一种火电机组高品质工质循环利用系统及工作方法与流程

本发明属于汽轮机运行技术领域，具体涉及一种火电机组高品质工质循环利用系统及工作方法。

背景技术：

随着节能减排的推进和新能源的发展，火电机组深度调峰至低负荷运行已成为常态。当机组深度调峰至20％额定负荷时，锅炉由干态转为湿态运行，汽水分离器启动。锅炉通过汽水分离器分离出的蒸汽进入过热器，吸收燃料燃烧释放的热量变成过热蒸汽进一步膨胀做功；分离出的饱和水进入储水罐，通过水位溢流调节阀(简称“361阀”)直接排入疏水扩容器或凝汽器。由于汽水分离器分离出的水为给水压力下的饱和水，属于高能疏水，若不加以回收利用，将造成大量的热量损失，运行经济性下降。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种火电机组高品质工质循环利用系统及工作方法，能够回收锅炉湿态运行时汽水分离器产生的高能疏水，提高运行经济性。

为了达到上述目的，一种火电机组高品质工质循环利用系统，包括储水罐，储水罐连接闪蒸罐，闪蒸罐连接除氧器，除氧器连接低压加热器和高压加热器，闪蒸罐的饱和蒸汽通入除氧器的汽侧用于加热进入除氧器的凝结水，闪蒸罐的饱和水通入除氧器的水侧用于继续加热进入除氧器的凝结水。

除氧器与高压加热器间设置有给水泵。

储水罐与闪蒸罐间设置有水位溢流调节阀。

闪蒸罐与除氧器间的饱和蒸汽管路上设置有饱和蒸汽减压阀。

闪蒸罐与除氧器间的饱和水管路上设置有饱和水减压阀。

流过低压加热器的为凝结水，流过高压加热器的为给水。

高压加热器的疏水通入凝汽器中。

一种火电机组高品质工质循环利用系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤一，储水罐将高能疏水引入闪蒸罐中，产生饱和蒸汽和饱和水；

步骤二，闪蒸罐的饱和蒸汽融入除氧器中为除氧器提供运行压力，闪蒸罐的饱和水通入除氧器的水侧用于加热除氧器内的凝结水；

步骤三，加热后的凝结水送入高压加热器中，高压加热器排出疏水。

当高压加热器的疏水压力低于除氧器运行压力时，将高压加热器的疏水接入凝汽器。

与现有技术相比，本发明通过新增一台闪蒸罐，将这部分高能疏水引入闪蒸罐，产生一定压力下的饱和蒸汽和饱和水。对饱和蒸汽和饱和水减压后，将饱和蒸汽引入除氧器汽侧，替代四段抽汽加热凝结水；将饱和水引入除氧器水侧，进一步加热凝结水，最大限度的回收热量，在高能疏水量较大时，停运低压加热器，利用更多的饱和蒸汽和饱和水来加热凝结水，实现能量利用的最大化，大大提高了机组在深度调峰低负荷下的运行经济性。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

图2为实施例中的高能疏水回收热平衡图；

其中，1、闪蒸罐，2、储水罐，3、除氧器，4、低压加热器，5、高压加热器，6、饱和蒸汽减压阀，7、饱和水减压阀，8、凝汽器，9、水位溢流调节阀，10、给水泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参见图1，一种火电机组高品质工质循环利用系统，包括储水罐2，储水罐2连接闪蒸罐1，储水罐2与闪蒸罐1间设置有水位溢流调节阀9，闪蒸罐1连接除氧器3，除氧器3连接低压加热器4和高压加热器5，除氧器3与高压加热器5间设置有给水泵10，闪蒸罐1的饱和蒸汽通入除氧器3的汽侧用于加热进入除氧器3的凝结水，闪蒸罐1的饱和水通入除氧器3的水侧继续来加热进入除氧器3的凝结水。低压加热器4连接除氧器3，低压加热器4的凝结水通过除氧器3经给水泵升压后送入高压加热器5中。低压加热器4连接凝结水，高压加热器5连接给水。高压加热器5的疏水通入凝汽器8中。闪蒸罐1与除氧器3间的饱和蒸汽管路上设置有饱和蒸汽减压阀6。闪蒸罐1与除氧器3间的饱和水管路上设置有饱和水减压阀7。

参见图1，一种火电机组高品质工质循环利用系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤一，储水罐2将高能疏水引入闪蒸罐1中，产生饱和蒸汽和饱和水；

步骤二，闪蒸罐1的饱和蒸汽融入除氧器3中为除氧器3提供运行压力，闪蒸罐1的饱和水通入除氧器3的水侧用于加热除氧器3内的凝结水；

步骤三，加热后的凝结水送入高压加热器5中，高压加热器5排出疏水。

一定量的高能疏水通过闪蒸罐(压力为p0)后产生的饱和蒸汽和饱和水流量也是一定的。假设高能疏水的流量和比焓分别为qss和hss，饱和蒸汽和饱和水的压力为p0，则比焓可确定为hbhq和hbhs，饱和蒸汽和饱和水的流量qbhq和qbhs可通过以下两式得到：

qbhq qbhs＝qss(1)

qbhq×hbhq qbhs×hbhs＝qss×hss(2)

