一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统及工作方法与流程

本发明属于燃煤发电机组热电联产供热领域，具体涉及一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统及工作方法。

背景技术：

随着太阳能、风能、水能等清洁、低碳、可再生能源的迅速发展，传统火电由发电主体型能源向保障型能源快速转变，大型火电机组亟需承担电网深度调峰任务。而随着工业转型升级以及人民生活水平提高，工业蒸汽、集中供暖等用热需求在快速增长。其中，在工业供汽领域，为满足用汽企业的正常运转，要求工业供汽参数持续、稳定、可靠，而机组在低负荷下运行时，主、辅机设备严重偏离设计工况，很难确保热电联供系统的可靠性。因此，火电机组深度调峰需求和供汽能力保障的矛盾日益突出。

大型火电机组深度调峰至锅炉负荷小于约30％bmcr时，炉膛内的热量无法将进入水冷壁的给水全部加热成饱和蒸汽，锅炉转为湿态运行。来自水冷壁系统的汽水混合物进入分离器后，旋转产生的离心力将汽水分离，分离后的蒸汽从分离器顶部引出至低温过热器，水从分离器底部进入储水箱。当水质合格时，储水箱内的近饱和水排入凝汽器，造成了大量的能量损失；当水质不合格时，储水箱内的近饱和水通过排污系统排出厂外，造成了大量的工质损失和能量损失。

由于锅炉湿态运行时储水箱内收集的水为给水压力下的近饱和水，能量品质较高，十分有必要将其回收再利用。因此，在火电机组长期低负荷运行和供汽品质难以维持的形势下，提出将锅炉湿态水回收用于高压工业供汽的改造方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有火电机组深度调峰至低负荷，锅炉湿态运行时，汽水分离器分离出的湿态水无法有效利用，导致机组低负荷运行经济性差的问题，同时缓解机组长期低负荷运行和工业供汽品质难以保障的矛盾，将高能湿态水回收用于高压工业供汽，提供一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统及工作方法。

为了达到上述目的，一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统，包括汽水分离器、储水箱、闪蒸罐和电加热器；

汽水分离器的入口连接水冷壁系统的汽水混合物，汽水分离器的饱和水出口连接储水箱，储水箱连接闪蒸罐，闪蒸罐的饱和蒸汽出口连接电加热器。

汽水分离器的饱和蒸汽出口连接低温过热器。

闪蒸罐的饱和水出口连接凝汽器。

储水箱与闪蒸罐的连接管路上设置有截止阀。

储水箱与闪蒸罐的连接管路上设置有电动调阀。

电加热器用于将闪蒸罐产生的饱和蒸汽加热至工业供汽温度，对外供出。

一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统的工作方法，包括以下步骤：

机组湿态运行时，来自水冷壁系统的汽水混合物进入汽水分离器，产生一定量给水压力下的饱和湿态水，饱和湿态水在储水箱中汇集；

储水箱中的饱和湿态水经出口管道进入闪蒸罐；

闪蒸罐闪蒸后产生所需工业供汽压力下的饱和水和饱和蒸汽，饱和蒸汽进入电加热器。

汽水分离器分离出的饱和蒸汽进入低温过热器。

闪蒸罐闪蒸后产生的饱和水排入凝汽器。

饱和蒸汽在电加热器中加热至工业供汽温度，对外供出。

与现有技术相比，本发明设置闪蒸罐和电加热器，首先将锅炉湿态运行时产生的高能饱和水闪蒸为工业供汽压力下的饱和蒸汽，提温至工业供汽温度，最终对外供出，实现了对湿态水的工质和能量的回收，大大提高了机组运行经济性。同时，本发明改造范围小，成本较低，投资回收期短，财务上可行。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

其中，1、汽水分离器，2、储水箱，3、截止阀，4、电动调阀，5、闪蒸罐，6、电加热器，7、凝汽器。

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1，一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统，包括汽水分离器1、储水箱2、闪蒸罐5和电加热器6；

汽水分离器1的入口连接水冷壁系统的汽水混合物，汽水分离器1的饱和水出口连接储水箱2，汽水分离器1的饱和蒸汽出口连接低温过热器。储水箱2连接闪蒸罐5，储水箱2与闪蒸罐5的连接管路上设置有截止阀3和电动调阀4。闪蒸罐5的饱和蒸汽出口连接电加热器6。闪蒸罐5的饱和水出口连接凝汽器7。电加热器6用于将闪蒸罐产生的饱和蒸汽加热至工业供汽温度，对外供出。

一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统的工作方法，包括以下步骤：

机组湿态运行时，来自水冷壁系统的汽水混合物进入汽水分离器1，产生一定量给水压力下的饱和湿态水，饱和湿态水在储水箱2中汇集；汽水分离器1分离出的饱和蒸汽进入低温过热器。

