專利名稱：火電廠驅動汽輪機乏汽能量利用系統及火電機組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及火力發電領域，具體涉及火力發電中驅動汽輪機的乏汽能量利用系統。
背景技術：
隨著國民經濟的發展，社會對電力的需求正在不斷的提高。對于正在進行工業化和經濟快速發展的新興發展中國家，如中國，電力的消耗量和發電廠的裝機容量正在迅速的增加。對中國而言，由于受其一次能源的儲存品種和儲存量的限制，近幾十年來發電廠的燃料以煤炭為主，約為70%以上，而且這種趨勢在可預見的未來不會有根本的改變。雖然燃煤火電廠對于中國有著成本較低、燃料來源廣泛等優勢，但是燃煤火電廠存在效率較低、污染物排放較多等缺點。由于排放到大氣中的污染物基本上來源于煤炭的燃燒，因此污染物 的排放量與火電廠的煤耗量之間相關。降低火電廠煤耗量的同時也減少了火電廠向大氣中污染物的排放量。火電廠的一些轉動設備由如給水泵、風機等，往往由驅動汽輪機(也稱小汽輪機)驅動。在目前的電廠，驅動汽輪機的乏汽(排汽)排入凝汽器由循環水冷卻，稱之為濕冷。也有個別電廠的驅動汽輪機乏汽由空氣冷卻凝汽器冷卻，采用冷卻風機將乏汽熱量釋放到大氣中，稱為空氣冷卻。現有驅動汽輪機乏汽冷卻方式，無論濕冷還是空氣冷卻都不回收乏汽中的能量。而乏汽中含有大量的能量，主要是汽化潛能，因如果能夠利用驅動汽輪機乏汽能量對火電廠節能帶來很大益處，提高火電廠的效率，可降低煤耗，同時減少污染物的排放量。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種可利用驅動汽輪機的乏汽能量的系統及火電機組。為實現上述目的，本實用新型提供了一種火電廠驅動汽輪機乏汽能量利用系統，包括驅動汽輪機、空氣預熱器、以及風機，其特征在于所述驅動汽輪機乏汽能量利用系統還包括蒸汽-水換熱器和空氣-水換熱器，所述蒸汽-水換熱器和空氣-水換熱器構成蒸汽-水-風換熱系統，所述驅動汽輪機乏汽通過所述蒸汽-水-風換熱系統加熱所述空氣預熱器進口的一次風和/或二次風。一優選實施例中，所述蒸汽-水換熱器的乏汽入口與所述驅動汽輪機的乏汽出口連接，所述空氣-水換熱器通過循環泵與所述蒸汽-水換熱器連接，所述空氣-水換熱器的進風口與所述風機連接，所述空氣-水換熱器的出風口與所述空氣預熱器的進風口連接。另一優選實施例中，所述蒸汽-水換熱器的熱媒水是一低壓加熱器的進口或出口的凝結水，且所述凝結水在經過所述蒸汽-水-風換熱系統后，回到另一低壓加熱器的進口或出口，且所述空氣-水換熱器的進風口與所述風機連接，所述空氣-水換熱器的出風口與所述空氣預熱器的進風口連接。上述實施例中，優選地，所述蒸汽-水-風換熱系統與低壓加熱器串聯；或者，所述蒸汽-水-風換熱系統與低壓加熱器并聯。另一優選實施例中，所述蒸汽-水-風換熱系統的熱媒水為獨立的循環水系統，設置循環泵用于維持熱媒水的循環。另一優選實施例中，所述驅動汽輪機的乏汽凝結后排入凝汽器以回收工質。另一優選實施例中，所述驅動汽輪機的乏汽凝結后排入回熱系統的加熱器以回收工質和熱量。優選地，所述驅動汽輪機能夠驅動給水泵、引風機、循環水泵、一次風機、送風機、以及凝結水泵或驅動發電機發電。優選地，所述蒸汽-水換熱器的進水口與一低壓加熱器的進口或出口連接，所述·空氣-水換熱器的出水口與另一低壓加熱器的進口或出口連接。優選地，所述風機包括鍋爐送風機和/或一次風機。本實用新型還提供一種火電機組，所述火電機組包括發電機、發電汽輪機、鍋爐、除塵器、高壓加熱器、低壓加熱器、煙氣-給水換熱器、以及上述的驅動汽輪機乏汽能量利用系統；其中，所述鍋爐的出口與所述煙氣-給水換熱器煙氣側連接，所述煙氣-給水換熱器水側與所述高壓加熱器連接；且所述鍋爐的出口的一部分高溫煙氣通過所述煙氣-給水換熱器，加熱給水。