一种增加燃气联合循环机组余热利用率的方法与流程

本申请涉及热动自动化技术领域，尤其涉及一种增加燃气联合循环机组余热利用率的方法。

背景技术：

机二拖一联合循环机组在冬季运行时，由于热网疏水加热凝结水的缘故，锅炉尾部烟气温度长期维持在较高的值，远超过防止低温腐蚀所必须的控制值。因此，烟气能量没有经过充分利用即排放，造成能量浪费，且电厂运行人员无法通过调整运行方式充分利用该富裕能量。为了实现烟气余热再利用，目前主流的方案主要有以下二种：

方案一：燃机二拖一联合循环机组配备两台余热锅炉，分别装设一台容量较大的烟气热网加热器。该方法可以有效降低余热锅炉尾部排烟温度，但是由于加热器容量过大，安装成本高，且在非供热季且需要烟气热网加热器投入时，烟气温度难以调整。

方案二：燃机二拖一联合循环机组配备两台余热锅炉，分别装设一台容量较小的烟气热网加热器。该方法可以同时满足任何季节的余热锅炉尾部排烟温度控制，能源利用，且投入成本较低，但是由于加热器容量较小，供热季无法完全带走烟气热量，造成能量浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种增加燃气联合循环机组余热利用率的方法，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。

一种增加燃气联合循环机组余热利用率的方法，包括余热锅炉一、余热锅炉二、烟气热网加热器一、烟气热网加热器二及凝结水箱，包括以下步骤：

s1、将余热锅炉一、烟气热网加热器一、凝结水箱、余热锅炉一依次通过管道进行串联；

s2、将余热锅炉二、烟气热网加热器二、凝结水箱、余热锅炉二依次通过管道进行串联；

s3、将余热锅炉一和烟气热网加热器一之间的管道与余热锅炉二和烟气热网加热器二之间的管道进行连通，并标记为管道5；

s4、烟气热网加热器一和凝结水箱之间的管道与烟气热网加热器二和凝结水箱之间的管道进行连通，并标记为管道6。

优选的，余热锅炉一中的余热传输管道为余热锅炉一至烟气热网加热器二至凝结水箱。

优选的，余热锅炉二中的余热传输管道为余热锅炉二至烟气热网加热器二至凝结水箱。

优选的，余热锅炉一和烟气热网加热器一之间的管道与余热锅炉二和烟气热网加热器二之间的管道上均安装有流量调节阀门以及流量监视表平衡并联管线的流量。

优选的，为了在烟气热网加热器并入后保证流量调节平衡、烟气温度维持在合格范围内以及低省入口水温维持在合格范围内，通过烟温、低省入口水温设定pid调整边界调节，通过平衡烟气热网加热器一和烟气热网加热器二的热水流量作为调节量，调整再循环水流量、并联管线调门开度、以及再循环泵的运行频率。

优选的，管道5和管道6中均加装电动截止门以及电动截止门前后的疏水手动门。

优选的，管道5和管道6为并联管路，实现了余热锅炉二停备时依然能有再循环流量经过烟气热网加热器二充分利用余热锅炉一尾部能量，实现余热充分利用的目的。

优选的，凝结水箱内部安装有温度传感器和液压阀。

优选的，管道5和管道6的外部均包裹有隔热棉。

优选的，余热锅炉一与凝结水箱之间的管道和余热锅炉二与凝结水箱之间的管道上均安装有止回阀。

本发明的有益效果是：凝结水经过余热锅炉低压省煤器后，可以通过再循环的方式为烟气热网加热器供热，进而可以充分利用低压省煤器处的烟气温度，避免高温烟气直接排空所产生的能量浪费，本发明的主要思路是通过并入烟气热网加热器增加换热容量，解决冬季机组一拖一运行时余热锅炉排烟温度高的问题。提升机组运行的经济性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的框图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图1，一种增加燃气联合循环机组余热利用率的方法，包括余热锅炉一、余热锅炉二、烟气热网加热器一、烟气热网加热器二及凝结水箱，本发明利用了燃机二拖一联合循环机组烟气热网加热器的使用特性，在原始模型中不包含管道5的内容，原始模型下，燃机二拖一联合循环机组烟气热网加热器的运行方式为上图管道1-3；2-4。当燃机一拖一运行时(例如2号燃机停备)，2号烟气热网加热器将完全退出，而1号余热锅炉的排烟温度较高，依然有大量的能量浪费。

本发明的主要内容为在上图中加入管道5、管道6并联线路。实现了2号燃机停备时依然能有再循环流量经过2号烟气热网加热器充分利用1号余热锅炉尾部能量，实现余热充分利用的目的。

由于两台烟气热网加热器的安装位置不同，考虑到管线布置节流所导致的流量分配问题，本发明包含在上图管道1、管道2的位置加装流量调节门以及流量监视表平衡并联管线的流量。

