一种锅炉全工况工质余热回收系统的制作方法

1.本实用新型涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种锅炉全工况工质余热回收系统。


背景技术：

2.目前国内大型超临界火电机组一般都设有炉水循环泵，将锅炉启动阶段高温高压炉水进行回收循环使用，以节约除盐水和燃煤耗量，降低锅炉启动成本。但炉水循环泵多为进口泵组，故障维修周期长、费用高，因而存在炉水循环泵故障且锅炉需要启动的情况。此外，因炉水循环泵造价高昂，部分机组采用不带炉水循环泵的启动系统，造成锅炉启动阶段大量工质热量损失。超临界机组锅炉通常设置大气式疏水扩容器，承担锅炉启动疏水、受热面疏水、吹灰器疏水、锅炉放水等，疏水进入扩容器后进行降压扩容，闪蒸蒸汽排入大气，未闪蒸的疏水从底部管道排入疏水池，进而回收至冷却塔，这不仅造成了工质热量的浪费，蒸汽排大气还造成区域凝结滴水、白色烟雾等感官视觉污染。而且当前国内关于超临界无炉水循环泵直流锅炉工质热量回收研究多集中在锅炉启动疏水方面，而忽视正常运行阶段进入启动疏水扩容器的工质热量回收，造成不必要的工质余热浪费。
3.因此，亟需一种锅炉全工况工质余热回收系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种锅炉全工况工质余热回收系统，实现锅炉启动阶段和运行阶段的工质余热回收，减少浪费，节约能源。
5.如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：
6.一种锅炉全工况工质余热回收系统，包括：
7.疏水-凝结水换热系统，包括疏水-凝结水换热器和暖风器，所述疏水-凝结水换热器用于提高所述暖风器内介质的温度；
8.第一回收系统，包括启动疏水扩容器和除氧器，所述启动疏水扩容器上设有气体出口和液体出口，所述气体出口能够连通于所述除氧器，所述液体出口包括不同时连通的第一液体出口和第二液体出口，所述第一液体出口连通于所述疏水-凝结水换热系统；
9.第二回收系统，包括凝汽器和低压加热器，所述凝汽器、所述低压加热器和所述除氧器能够依次连通，所述第二液体出口能够连通于所述低压加热器。
10.可选地，所述疏水-凝结水换热系统还包括疏水池，所述疏水-凝结水换热器上设有第一换热入口和第一换热出口，所述第一换热入口连通于所述第一液体出口，所述第一换热出口连通于所述疏水池。
11.可选地，所述暖风器包括一次风暖风器和二次风暖风器，所述疏水-凝结水换热器上还设有第二换热入口和第二换热出口，所述疏水-凝结水换热器和所述一次风暖风器、所述二次风暖风器通过换热管道分别连通，且所述换热管道的一端连通于所述第二换热出口，所述换热管道的另一端连通于所述第二换热入口。
12.可选地，所述第一液体出口包括液体换热出口和液体安全出口，所述启动疏水扩
容器通过所述液体换热出口连通于所述疏水-凝结水换热器，所述启动疏水扩容器通过所述液体安全出口连通于所述疏水池。
13.可选地，所述气体出口包括气体换热出口和气体安全出口，所述启动疏水扩容器通过所述气体换热出口连通所述除氧器，所述启动疏水扩容器通过所述气体安全出口连通大气。
14.可选地，所述第一回收系统还包括第一阀组件，所述气体换热出口通过所述第一阀组件连通于所述除氧器，所述第一阀组件包括第一电动隔离阀和依次设置于所述第一电动隔离阀下游的第一逆止阀和第一手动隔离阀。
15.可选地，所述启动疏水扩容器上设置有第一连通口，所述启动疏水扩容器通过所述第一连通口连通锅炉系统。
16.可选地，所述凝汽器上设置有第二连通口和第三连通口，所述凝汽器通过所述第二连通口连通所述锅炉系统的启动部，所述凝汽器通过所述第三连通口连通汽轮机系统。
17.可选地，所述低压加热器包括依次连通的8号低压加热器、7号低压加热器、6号低压加热器和5号低压加热器，所述8号低压加热器连通于所述凝汽器，所述5号低压加热器连通于所述除氧器，所述6号低压加热器连通于所述第二液体出口。
18.可选地，所述第一回收系统还包括第二阀组件，所述第二液体出口通过所述第二阀组件连通于所述6号低压加热器，所述第二阀组件包括第二手动隔离阀和依次设置于第二手动隔离阀下游的电动调节阀和第二逆止阀。
19.本实用新型的有益效果为：