通过本发明优化后，除氧器的进汽由四段抽汽变为高能疏水通过闪蒸罐产生的饱和蒸汽，除氧器定压运行，运行压力为饱和蒸汽减压后的压力p1。此时，3号高加正常疏水压力低于除氧器运行压力，无法逐级自流到除氧器，将3号高加正常疏水接入凝汽器，尽可能多的利用高能疏水闪蒸出的饱和蒸汽和饱和水。此外，当高能疏水量较大时，停运5号低加，利用更多的饱和蒸汽和饱和水来加热凝结水，实现能量利用的最大化，大大提高了机组在深度调峰低负荷下的运行经济性。

某电厂一台燃煤汽轮机组的额定负荷为350mw，当机组深度调峰至20％额定负荷(70mw)运行时，锅炉转湿态分离出90t的高能疏水，通过本发明改造后，引入0.8mpa的闪蒸罐，产生23t的饱和蒸汽和67t的饱和水，减压至0.5mpa后分别通入除氧器的汽侧和水侧入口。除氧器运行压力为0.5mpa，3号高加正常疏水通过危急疏水管路接入凝汽器，同时5号低加停运，机组回收利用了全部的饱和蒸汽和饱和水。

通过ebsilon软件模拟了该机组在20％额定负荷下回收高能疏水改造后的热平衡图，如图2所示。经计算，当90t高能疏水全部排入凝汽器时，机组热耗率约为10068kj/(kwh)，折合煤耗率约为377.2g/(kwh)；改造回收后，90t高能疏水进入闪蒸罐，产生的饱和蒸汽和饱和水全部引入除氧器，3号高加正常疏水接入凝汽器，5号低加停运，此时机组热耗率约为9350kj/(kwh)，折合煤耗率约为350.3g/(kwh)，相比排入凝汽器不加以回收利用时的热耗率下降了718kj/(kwh)，煤耗率下降了20g/(kwh)，下降幅度约为7.13％。可见，回收高能疏水改造后机组在20％额定负荷下热耗率和煤耗率大幅度下降，运行经济性大大提高。

技术特征：

1.一种火电机组高品质工质循环利用系统，其特征在于，包括储水罐(2)，储水罐(2)连接闪蒸罐(1)，闪蒸罐(1)连接除氧器(3)，除氧器(3)连接低压加热器(4)和高压加热器(5)，闪蒸罐(1)的饱和蒸汽通入除氧器(3)的汽侧，用于加热进入除氧器(3)的凝结水，闪蒸罐(1)的饱和水通入除氧器(3)的水侧用于继续加热进入除氧器(3)的凝结水。

2.根据权利要求1所述的一种火电机组高品质工质循环利用系统，其特征在于，除氧器(3)与高压加热器(5)间设置有给水泵(10)。

3.根据权利要求1所述的一种火电机组高品质工质循环利用系统，其特征在于，储水罐(2)与闪蒸罐(1)间设置有水位溢流调节阀(9)。

4.根据权利要求1所述的一种火电机组高品质工质循环利用系统，其特征在于，闪蒸罐(1)与除氧器(3)间的饱和蒸汽管路上设置有饱和蒸汽减压阀(6)。

5.根据权利要求1所述的一种火电机组高品质工质循环利用系统，其特征在于，闪蒸罐(1)与除氧器(3)间的饱和水管路上设置有饱和水减压阀(7)。

6.根据权利要求1所述的一种火电机组高品质工质循环利用系统，其特征在于，流过低压加热器(4)的为凝结水，流过高压加热器(5)的为给水。

7.根据权利要求1所述的一种火电机组高品质工质循环利用系统，其特征在于，高压加热器(5)的疏水通入凝汽器(8)中。

8.权利要求1所述的一种火电机组高品质工质循环利用系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，储水罐(2)将高能疏水引入闪蒸罐(1)中，产生饱和蒸汽和饱和水；

步骤二，闪蒸罐(1)的饱和蒸汽通入除氧器(3)中，替代原四段抽汽，用来加热进入除氧器(3)的凝结水，闪蒸罐(1)的饱和水通入除氧器(3)的水侧继续加热进入除氧器(3)的凝结水；

步骤三，加热后的凝结水经给水泵升压后送入高压加热器(5)中。

9.根据权利要求8所述的种火力发电厂高能热-质回收系统的工作方法，其特征在于，当高压加热器(5)的疏水压力低于除氧器运行压力时，将高压加热器(5)的疏水接入凝汽器(8)。

技术总结
本发明公开了一种火电机组高品质工质循环利用系统及工作方法，本发明通过新增一台闪蒸罐，将这部分高能疏水引入闪蒸罐，产生一定压力下的饱和蒸汽和饱和水。对饱和蒸汽和饱和水减压后，将饱和蒸汽引入除氧器汽侧，替代四段抽汽加热凝结水；将饱和水引入除氧器水侧，进一步加热凝结水，最大限度的回收热量，在高能疏水量较大时，停运低压加热器，利用更多的饱和蒸汽和饱和水来加热凝结水，实现能量利用的最大化，大大提高了机组在深度调峰低负荷下的运行经济性。

技术研发人员：石慧;屈杰;范庆伟;曾立飞;谢泾巍
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司;西安西热节能技术有限公司
技术研发日：2020.08.25
技术公布日：2020.11.20