为了在烟气热网加热器并入后保证流量调节平衡、烟气温度维持在合格范围内以及低省入口水温维持在合格范围内，本发明包括了针对这一新型供热模式的逻辑调节模型，通过烟温、低省入口水温设定pid调整边界调节，通过平衡两台烟气热网加热器的热水流量作为调节量，调整再循环水流量、并联管线调门开度、以及再循环泵的运行频率。

为了保证机组运行方式切换以及管路故障异常时的有效隔离，本发明包含在管道5、管道6中加装电动截止门以及电动截止门前后的疏水手动门。

使用时包括以下步骤：

s1、将余热锅炉一、烟气热网加热器一、凝结水箱、余热锅炉一依次通过管道进行串联，余热锅炉一和烟气热网加热器一之间的管道标记为1，烟气热网加热器一和凝结水箱之间的管道标记为3；

s2、将余热锅炉二、烟气热网加热器二、凝结水箱、余热锅炉二依次通过管道进行串联，余热锅炉二和烟气热网加热器二之间的管道标记为2，烟气热网加热器二和凝结水箱之间的管道标记为4；

s3、将余热锅炉一和烟气热网加热器一之间的管道与余热锅炉二和烟气热网加热器二之间的管道进行连通，并标记为管道5；

s4、烟气热网加热器一和凝结水箱之间的管道与烟气热网加热器二和凝结水箱之间的管道进行连通，并标记为管道6。

余热锅炉一中的余热传输管道为余热锅炉一至烟气热网加热器二至凝结水箱，余热锅炉二中的余热传输管道为余热锅炉二至烟气热网加热器二至凝结水箱，凝结水箱内部安装有温度传感器和液压阀，用于泄压和检测温度。

余热锅炉一和烟气热网加热器一之间的管道与余热锅炉二和烟气热网加热器二之间的管道上均安装有流量调节阀门以及流量监视表平衡并联管线的流量。

为了在烟气热网加热器并入后保证流量调节平衡、烟气温度维持在合格范围内以及低省入口水温维持在合格范围内，通过烟温、低省入口水温设定pid调整边界调节，通过平衡烟气热网加热器一和烟气热网加热器二的热水流量作为调节量，调整再循环水流量、并联管线调门开度、以及再循环泵的运行频率。

管道5和管道6中均加装电动截止门以及电动截止门前后的疏水手动门，管道5和管道6为并联管路，实现了余热锅炉二停备时依然能有再循环流量经过烟气热网加热器二充分利用余热锅炉一尾部能量，实现余热充分利用的目的，管道5和管道6的外部均包裹有隔热棉，减少热量散发，提高热量利用率。

余热锅炉一与凝结水箱之间的管道和余热锅炉二与凝结水箱之间的管道上均安装有止回阀，防止热气回流。

下面将举例说明本发明在实际用应中得出的效果：

根据国华京燃热电的机组全年运行方式，选取2018年11月15日至2019年3月15，以及2019年11月15日至2020年3月15日中机组一拖一工况的时间点。机组一拖一判定条件为pi中两台燃机l4信号的开关量，筛选其中互异的时间点，取点间隔为12小时。通过该方法获取得到18年一拖一(1 3)的时间为23.5天，一拖一(2 3)的时间为15.5天；19年一拖一(1 3)的时间为30天，一拖一(2 3)的时间为10天。

然后计算该时间点后12小时时间段内的运行炉低省出口烟气温度平均值与烟气热网加热器的供热量平均值。采用退烟气热网加热器试验的方式，得出每一度烟气温度对应2.93gj/h的供热量，以及实际供热量修正系数0.89。

计算模型的总体原则：控制烟气温度不低于75.5℃，假设两台烟气热网加热器极限供热效率都为55gj/h，且富裕能量充分应用于第一台烟气加热器后，剩余可利用供热量为本次改造的保守收益量，即：

富裕能量＝(烟气温度-烟气温度控制值【75.5】)x单位烟气温度的供热量【2.93】-(烟气热网加热器饱和供热能力【55】-运行热网加热器供热量)

当富裕能量大于饱和烟气加热器供热量时：并入烟气加热器能量＝饱和烟气加热器供热量，否则，并入烟气加热器能量＝富裕能量

最终收益＝并入烟气加热器能量x供热量修正值x供热季热价

按照供热价格83元/gj计算，最终可以预测出，在进行该项改造后，18年供热季机组一拖一运行期间，总收益约为79.6万元，平均到一拖一运行时间里，日收益率为2.1万元/天；19年供热季机组一拖一运行期间，总收益约为161.1万元，平均到一拖一运行时间里，日收益率为4.0万元/天；

对比18年19年供热季数据，发现19年的总收益与日均收益更高。分析其原因，由于机组运行时间增加，锅炉换热效率降低，排烟温度升高，导致该改造的日均收益提升。而随着用电负荷逐年降低，机组一拖一的时间增加，导致该改造的总收益也逐年增加。进而说明该改造有着良好的应用前景。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。