另一優選實施例中，所述火電機組還包括煙氣-凝結水換熱器；其中，所述煙氣-給水換熱器煙氣側的出口與所述煙氣-凝結水換熱器煙氣側連接；所述煙氣-凝結水換熱器煙氣側的出口與所述空氣預熱器的出口連接；且所述煙氣-凝結水換熱器的水側與低壓加熱器連接，加熱凝結水。另一優選實施例中，從煙氣流程上，所述煙氣-給水換熱器與所述空氣預熱器并聯。另一優選實施例中，從給水流程上，所述煙氣-給水換熱器與所述高壓加熱器串聯。另一優選實施例中，從給水流程上，所述煙氣-給水換熱器與所述高壓加熱器并聯，一部分給水與給水主路分離后通過所述煙氣-給水換熱器被加熱，再與給水主路匯合，所述一部分給水與所述給水主路的分離點和匯合點分別是所有高壓加熱器的上游、下游或任意兩級高壓加熱器的之間。另一優選實施例中，從給水流程上，所述煙氣-給水換熱器與高壓加熱器同時并聯和串聯。另一優選實施例中，所述煙氣-給水換熱器布置在所有高壓加熱器的上游、或布置在所有高壓加熱器的下游、或布置在任意兩級所述高壓加熱器之間。優選地，從煙氣流程上，所述煙氣-給水換熱器與所述空氣預熱器并聯。另一優選實施例中，從凝結水流程上，所述煙氣-凝結水換熱器與所述低壓加熱器串聯。另一優選實施例中，從凝結水流程上，所述煙氣-凝結水換熱器與所述低壓加熱器并聯，一部分凝結水與凝結水主路分離后通過所述煙氣-凝結水換熱器被加熱，再與凝結水主路匯合，所述一部分凝結水與所述凝結水主路的分離點和匯合點分別是所有低壓加熱器的上游、下游或任意兩級低壓加熱器的之間。另一優選實施例中，所述煙氣-凝結水換熱器與所述低壓加熱器同時并聯和串聯。另一優選實施例中，所述煙氣-凝結水換熱器布置在所有低壓加熱器的上游、或布置在所有低壓加熱器的下游、或布置在任意兩個所述低壓加熱器之間。另一優選實施例中，所述火電機組還包括在所述空氣預熱器出口的熱二次風上布置的熱風加熱器，其中，所述熱風加熱器采用汽輪機的抽汽為加熱汽源，以加熱空氣預熱器出口的熱二次風。 另一優選實施例中，在進入所述煙氣-凝結水換熱器的煙道的入口還設置調節擋板門，所述調節擋板門用于調節煙氣量。另一優選實施例中，在進入所述煙氣-給水換熱器和/或所述煙氣-凝結水換熱器的煙道的入口還設置調節擋板門，所述調節擋板門用于調節煙氣量。另一優選實施例中，所述火電機組還設置有給水升壓泵，所述給水升壓泵用于克服所述煙氣-給水換熱器的阻力。另一優選實施例中，所述火電機組還設置有凝結水升壓泵，所述凝結水升壓泵用于克服所述煙氣-凝結水換熱器的阻力。優選地，本實用新型的火電機組中設置I個以上所述煙氣-給水換熱器。優選地，本實用新型的火電機組中設置I個以上所述煙氣-凝結水換熱器。本實用新型的火電機組是一次再熱火電機組，或二次再熱火電機組。本實用新型的鍋爐是燃煤鍋爐，或燃油鍋爐、或燃氣鍋爐。本實用新型的給水來源于本火電機組，或來源于相鄰火電機組。本實用新型的凝結水來源于本火電機組，或來源于相鄰火電機組。本實用新型的驅動汽輪機乏汽能量利用系統及發電機組利用驅動汽輪機乏汽對送入空氣預熱器(或鍋爐)的一次風和二次風進行加熱，并將此能量置換為煙氣能量并梯級利用，即低品質的乏汽能量通過置換后成為高品質的能量，以加熱給水和凝結水。鍋爐省煤器出口的部分高溫煙氣不經過空氣預熱器，而先后通過煙氣-給水換熱器和煙氣-凝結水換熱器，加熱給水和凝結水，減少了高壓加熱器所需的發電汽輪機抽汽量，提高了給水溫度，同時，也減少了低壓加熱器抽汽所需的發電汽輪機抽汽量。因此，降低了發電汽輪機熱耗，減少火電機組的煤耗量、減少火電機組污染物的排放量。綜上，本實用新型具有如下優點(I)充分利用了驅動汽輪機乏汽的能量，尤其是乏汽中的汽化潛熱。