20.本实用新型提出的锅炉全工况工质余热回收系统，包括疏水-凝结水换热系统、第一回收系统和第二回收系统。其中疏水-凝结水换热系统包括疏水-凝结水换热器和暖风器，疏水-凝结水换热器通过接收具有热量的疏水来提高暖风器内介质的温度。而第一回收系统包括启动疏水扩容器和除氧器，启动疏水扩容器上设有气体出口和液体出口，气体出口能够连通于除氧器，液体出口包括不同时连通的第一液体出口和第二液体出口，第一液体出口连通于疏水-凝结水换热系统。启动疏水扩容器可对疏水进行闪蒸，使得水质合格或者不合格的疏水闪蒸后所得到的闪蒸蒸汽均可进入除氧器内，以实现对工质及余热的全部回收。另外，第二回收系统包括凝汽器和低压加热器，凝汽器、低压加热器和除氧器能够依次连通，第二液体出口能够连通于低压加热器。第二回收系统用于在水质合格时，对未闪蒸的疏水以及直接进入凝汽器的工质进行回收，而且第一回收系统和第二回收系统的连通使得在第一回收系统中水质合格的疏水也可进一步被回收。该锅炉全工况工质余热回收系统能够实现锅炉启动阶段及运行阶段合格工质及余热的全部回收，即可节省能源，同时可保证锅炉的安全运行。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例提供的锅炉全工况工质余热回收系统的结构示意图。
22.图中：
23.1、除氧器；
24.2、启动疏水扩容器；21、气体安全出口；22、气体换热出口；23、液体安全出口；24、液体换热出口；25、第一连通口；26、第二液体出口；
25.3、疏水-凝结水换热器；31、第一换热入口；32、第一换热出口；33、第二换热入口；34、第二换热出口；
26.4、凝汽器；41、凝汽器入口；42、凝汽器出口；
27.5、低压加热器；51、5号低压加热器；52、6号低压加热器；53、7号低压加热器；54、8号低压加热器；
28.6、一次风暖风器；7、二次风暖风器；8、疏水池；9、启动分离器；10、启动分离器贮水罐；
29.11、第一阀组件；111、第一电动隔离阀；112、第一逆止阀；113、第一手动隔离阀；
30.12、第二阀组件；121、第二手动隔离阀；122、电动调节阀；123、第二逆止阀。
具体实施方式
31.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
35.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始
至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
38.本实施例提供一种锅炉全工况工质余热回收系统，以分别在锅炉启动阶段和运行阶段均对工质及余热进行回收，其中合格工质可重新进入锅炉系统循环，而不合格工质则在充分回收其余热后统一集中处理，以保证在工质及余热回收过程中，锅炉系统的安全运行。
39.如图1所示，锅炉全工况工质余热回收系统由疏水-凝结水换热系统、第一回收系统和第二回收系统等三部分形成。其中疏水-凝结水换热系统包括疏水-凝结水换热器3和暖风器，通过具有余热的疏水和可流入暖风器内的介质在疏水-凝结水换热器3内的交互流动，以提高流入暖风器内的介质的温度。
40.第一回收系统包括启动疏水扩容器2和除氧器1，启动疏水扩容器2能够对进入启动疏水扩容器2内部的疏水进行闪蒸，疏水在进行闪蒸后，其中部分将变成气态即闪蒸蒸汽，但也有部分仍为液态，而在不同阶段，启动疏水扩容器2内疏水的来源也不同，具体地将在下文详细说明。启动疏水扩容器2上设置有气体出口和液体出口，其中气体出口能够连通于除氧器1，即疏水闪蒸后形成的闪蒸蒸汽可通过气体出口进入除氧器1，以加热除氧器1内部给水。而液体出口具有两个，即针对上文所述的疏水的不同来源，液体出口包括不同时连通的第一液体出口和第二液体出口26。第一液体出口连通于疏水-凝结水换热系统，当水质不合格时，将会通过第一液体出口进入疏水-凝结水换热系统以对暖风器进行换热，疏水-凝结水换热系统仅对余热进行回收，而不回收工质。可知的，即使水质不合格，其闪蒸后的闪蒸蒸汽也不具备超标的铁离子，因此该闪蒸蒸汽能够进入除氧器1内实现工质及余热的回收。
