍋爐高溫?zé)煔舛蔚囊宦窡煔饧訜幔O(shè)置該路煙氣量使之與空氣量匹配，使得二者在空氣預(yù)熱器中具有相同的熱容流率。進(jìn)一步的，凝汽器中的凝結(jié)水被高壓凝結(jié)水泵直接升壓至鍋爐壓力后進(jìn)入高壓凝結(jié)水加熱器被煙氣加熱，然后進(jìn)入鍋爐的水冷壁，調(diào)整高壓凝結(jié)水的流量與該路煙氣量匹配，使得高壓凝結(jié)水的熱容流率與該路煙氣的熱容流率相等。進(jìn)一步的，汽輪機(jī)連接多路汽輪機(jī)抽汽管路分成兩路；第一路管路中的蒸汽與高壓加熱器熱交換后匯入第二路管路；第二路管路中的蒸汽與低壓加熱器熱交換后形成凝結(jié)水匯入凝汽器出口的凝結(jié)水中。一種蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱力發(fā)電工藝，包括以下步驟：風(fēng)機(jī)抽取大氣中的冷空氣送入空氣預(yù)熱器，在空氣預(yù)熱器中冷空氣被來自鍋爐排煙管道的煙氣加熱，然后作為二次風(fēng)和一次風(fēng)與燃料一起送入爐膛參與燃燒；燃燒放出的熱能經(jīng)爐膛和鍋爐高溫?zé)煔舛蔚乃浔凇⑦^熱器、第一再熱器、第二再熱器傳遞給循環(huán)工質(zhì)，將來自于高壓加熱器加熱后的鍋爐給水、來自于高壓凝
結(jié)水加熱器的水和來自于汽輪機(jī)部分做功的低溫再熱蒸汽分別加熱成過熱的主蒸汽和高溫再熱蒸汽；主蒸汽通過連接過熱器和汽輪機(jī)的主蒸汽管道送入汽輪機(jī)膨脹做功，第一再熱器、第二再熱器中被加熱的再熱蒸汽通過汽輪機(jī)再熱蒸汽進(jìn)出口返回汽輪機(jī)相應(yīng)壓力級(jí)繼續(xù)做功；汽輪機(jī)尾部的乏汽通過乏汽管道進(jìn)入凝汽器，在循環(huán)冷卻介質(zhì)的作用下凝結(jié)成水；高壓加熱器和低壓加熱器的疏水以及凝汽器中的凝結(jié)水匯集，然后分成2路，其中1路經(jīng)過凝結(jié)水泵送入低壓加熱器被來自于汽輪機(jī)低壓級(jí)的抽汽加熱和除氧，再通過給水泵送入高壓加熱器被來自汽輪機(jī)高壓級(jí)的抽汽加熱至更高溫度進(jìn)入鍋爐水冷壁，另1路凝結(jié)水通過高壓凝結(jié)水泵直接送入高壓凝結(jié)水加熱器，被來自于鍋爐排煙管道的煙氣加熱后與高壓加熱器的工質(zhì)水一同進(jìn)入水冷壁；爐膛和鍋爐高溫?zé)煔舛纬隹诘臒煔夥殖蓛陕罚宦吩诳諝忸A(yù)熱器中與冷空氣熱交換后在高壓凝結(jié)水加熱器中與另一路匯合與高壓凝結(jié)水加熱器中的冷凝水熱交換后經(jīng)煙氣凈化系統(tǒng)排放。進(jìn)一步的，采用高水分的固體燃料時(shí)，高水分固體燃料經(jīng)鍋爐尾部排出煙氣的干燥作用后經(jīng)分離器與煙氣分離后進(jìn)入磨粉機(jī)磨制后再送入燃燒器在鍋爐爐膛燃燒；分離器出來的煙氣經(jīng)凈化設(shè)備處理后排入大氣。進(jìn)一步的，煙氣經(jīng)過高壓凝結(jié)水加熱器和空氣預(yù)熱器后被降至小于或等于55℃。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)具有以下有益效果：本專利技術(shù)在原理上克服了冷、熱流體熱容流率不同的固有缺陷，通過直接抽取凝結(jié)水或抽取經(jīng)部分回?zé)岬哪Y(jié)水，控制抽取流量使得煙氣熱容流率與凝結(jié)水熱容流率相同，從而避免了溫差?yuàn)A點(diǎn)限制，使得煙氣可以降低至足夠低的溫度。進(jìn)一步的，本專利技術(shù)消除了回?zé)嵫h(huán)鍋爐給水溫度高帶來的鍋爐投資增加和排煙溫度增加的副作用，為給水溫度的深度提高創(chuàng)造了條件。本專利技術(shù)冷空氣的加熱采用煙氣直接加熱，設(shè)置煙氣量使之與空氣量匹配，使得二者在空氣預(yù)熱器中具有相同的熱容流率，可將排煙深度冷卻。低的排煙溫度還為后續(xù)脫硫設(shè)備的節(jié)水和