(2)通過將乏汽能量置換為煙氣能量，通過實現了能量的梯級利用，提高了能量的利用率。(3)提高了進入空氣預熱器冷風溫度，避免空預器的冷端受熱面腐蝕。與目前常用的采用蒸汽暖風器或者熱風再循環的方案相比，本實用新型對機組整體效率的負面影響更小。(4)采用煙氣與凝結水、煙氣與給水直接換熱的方式，系統簡單，成本低。[0052](5)采用蒸汽-水-冷風間接換熱的方式，提高換熱器的換熱效率，降低換熱面積，降低成本。(6)蒸汽-水-冷風換熱器的熱媒水可為發電汽輪機回熱系統的凝結水。當乏汽能量多于鍋爐(通過加熱冷風)能接受的能量時，乏汽能量除了被冷風吸收進入鍋爐外，剩余的能量可以通過凝結水返回發電汽輪機的回熱系統，可充分利用乏汽能量。(7)汽輪機抽汽 加熱空氣預熱器出口熱二次風，提高鍋爐進風溫度。

圖I是本實用新型的驅動汽輪機乏汽能量利用系統中蒸汽-水-風換熱系統的一個實施例的系統布置示意圖；圖2是本實用新型的驅動汽輪機乏汽能量利用系統中蒸汽-水-風換熱系統的另一個實施例的系統布置不意圖；圖3是采用圖I的驅動汽輪機乏汽能量利用系統的火電機組的一個實施例的系統布置不意圖；圖4是米用圖2的驅動汽輪機乏汽能量利用系統的火電機組的一個實施例的系統布置不意圖；圖5是本實用新型的煙氣-給水換熱器的布置位置的一個實施例的方框圖；圖6是本實用新型的煙氣-給水換熱器的布置位置的另一個實施例的方框圖；圖7是本實用新型的煙氣-給水換熱器的布置位置的另一個實施例的方框圖；圖8是本實用新型的煙氣-給水換熱器的布置位置的另一個實施例的方框圖；圖9是本實用新型的煙氣-給水換熱器的布置位置的另一個實施例的方框圖；圖10是本實用新型的煙氣-給水換熱器的布置位置的另一個實施例的方框圖；圖11是本實用新型的煙氣-凝結水換熱器的布置位置的一個實施例的方框圖；圖12是本實用新型的煙氣-凝結水換熱器的布置位置的另一個實施例的方框圖；圖13是本實用新型的煙氣-凝結水換熱器的布置位置的另一個實施例的方框圖；以及圖14是在圖3的基礎上設置熱風加熱器的一個實施例的方框圖。
具體實施方式
以下將結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細說明，以便更清楚理解本實用新型的目的、特點和優點。應理解的是，附圖所示的實施例并不是對本實用新型范圍的限制，而只是為了說明本實用新型技術方案的實質精神。圖中相同或相似的部分采用相同的附圖標記表示。以下，對本實用新型的主要技術術語進行說明。本文中，所述鍋爐主要包括鍋爐裝置。所述鍋爐裝置沒有具體限制，只要不對本實用新型的實用新型目的產生限制即可，是本領域技術人員已知的。可以采用η型鍋爐(或稱派型鍋爐)、塔式鍋爐、倒U型鍋爐等，可以是燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐等，可以是自然循環鍋爐、強迫循環鍋爐、直流鍋爐等，均在本實用新型的保護范圍內。[0072]本文中，所述空氣預熱器沒有具體限制，只要不對本實用新型的實用新型目的產生限制即可，是本領域技術人員已知的。可以采用管式預熱器、回轉式預熱器等，均在本實用新型的保護范圍內。本文中，所述除塵器是指捕捉煙氣中灰塵的設備。只要不對本實用新型的實用新型目的產生限制即可，是本領域技術人員已知的。可以采用靜電除塵器、布袋煙氣除塵單元、電袋煙氣除塵單元、水膜煙氣除塵單元等，均在本實用新型的保護范圍內。本文中，所述煙氣-水換熱器為一個換熱器，或者為并聯、串聯、串并聯的若干個換熱器。本文中，所述空氣-水換熱器為一個換熱器，或者為并聯、串聯、串并聯的若干個換熱器。