41.第二回收系统包括凝汽器4和低压加热器5，第二回收系统仅在水质合格时开启，可同时回收工质及余热。凝汽器4和低压加热器5连通，而且第一回收系统的启动疏水扩容器2的第二液体出口26和除氧器1也分别与低压加热器5连通，即当进入启动疏水扩容器2的水质合格时，则部分未闪蒸的疏水将会经第二液体出口26流出启动疏水扩容器2而进入低压加热器5。
42.可选地，低压加热器5包括依次连通的8号低压加热器54、7号低压加热器53、6号低压加热器52和5号低压加热器51，8号低压加热器54连通于凝汽器4，5号低压加热器51连通于除氧器1，而6号低压加热器52则连通于第二液体出口26。凝汽器4上设置有凝汽器入口41和凝汽器出口42，第二液体出口26流出的疏水会依次经过6号低压加热器52、7号低压加热器53和8号低压加热器54，再经凝汽器入口41流入凝汽器4，而凝汽器4内部的介质则会经凝汽器出口42依次流过8号低压加热器54、7号低压加热器53、6号低压加热器52和5号低压加热器51，最终流入除氧器1内，即在低压加热器5内部具有方向相反且不汇流的两股液体，以此降低进入凝汽器4内液体的温度，提高进入除氧器1内的液体的温度，而该液体在除氧器1内将会被闪蒸蒸汽进一步加热。
43.进一步地，疏水-凝结水换热系统还包括疏水池8，疏水-凝结水换热器3上设置有第一换热入口31和第一换热出口32，第一换热入口31连通于第一液体出口，而第一换热出口32则连通于疏水池8。可选地，暖风器包括一次风暖风器6和二次风暖风器7，启动疏水扩
容器2底部未闪蒸的疏水可通过疏水-凝结水换热器3加热凝结水，随后凝结水将会进入二次风暖风器7来提高二次风温，强化锅炉启动阶段的燃烧，进入一次风暖风器6来提高一次风温，进行磨煤机预热，换热完成后的疏水将排至疏水池8。
44.为实现疏水-凝结水换热器3对于一次风暖风器6和二次风暖风器7的分别换热，疏水-凝结水换热器3上还设置有第二换热入口33和第二换热出口34。疏水-凝结水换热器3和一次风暖风器6、二次风暖风器7通过换热管道分别连通，且换热管道的一端连通于第二换热出口34，换热管道的另一端连通于第二换热入口33。即凝结水通过换热管道经第二换热入口33流入疏水-凝结水换热器3内，而后再经第二换热出口34流回换热管道，而疏水则是从第一换热入口31流入疏水-凝结水换热器3内，而后再经第一换热出口32流入疏水池8。在疏水和凝结水分别在疏水-凝结水换热器3内流动的时候，可利用具有余热的疏水对凝结水进行加热。换热管道包括第一换热分道和第二换热分管，其中第一换热分管用于进入一次风暖风器6内以提高一次风温，而第二换热分管用于进入二次风暖风器7内以提高二次风温。
45.可选地，第一液体出口包括液体换热出口24和液体安全出口23，即在上述的疏水-凝结水换热系统中，启动疏水扩容器2内的疏水通过液体换热出口24进入疏水-凝结水换热器3，而在换热完成后流入疏水池8。除此之外，启动疏水扩容器2还可通过液体安全出口23直接连通疏水池8，因疏水在疏水-凝结水换热器3内的流动具有一定的阻力，而设置液体安全出口23则可在启动疏水扩容器2内进入疏水量过大时进行分流，以保证启动疏水扩容器2的安全。
46.与之类似地，气体出口包括气体换热出口22和气体安全出口21，启动疏水扩容器2通过气体换热出口22连通除氧器1，启动疏水扩容器2通过气体安全出口21连通大气。气体安全出口21的设置是为了保证启动疏水扩容器2的安全，避免在启动疏水扩容器2内部气压超过安全压力值。可知的，气体安全出口21在第一回收系统正常工作时关闭。
47.可选地，启动疏水扩容器2和除氧器1并非是在启动疏水扩容器2内通入疏水时即刻连通的，第一回收系统还包括第一阀组件11，第一阀组件11设置于连通启动疏水扩容器2和除氧器1的管路上，第一阀组件11包括第一电动隔离阀111、第一逆止阀112和第一手动隔离阀113，第一逆止阀112用于限制疏水在启动疏水扩容器2和除氧器1之间的流动方向，使得闪蒸蒸汽只能从启动疏水扩容器2流至除氧器1。在第一回收系统工作时，第一电动隔离阀111和第一手动隔离阀113均保持开启状态，此时启动疏水扩容器2将会对其内部的疏水进行闪蒸，在闪蒸过程中，启动疏水扩容器2内部压力上升，直至启动疏水扩容器2内部压力大于除氧器1内部压力时，第一逆止阀112将受两侧压差作用而打开，启动疏水扩容器2内的闪蒸蒸汽将进入除氧器1内。可知的，第一逆止阀112的关闭受压差影响，即启动疏水扩容器2和除氧器1的连通不一定是连续的。