储水箱2中的饱和湿态水经出口管道进入闪蒸罐5；

闪蒸罐5闪蒸后产生所需工业供汽压力下的饱和水和饱和蒸汽，饱和蒸汽进入电加热器6。闪蒸罐5闪蒸后产生的饱和水排入凝汽器7。

饱和蒸汽在电加热器6中加热至工业供汽温度，对外供出。

机组湿态运行时产生一定量给水压力下的饱和湿态水：压力为p0，温度为t0，比焓为h0，流量为q0，在储水箱中汇集，经出口管道进入闪蒸罐，闪蒸罐设计压力为工业供汽压力pg。闪蒸后的饱和蒸汽：压力为pg，温度为t1，比焓为h1，流量为q1；闪蒸后的饱和水：压力为pg，温度为t1，比焓为h2，流量为q2。其中：

q0＝q1 q2

q0×h0＝q1×h1 q2×h2

闪蒸后的饱和蒸汽进入电加热器，温度由t1加热至工业供汽温度tg。这样，蒸汽压力和温度均为工业供汽压力和温度后对外供出。

实施例：

某电厂1000mw机组汽轮机为东方汽轮机有限公司制造的n1000-25/600/600型、超超临界、单轴、四缸、四排汽、一次中间再热、凝汽式汽轮机，需承担工业供汽参数为2.5mpa、320℃。

锅炉20％tha负荷湿态运行时，机组发电功率为205.2mw，产生约120t/h的高能饱和水(压力为13.6mpa，温度为334.4℃)。利用该发明改造后，设置闪蒸罐和电加热器，闪蒸罐设计压力为2.5mpa，闪蒸后的饱和蒸汽压力为2.5mpa，温度为224℃，流量为39.1t/h。经电加热器加热进一步升温至320℃后对外供出。

利用本发明改造回收后，机组在25％tha工况湿态运行时热耗率约为8817.6kj/kwh(折合煤耗率约为330.3g/kwh)，比改造前机组热耗率9330.8kj/kwh(折合煤耗率约为349.6g/kwh)下降约513.2kj/kwh(折合煤耗率约为19.3g/kwh)，下降幅度为5.5％，大大提高了机组运行经济性。

技术特征：

1.一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统，其特征在于，包括汽水分离器(1)、储水箱(2)、闪蒸罐(5)和电加热器(6)；

汽水分离器(1)的入口连接水冷壁系统的汽水混合物，汽水分离器(1)的饱和水出口连接储水箱(2)，储水箱(2)连接闪蒸罐(5)，闪蒸罐(5)的饱和蒸汽出口连接电加热器(6)。

2.根据权利要求1所述的一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统，其特征在于，汽水分离器(1)的饱和蒸汽出口连接低温过热器。

3.根据权利要求1所述的一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统，其特征在于，闪蒸罐(5)的饱和水出口连接凝汽器(7)。

4.根据权利要求1所述的一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统，其特征在于，储水箱(2)与闪蒸罐(5)的连接管路上设置有截止阀(3)。

5.根据权利要求1所述的一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统，其特征在于，储水箱(2)与闪蒸罐(5)的连接管路上设置有电动调阀(4)。

6.根据权利要求1所述的一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统，其特征在于，电加热器(6)用于将闪蒸罐(5)产生的饱和蒸汽加热至工业供汽温度，对外供出。

7.权利要求1所述的一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

机组湿态运行时，来自水冷壁系统的汽水混合物进入汽水分离器(1)，产生一定量给水压力下的饱和湿态水，饱和湿态水在储水箱(2)中汇集；

储水箱(2)中的饱和湿态水经出口管道进入闪蒸罐(5)；

闪蒸罐(5)闪蒸后产生所需工业供汽压力下的饱和水和饱和蒸汽，饱和蒸汽进入电加热器(6)。

8.根据权利要求7所述的一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统的工作方法，其特征在于，汽水分离器(1)分离出的饱和蒸汽进入低温过热器。

9.根据权利要求7所述的一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统的工作方法，其特征在于，闪蒸罐(5)闪蒸后产生的饱和水排入凝汽器(7)。

10.根据权利要求7所述的一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统的工作方法，其特征在于，饱和蒸汽在电加热器(6)中加热至工业供汽温度，对外供出。

技术总结
本发明公开了一种回收锅炉湿态水用于工业供汽的系统及工作方法，本发明设置闪蒸罐和电加热器，首先将锅炉湿态运行时产生的高能饱和水闪蒸为工业供汽压力下的饱和蒸汽，提温至工业供汽温度，最终对外供出，实现了对湿态水的工质和能量的回收，大大提高了机组运行经济性。同时，本发明改造范围小，成本较低，投资回收期短，财务上可行。

技术研发人员：石慧;吕凯;许朋江;薛朝囡;张建元;邓佳;王妍
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：2021.06.23
技术公布日：2021.08.13