本文中，所述煙氣-給水換熱器為一個換熱器，或者為并聯、串聯、串并聯的若干個換熱器。本文中，所述煙氣-凝結水換熱器為一個換熱器，或者為并聯、串聯、串并聯的若干個換熱器。本文中，所述風機沒有具體限制，只要不對本實用新型的實用新型目的產生限制即可，是本領域技術人員已知的。可以采用離心式風機、軸流式風機等，均在本實用新型的保護范圍內。本文中，所述煙氣-給水換熱器包括管式換熱器、板式換熱器、表面式換熱器、間熱式換熱器等，均在本實用新型的保護范圍內。本文中，所述煙氣-凝結水換熱器包括管式換熱器、板式換熱器、表面式換熱器、間熱式換熱器等，均在本實用新型的保護范圍內。本文中，所述煙氣-水換熱器包括管式換熱器、板式換熱器、表面式換熱器、間熱式換熱器等，均在本實用新型的保護范圍內。本文中，所述空氣-水換熱器包括管式換熱器、板式換熱器、表面式換熱器、間熱式換熱器等，均在本實用新型的保護范圍內。本文中，所述高壓加熱器指用汽輪機的抽汽加熱給水的加熱器，由于給水的溫度高，其加熱汽源-汽輪機高壓抽汽的能量品質也較高。采用汽輪機熱力循環以外的能量降低該抽汽量，可使汽輪機效率提高的較多。本文中，低壓加熱器指用汽輪機的抽汽加熱凝結水的加熱器，由于凝結水的溫度低，其加熱汽源-汽輪機低壓抽汽的能量品質也較低。采用汽輪機熱力循環以外的能量降低該抽汽量，可使汽輪機效率提高的較少。本文中，驅動汽輪機指用于驅動火電廠的一些轉動設備，如給水泵、引風機等的汽輪機，也可驅動發電機發電。這種汽輪機的作用是向水泵、引風機等提供轉動的動力，它與火電廠汽輪發電機組的汽輪機不同，通常也稱為小汽輪機。本文中，驅動汽輪機乏汽指蒸汽進入驅動汽輪機做功后的排汽，文中簡稱為乏汽。以下詳細說明本實用新型的實施方式。圖I是本實用新型的驅動汽輪機乏汽能量利用系統的一個實施例的系統布置示意圖。如圖I所示，驅動汽輪機乏汽能量利用系統中，由用于驅動諸如泵等被驅動設備105的驅動汽輪機101出來的乏汽首先通過蒸汽-水換熱器102，蒸汽-水換熱器102的乏汽入口與驅動汽輪機101的乏汽出口連接，蒸汽-水換熱器102的乏汽出口與發電汽輪機冷凝器103連接。蒸汽-水換熱器的進水口通過循環泵107與空氣-水換熱器106連接，蒸汽-水換熱器102的出水口也與空氣-水換熱器106連接。由此，熱媒水通過循環泵107在蒸汽-水換熱器102與空氣-水換熱器106之間循環。蒸汽-水換熱器102和空氣-水換熱器106 —起構成蒸汽-水-風換熱系統。空氣-水換熱器106的進風口與送風機和/或一次風機104連接，且空氣-水換熱器106的出風口通到空氣預熱器2。通過該蒸汽-水-風換熱系統，驅動汽輪機101的乏汽進入蒸汽-水換熱器102后，被來自空氣-水換熱器的溫度相對較低的熱媒水冷卻，乏汽經過冷卻凝結成水后排入發電汽輪機的凝汽器103以回收工質(如圖I所示)，也可根據凝結水溫度回到回熱系統的加熱器以回收工質和熱量。同時，來自空氣-水換熱器106的溫度相對較低的熱媒水在蒸汽-水換熱器102中被來自驅動汽輪機101的乏汽加熱后，加熱后的溫度較高的熱媒水又回到空氣-水換熱
器106。此時，來自送風機和/或一次風機104的冷風進入空氣-水換熱器106后，被上述的溫度較高的熱媒水加熱，同時將該溫度較高的熱媒水冷卻，被冷風冷卻后的熱媒水通過循環泵107循環回到蒸汽-水換熱器，如此循環，構成蒸汽-水-風換熱系統。來自送風機和/或一次風機104的風被蒸汽-水-風換熱系統加熱后，進入空氣預熱器2，作為空氣預熱器2進口的一次風和二次風。由此，相比于現有的火電機組，空氣預熱器2進口的一次風和二次風的溫度提高。換言之，來自驅動汽輪機101的乏汽加熱了空氣預熱器2進口的一次風和二次風。并從而提高了燃燒器進風(即熱二次風)溫度以及磨煤機進風(即熱一次風)溫度。