風(fēng)機(jī)電耗的降低提供了條件。附圖說明圖1為本專利技術(shù)一種蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1所示，本專利技術(shù)一種蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱力發(fā)電系，包括爐膛和鍋爐高溫?zé)煔舛?、第一再熱器5、第二再熱器6、過熱器7、水冷壁8、主蒸汽管道9、發(fā)電機(jī)10、汽輪機(jī)12、凝汽器14、凝結(jié)水泵16、高壓凝結(jié)水泵17、煙氣凈化系統(tǒng)18、高壓凝結(jié)水加熱器19、風(fēng)機(jī)20、低壓加熱器22、給水泵23和高壓加熱器24。爐膛1的鍋爐高溫?zé)煔舛卧O(shè)有第一再熱器5、第二再熱器6、過熱器7和水冷壁8；爐膛周邊布置水冷壁，爐膛內(nèi)也屬于高溫?zé)煔舛危邷責(zé)煔舛卫碚撋现v是高于平均吸熱溫度的煙氣都屬于高溫?zé)煔狻５谝辉贌崞?和第二再熱器6通過管道連接汽輪機(jī)再熱蒸汽進(jìn)出口11。水冷壁8的出口通過依次連接的過熱器7和主蒸汽管道9連接汽輪機(jī)12。汽輪機(jī)12連接發(fā)電機(jī)10。汽輪機(jī)12的乏汽管道13連接凝汽器14的入口，凝汽器14的出口連接凝結(jié)水泵16的入口和高壓凝結(jié)水泵17的入口。凝結(jié)水泵16的出口通過依次連接的低壓加熱器22、給水泵23和高壓加熱器24連接水冷壁8的入口。高壓凝結(jié)水泵17的出口與高壓凝結(jié)水加熱器19換熱后連接水冷壁8的入口。風(fēng)機(jī)20抽取大氣中的冷空氣送入空氣預(yù)熱器21，在空氣預(yù)熱器21中冷空氣被來爐膛和鍋爐高溫?zé)煔舛纬隹诘臒煔饧訜幔缓笞鳛槎物L(fēng)4和一次風(fēng)3與燃料2一起送入爐膛參與燃燒，產(chǎn)生高溫?zé)煔庀群蠼?jīng)過爐膛和鍋爐高溫?zé)煔舛危粻t膛和鍋爐高溫?zé)煔舛纬隹诘臒煔夥殖蓛陕罚宦吩诳諝忸A(yù)熱器21中與冷空氣熱交換后在高壓凝結(jié)水加熱器19中與另一路匯合與高壓凝結(jié)水加熱器19中的冷凝水熱交換后達(dá)到排放溫度55℃左右，后經(jīng)煙氣凈化系統(tǒng)18排放。汽輪機(jī)12的多路本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括爐膛和鍋爐高溫?zé)煔舛?1)、第一再熱器(5)、第二再熱器(6)、過熱器(7)、水冷壁(8)、主蒸汽管道(9)、發(fā)電機(jī)(10)、汽輪機(jī)(12)、凝汽器(14)、凝結(jié)水泵(16)、高壓凝結(jié)水泵(17)、煙氣凈化系統(tǒng)(18)、高壓凝結(jié)水加熱器(19)、風(fēng)機(jī)(20)、低壓加熱器(22)、給水泵(23)和高壓加熱器(24)；爐膛和鍋爐高溫?zé)煔舛卧O(shè)有過熱器、水冷壁、第一再熱器和第二再熱器；第一再熱器和第二再熱器通過管道連接汽輪機(jī)再熱蒸汽進(jìn)出口(11)；水冷壁的出口通過依次連接的過熱器和主蒸汽管道連接汽輪機(jī)；汽輪機(jī)連接發(fā)電機(jī)；汽輪機(jī)的乏汽管道(13)連接凝汽器的入口，凝汽器的出口連接凝結(jié)水泵的入口和高壓凝結(jié)水泵的入口；凝結(jié)水泵的出口通過依次連接的低壓加熱器、給水泵和高壓加熱器連接水冷壁的入口；高壓凝結(jié)水泵的出口與高壓凝結(jié)水加熱器換熱后連接水冷壁的入口；風(fēng)機(jī)的出口連接空氣預(yù)熱器；空氣預(yù)熱器的出風(fēng)作為二次風(fēng)，二次風(fēng)與一次風(fēng)和燃料一起送入爐膛；汽輪機(jī)連接多路汽輪機(jī)抽汽管路(15)，多路汽輪機(jī)抽汽管路(15)分別用于與低壓加熱器和高壓加熱器進(jìn)行熱交換；鍋爐高溫?zé)?span style='display:none'>氣段的排煙分成兩路，一路在空氣預(yù)熱器中與冷空氣熱交換后在高壓凝結(jié)水加熱器中與另一路匯合與高壓凝結(jié)水加熱器中的冷凝水熱交換后經(jīng)煙氣凈化系統(tǒng)(18)排放。