48.可选地，第一回收系统还包括第二阀组件12，第二液体出口26通过第二阀组件12连通于6号低压加热器52，第二阀组件12包括第二手动隔离阀121和依次设置于第二手动隔离阀121下游的电动调节阀122和第二逆止阀123。第二逆止阀123用于限制启动疏水扩容器2和低压加热器5之间的流体流动方向，电动调节阀122则可根据启动疏水扩容器2内的液位变化是否至预设液位值而自动开启或关闭。而与上文的第一手动隔离阀113类似地，在第一回收系统工作时，第二阀组件12的第二手动隔离阀121也是一直处于开启状态。可知的，本
实施例的第一手动隔离阀113和第二手动隔离阀121，均可在锅炉全工况工质余热回收系统进行检修工作时关闭。
49.可选地，启动疏水扩容器2上设置有第一连通口25，锅炉全工况工质余热回收系统通过第一连通口25与锅炉系统连通，锅炉系统包括启动分离器9、过热器、再热器、吹灰器和汽-气暖风器，其中启动分离器9通过启动分离器贮水罐10与启动疏水扩容器2连通，而启动疏水扩容器2和启动分离器贮水罐10之间还设置有361阀。在锅炉启动阶段，当水质不合格时，启动分离器9通过启动分离器贮水罐10将不合格的疏水通入启动疏水扩容器2，除此之外，过热器、再热器以及吹灰器的疏水也将进入启动疏水扩容器2内，而后启动疏水扩容器2内的闪蒸蒸汽进入除氧器1，未闪蒸的疏水则进入疏水-凝结水换热器3。在锅炉运行阶段，吹灰器和汽-气暖风器将向启动疏水扩容器2内通入水质合格的疏水，另外361阀的内漏疏水也将通入启动疏水扩容器2内，进入启动疏水扩容器2内的疏水在闪蒸后，闪蒸蒸汽进入除氧器1，未闪蒸的疏水则进入低压加热器5。
50.可选地，凝汽器4上设置有第二连通口，锅炉全工况工质余热回收系统通过该第二连通口与锅炉系统的启动部连通。如图1所示，锅炉系统的启动部包括启动分离器9、启动分离器贮水罐10和361阀，在锅炉启动阶段，当水质合格时，启动分离器9通过启动分离器贮水罐10将合格的疏水通入凝汽器4内。可选地，凝汽器4上还设置有第三连通口，锅炉全工况工质余热回收系统通过该第三连通口与汽轮机系统连通，在锅炉运行阶段，汽轮机能够向凝汽器4内通入乏汽。而进入低压加热器5内的疏水和凝汽器4内的乏汽将在第二回收系统中循环，即进入低压加热器5内的疏水在低压加热器5内换热降温流至凝汽器4后将与直接通入凝汽器4内的介质混合，也即在第二回收系统中流体包括从凝汽器4至除氧器1温度越来越高的第一流体以及从低压加热器5至凝汽器4温度越来越低的第二流体。
51.本实施例提供的锅炉全工况工质余热回收系统的工作流程如下：
52.锅炉启动阶段：
53.一、水质不合格时，启动分离器贮水罐10内的疏水进入启动疏水扩容器2，疏水在启动疏水扩容器2内闪蒸后，闪蒸蒸汽进入除氧器1，加热给水，提高给水温度，为机组启动提供有利调节。而底部未闪蒸的疏水通过疏水-凝结水换热器3加热凝结水，凝结水进入二次风暖风器7来提高二次风温，强化锅炉启动阶段的燃烧，凝结水进入一次风暖风器6提高一次风温，进行磨煤机预热，冷却后的疏水排至疏水池8，完成工质部分回收及余热全回收。
54.二、水质合格时，启动分离器贮水罐10内的疏水进入凝汽器4，而后进入低压加热器5、除氧器1。同时在启动阶段，过热器、再热器和吹灰器内的疏水也将进入启动疏水扩容器2内，疏水在启动疏水扩容器2内闪蒸后，闪蒸蒸汽进入除氧器1，加热给水，提高给水温度，为机组启动提供有利调节。而未闪蒸的疏水进入6号低压加热器52加热凝结水，随后逐级自流依次进入7号低压加热器53和8号低压加热器54进行多级换热，加热凝结水，最终进入凝汽器4，完成工质及余热全回收。
55.锅炉正常运行阶段：
56.水质合格，吹灰器、汽-气暖风器及361阀内漏疏水等进入启动疏水扩容器2闪蒸，内部水质优质稳定，当启动疏水扩容器2压力大于除氧器1运行压力时，闪蒸蒸汽进入除氧器1加热给水，回收工质及热量。而未闪蒸的疏水进入6号低压加热器52加热凝结水，随后逐级自流依次进入7号低压加热器53和8号低压加热器54进行多级换热，加热凝结水，最终进
入凝汽器4，完成工质及余热全回收。
57.本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。