由此，乏汽的能量(尤其是汽化潛熱)轉換為空氣預熱器2出口的熱一次風和熱二次風的能量。而現有的火電廠中，空氣預熱器2進口的一次風和二次風常采用來自鍋爐出口的煙氣加熱，因此，需消耗一部分的煙氣能量。然而，由于鍋爐出口的煙氣溫度高達350 400°C左右，因此其還可用來加熱較高溫度的給水和凝結水，因此希望盡量減少鍋爐出口的煙氣中用來加熱空氣預熱器進口的一次風和二次風的煙氣量。而本實用新型中，通過上述的蒸汽-水-風換熱系統，利用驅動汽輪機101的乏汽加熱空氣預熱器2進口的一次風和二次風，由此大大減少了用來加熱空氣預熱器進口的一次風和二次風的煙氣量。需要指出的是，上述的蒸汽-水-風換熱系統中，作為傳熱媒介的熱媒水可以是獨立的循環水系統，由循環泵克服水的阻力，如圖I所示。也可以由發電汽輪機熱力系統中的凝結水作為熱媒水，如圖2所示。圖2示出以凝結水作為熱媒水時的乏汽能量利用系統的一個實施例的系統布置示意圖。如圖2所示，本實施例中取消了循環泵，凝結水可以從某一級低壓加熱器15進口或出口引出，即蒸汽-水換熱器的進水口與某一級低壓加熱器15的進口或出口連接。經過蒸汽-水換熱器102和空氣-水換熱器106后，回到某一級低壓加熱器進口或出口，即空氣-水換熱器的出口與某一級低壓加熱器15的進口或出口連接，同時驅動汽輪機101的乏汽能量傳遞給了來自送風機和一次風機104的冷風。以凝結水作為熱媒水時，用作熱媒水的凝結水流量可以為全部凝結水流量，此時，蒸汽-水換熱器102和空氣-水換熱器106與低壓加熱器15的關系為串聯。或者，用作熱媒水的凝結水流量可以為總凝結水流量的一部分，此時，蒸汽-水換熱器102和空氣-水換熱器106與低壓加熱器15的關系為并聯。[0095]上述實施例中，由于空氣預熱器2進口的冷風可通過驅動汽輪機乏汽加熱，大大減少了現有技術中用來加熱空氣預熱器2中一次風和二次風的鍋爐出口高溫煙氣的量。因此，置換出的高溫煙氣可用來加熱火電機組中的給水和凝結水。圖3-14示出所置換出的鍋爐出口煙氣用于加熱火電機組中的給水和凝結水的實施例的結構布置圖。參見圖3，圖3中所示的是蒸汽-水-風換熱系統中，作為傳熱媒介的熱媒水是獨立的循環水系統時，所置換出的鍋爐出口煙氣用于加熱火電機組中的給水和凝結水的一個實施例的結構布置圖。如圖3所示，火電機組包括鍋爐I、空氣預熱器2、除塵器3、送風機/ 一次風機104、煙氣-給水換熱器11、煙氣-凝結水換熱器12、高壓加熱器13、除氧器14、低壓加熱器 15、發電機16、發電汽輪機(高壓缸、中壓缸、低壓缸)17、以及驅動汽輪機101。驅動汽輪機101出來的乏汽首先通過蒸汽-水換熱器102，蒸汽-水換熱器102的乏汽入口與驅動汽輪機101的乏汽出口連接，蒸汽-水換熱器102的乏汽出口與發電汽輪機冷凝器103連接。蒸汽-水換熱器的進水口通過循環泵107與空氣-水換熱器106連接，蒸汽-水換熱器102的出水口也與空氣-水換熱器106連接。由此，熱媒水通過循環泵107在蒸汽-水換熱器102與空氣-水換熱器106之間循環。蒸汽-水換熱器102、循環泵107以及空氣-水換熱器106 —起構成蒸汽-水-風換熱系統。空氣-水換熱器106的進風口與送風機和/或一次風機104連接，且空氣-水換熱器106的出風口通到空氣預熱器2，被加熱后的風作為空氣預熱器2進口的一次風和二次風。鍋爐I的出口同時與空氣預熱器2和煙氣-給水換熱器11連接。煙氣-給水換熱器11與煙氣-凝結水換熱器12和高壓加熱器13連接。煙氣-凝結水換熱器12與空氣預熱器2的出口和低壓加熱器15連接。煙氣-給水換熱器11連接到鍋爐I的出口，鍋爐I燃燒產生的煙氣中的一部分通過煙氣-給水換熱器11加熱給水。