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括爐膛和鍋爐高溫?zé)煔舛?1)、第一再熱器(5)、第二再熱器(6)、過熱器(7)、水冷壁(8)、主蒸汽管道(9)、發(fā)電機(jī)(10)、汽輪機(jī)(12)、凝汽器(14)、凝結(jié)水泵(16)、高壓凝結(jié)水泵(17)、煙氣凈化系統(tǒng)(18)、高壓凝結(jié)水加熱器(19)、風(fēng)機(jī)(20)、低壓加熱器(22)、給水泵(23)和高壓加熱器(24)；爐膛和鍋爐高溫?zé)煔舛卧O(shè)有過熱器、水冷壁、第一再熱器和第二再熱器；第一再熱器和第二再熱器通過管道連接汽輪機(jī)再熱蒸汽進(jìn)出口(11)；水冷壁的出口通過依次連接的過熱器和主蒸汽管道連接汽輪機(jī)；汽輪機(jī)連接發(fā)電機(jī)；汽輪機(jī)的乏汽管道(13)連接凝汽器的入口，凝汽器的出口連接凝結(jié)水泵的入口和高壓凝結(jié)水泵的入口；凝結(jié)水泵的出口通過依次連接的低壓加熱器、給水泵和高壓加熱器連接水冷壁的入口；高壓凝結(jié)水泵的出口與高壓凝結(jié)水加熱器換熱后連接水冷壁的入口；風(fēng)機(jī)的出口連接空氣預(yù)熱器；空氣預(yù)熱器的出風(fēng)作為二次風(fēng)，二次風(fēng)與一次風(fēng)和燃料一起送入爐膛；汽輪機(jī)連接多路汽輪機(jī)抽汽管路(15)，多路汽輪機(jī)抽汽管路(15)分別用于與低壓加熱器和高壓加熱器進(jìn)行熱交換；鍋爐高溫?zé)煔舛蔚呐艧煼殖蓛陕罚宦吩诳諝忸A(yù)熱器中與冷空氣熱交換后在高壓凝結(jié)水加熱器中與另一路匯合與高壓凝結(jié)水加熱器中的冷凝水熱交換后經(jīng)煙氣凈化系統(tǒng)(18)排放。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，風(fēng)機(jī)抽取大氣中的冷空氣送入空氣預(yù)熱器被來自爐膛和鍋爐高溫?zé)煔舛蔚囊宦窡煔饧訜幔O(shè)置該路煙氣量使之與空氣量匹配，使得二者在空氣預(yù)熱器中具有相同的熱容流率。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，凝汽器中的凝結(jié)水被高壓凝結(jié)水泵直接升壓至鍋爐壓力后進(jìn)入高壓凝結(jié)水加熱器被煙氣加熱，然后進(jìn)入鍋爐的水冷壁，調(diào)整高壓凝結(jié)水的流量與該路煙氣量匹配，使得高壓凝結(jié)水的熱容流率與該路煙氣
\t的熱容流率相等。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，汽輪機(jī)連接多路汽輪機(jī)抽汽管路分成兩路；第一路管路中的蒸汽與高壓加熱器熱交換后匯入第二路管路；第二路管路中的蒸汽與低壓加熱器熱交換后形成...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉銀河，車得福，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西安交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61