本實施例中，從煙氣流程上，煙氣-給水換熱器11與空氣預熱器2并聯。從給水流程上，煙氣-給水換熱器11與高壓加熱器13并聯，即一部分給水與給水主路分離后通過煙氣-給水換熱器11被加熱，再與給水主路匯合。分離點和匯合點可以分別是所有高壓加熱器的上游、下游或任意兩級高壓加熱器的之間。煙氣-給水換熱器是一級，但也可以是多級。煙氣經過煙氣-給水換熱器11后，從煙氣-給水換熱器11出口的煙氣通過煙氣-凝結水換熱器12加熱凝結水，煙氣-凝結水12與低壓加熱器15連接。本實施例中，從凝結水流程上，煙氣-凝結水換熱器12與低壓加熱器15并聯，即一部分凝結水與凝結水主路分離后通過煙氣-凝結水換熱器被加熱，再與凝結水主路匯合。分離點和匯合點可以分別是所有低壓加熱器的上游、下游或任意兩級低壓加熱器的之間。煙氣-凝結水換熱器是一級，但也可以是多級。煙氣經過煙氣-凝結水換熱器12后，從煙氣-凝結水換熱器12出口的煙氣與空氣預熱器2出口的煙氣混合。上述的兩股煙氣混合后，經過除塵器3，然后進入脫硫吸收塔。驅動汽輪機101的乏汽通過蒸汽-水-風換熱系統后，被來自送風機和/或一次風機104的冷風冷卻，乏汽經過冷卻凝結成水后排入發電汽輪機16的凝汽器103以回收工質。同時，來自送風機/或一次風機104的冷風被加熱后進入空氣預熱器2。上述實施例中，低品質的煙氣能量通過置換后成為高品質的能量，同時加熱了發電汽輪機給水和凝結水。即，鍋爐出口的部分高溫煙氣先后通過煙氣-給水換熱器和煙氣-凝結水換熱器，加熱發電汽輪機給水和凝結水，減少了原先加熱給水的高能量品質的高壓加熱器抽汽和/或提高了給水溫度，同時，減少了原先加熱凝結水的低能量品質的低壓加熱器抽汽，降低了發電汽輪機熱耗。另外，利用驅動汽輪機的乏汽，通過驅動汽輪機乏汽能量利用系統提高了進入空氣預熱器冷風溫度，避免空氣預熱器的冷端受熱面腐蝕。與目前常用的采用蒸汽暖風器或者熱風再循環的方案相比，本實用新型對機組整體效率的負面影響更小。圖4示出蒸汽-水-風換熱系統中，由發電汽輪機熱力系統中的凝結水作為熱媒水時，所置換出的鍋爐出口煙氣用于加熱火電機組中的給水和凝結水的一個實施例的結構布置圖。與上述參見圖3所示的實施例不同之處在于，蒸汽-水-風換熱系統中的熱媒水是從某一級低壓加熱器15進口或出口引出的凝結水，且該熱媒水(或凝結水)在經過蒸汽-水換熱器102和空氣-水換熱器106后，回到某一級低壓加熱器進口或出口。其余相同，故在此不再詳述。需要指出的是，本實用新型的煙氣-給水換熱器的布置位置和布置方式可以有各種變型而不脫離本實用新型的精神。以下以蒸汽-水-風換熱系統中，作為傳熱媒介的熱媒水是獨立的循環水系統的情況下，描述煙氣-給水換熱器的布置位置和布置方式的各種實施例。蒸汽-水-風換熱系統中，由火電機組中的凝結水作為熱媒水的情況下，煙氣-給水換熱器的布置位置和布置方式與作為傳熱媒介的熱媒水是獨立的循環水系統的情況相同，在此不再詳述。參見圖5-10，從給水流程上，煙氣-給水換熱器可與高壓加熱器串聯，即煙氣-給水換熱器布置在所有高壓加熱器的下游(參見圖5)，或者煙氣-給水換熱器布置在所有高壓加熱器的上游(參見圖6)，或者煙氣-給水換熱器布置在任意兩級高壓加熱器的之間(參見圖7)，或者設置若干個煙氣-給水換熱器同時布置在上述位置中。另外，從給水流程上，煙氣-給水換熱器也可與高壓加熱器并聯，即一部分給水與給水主路分離后通過煙氣-給水換熱器被加熱，再與給水主路匯合(參見圖8)。分離點和匯合點可以分別是所有高壓加熱器的上游、下游或任意兩級高壓加熱器的之間。煙氣-給水換熱器可以是一級，也可以是若干級。此外，從給水流程上，煙氣-給水換熱器也可與高壓加熱器同時并聯和串聯(參見圖9、圖10)，煙氣-給水換熱器可以是一級，也可以是若干級。煙氣-給水換熱器與高壓加熱器串聯時，換熱器11的阻力可以由發電汽輪機給水泵克服，也可以另設置給水升壓泵克服。本實用新型的煙氣-凝結水換熱器的布置位置和布置方式也可以有各種變型而不脫離本實用新型的精神。參見圖11-13，從凝結水流程上，煙氣-凝結水換熱器可與低壓加熱器串聯，即煙氣-凝結水換熱器可布置在所有低壓加熱器的下游，或者布置在所有低壓加熱器的上游，或者布置在任意兩級低壓加熱器的之間(參見圖11)，或者設置若干個煙氣-凝結水換熱器同時布置在上述位置中。另外，從凝結水流程上，煙氣-凝結水換熱器也可與低壓加熱器并聯，即一部分凝結水與凝結水主路分離后通過煙氣-凝結水換熱器被加熱，再與凝結水主路匯合(參見圖
12)。分離點和匯合點可以分別是所有低壓加熱器的上游、下游或任意兩級低壓加熱器的之間。煙氣-凝結水換熱器可以是一級，也可以是若干級。此外，從凝結水流程上，煙氣-凝結水換熱器也可與低壓加熱器同時并聯和串聯，煙氣-凝結水換熱器可以是一級(參見圖
13)，也可以是若干級。煙氣-凝結水換熱器與低壓加熱器串聯時，換熱器的阻力可以由發電汽輪機凝結水泵克服，也可以另設置凝結水升壓泵克服。此外，在上述基礎上，還可以在空氣預熱器出口的熱二次風上設置熱風加熱器18，參見圖14。采用發電汽輪機某一級抽汽為加熱汽源，通常采用過熱度較大的抽汽，以加熱空氣預熱器出口的熱二次風，其作用是進一步提高鍋爐進風溫度。此外，還可在進入煙氣-給水換熱器和煙氣-凝結水換熱器的煙道中設置調節擋板門調節煙氣量。另外，上述的煙氣-給水換熱器、煙氣-凝結水換熱器、空氣-水換熱器的各種布置方案可以相互組合(圖3所示實施例是組合之一)而不脫離本實用新型的精神。本實用新型的驅動汽輪機乏汽能量利用系統及發電機組利用驅動汽輪機乏汽對 送入空氣預熱器(或鍋爐)的一次風和二次風進行加熱，并將此能量置換為煙氣能量并梯級利用，即低品質的乏汽能量通過置換后成為高品質的能量，以加熱給水和凝結水。鍋爐省煤器出口的部分高溫煙氣不經過空氣預熱器，而先后通過煙氣-給水換熱器和煙氣-凝結水換熱器，加熱給水和凝結水，減少了高壓加熱器所需的發電汽輪機抽汽量，提高了給水溫度，同時，也減少了低壓加熱器抽汽所需的發電汽輪機抽汽量。因此，降低了發電汽輪機熱耗，減少火電機組的煤耗量、減少火電機組污染物的排放量。綜上，本實用新型具有如下優點(I)充分利用了驅動汽輪機乏汽的能量，尤其是乏汽中的汽化潛熱。(2)通過將乏汽能量置換為煙氣能量，通過實現了能量的梯級利用，提高了能量的利用率。(3)提高了進入空氣預熱器冷風溫度，避免空預器的冷端受熱面腐蝕。與目前常用的采用蒸汽暖風器或者熱風再循環的方案相比，本實用新型對機組整體效率的負面影響更小。(4)采用煙氣與凝結水、煙氣與給水直接換熱的方式，系統簡單，成本低。(5)采用蒸汽-水-冷風間接換熱的方式，提高換熱器的換熱效率，降低換熱面積，降低成本。(6)蒸汽-水-冷風換熱器的熱媒水可為發電汽輪機回熱系統的凝結水。當乏汽能量多于鍋爐(通過加熱冷風)能接受的能量時，乏汽能量除了被冷風吸收進入鍋爐外，剩余的能量可以通過凝結水返回發電汽輪機的回熱系統，可充分利用乏汽能量。(7)汽輪機抽汽加熱空氣預熱器出口熱二次風，提高鍋爐進風溫度。以上已詳細描述了本實用新型的較佳實施例，但應理解到，在閱讀了本實用新型的上述講授內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改。這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
權利要求1.一種火電廠驅動汽輪機乏汽能量利用系統，包括驅動汽輪機、空氣預熱器、以及風機，其特征在于 所述驅動汽輪機乏汽能量利用系統還包括蒸汽-水換熱器和空氣-水換熱器，所述蒸汽-水換熱器和空氣-水換熱器構成蒸汽-水-風換熱系統，所述驅動汽輪機乏汽通過所述蒸汽-水-風換熱系統加熱所述空氣預熱器進口的一次風和/或二次風。
2.如權利要求I所述的驅動汽輪機乏汽能量利用系統，其特征在于，所述蒸汽-水換熱器的乏汽入口與所述驅動汽輪機的乏汽出口連接，所述空氣-水換熱器通過循環泵與所述蒸汽-水換熱器連接，且所述空氣-水換熱器的進風口與所述風機連接，所述空氣-水換熱器的出風口與所述空氣預熱器的進風口連接。
3.如權利要求I所述的驅動汽輪機乏汽能量利用系統，其特征在于，所述蒸汽-水換熱器的熱媒水是一低壓加熱器的進口或出口的凝結水，所述凝結水在經過所述蒸汽-水-風換熱系統后，回到另一低壓加熱器的進口或出口，且所述空氣-水換熱器的進風口與所述風機連接，所述空氣-水換熱器的出風口與所述空氣預熱器的進風口連接。
4.如權利要求3所述的驅動汽輪機乏汽能量利用系統，其特征在于，所述蒸汽-水換熱器的進水口與一低壓加熱器的進口或出口連接，所述空氣-水換熱器的出水口與另一低壓加熱器的進口或出口連接。
5.一種火電機組，包括發電機、發電汽輪機、鍋爐、以及除塵器，其特征在于，還包括高壓加熱器、低壓加熱器、煙氣-給水換熱器、以及如權利要求1-4中任一項所述的驅動汽輪機乏汽能量利用系統； 其中，所述鍋爐的出口與所述煙氣-給水換熱器煙氣側連接，所述煙氣-給水換熱器水側與所述高壓加熱器連接；且 所述鍋爐的出口的一部分高溫煙氣通過所述煙氣-給水換熱器，加熱給水。
6.如權利要求5所述的火電機組，其特征在于，還包括 煙氣-凝結水換熱器； 其中，所述煙氣-給水換熱器煙氣側的出口與所述煙氣-凝結水換熱器煙氣側連接； 所述煙氣-凝結水換熱器煙氣側的出口與所述空氣預熱器的出口連接；且 所述煙氣-凝結水換熱器的水側與低壓加熱器連接，加熱凝結水。
7.如權利要求5所述的火電機組，其特征在于，所述煙氣-給水換熱器布置在所有高壓加熱器的上游、或布置在所有高壓加熱器的下游、或布置在任意兩級所述高壓加熱器之間、或與高壓加熱器并聯布置。
8.如權利要求6所述的火電機組，其特征在于，所述煙氣-凝結水換熱器布置在所有低壓加熱器的上游、或布置在所有低壓加熱器的下游、或布置在任意兩個所述低壓加熱器之間< 或與低壓加熱器并聯布置。
9.如權利要求5所述的火電機組，其特征在于，還包括在所述空氣預熱器出口的熱二次風上布置的熱風加熱器，其中，所述熱風加熱器采用汽輪機的抽汽為加熱汽源，以加熱空氣預熱器出口的熱二次風。
10.如權利要求5所述的火電機組，其特征在于，在進入所述煙氣-給水換熱器的煙道的入口還設置調節擋板門，所述調節擋板門用于調節煙氣量。
專利摘要本實用新型提供一種火電廠驅動汽輪機乏汽能量利用系統及發電機組。該驅動汽輪機乏汽能量利用系統包括驅動汽輪機、空氣預熱器、以及風機，其中，驅動汽輪機乏汽能量利用系統還包括蒸汽-水換熱器和空氣-水換熱器，蒸汽-水換熱器和空氣-水換熱器構成蒸汽-水-風換熱系統，驅動汽輪機乏汽通過蒸汽-水-風換熱系統加熱空氣預熱器進口的一次風和/或二次風。本實用新型的驅動汽輪機乏汽能量利用系統及火電機組有效地利用了驅動汽輪機的乏汽能量，提高了火電廠的效率，同時降低煤耗，減少污染物的排放量。
文檔編號F27D17/00GK202673378SQ20122035012
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月19日 優先權日2012年7月19日
發明者葉勇健, 申松林, 陳仁杰, 施剛夜 申請人:中國電力工程顧問集團華東電力設計院