用于燃氣蒸汽聯合循環機組的煙氣余熱利用系統的制作方法

本實用新型涉及一種鍋爐尾部煙氣余熱利用系統，尤其涉及一種用于燃氣蒸汽聯合循環機組的煙氣余熱利用系統。

背景技術：

鍋爐排煙溫度過高會造成排煙損失增大，降低機組經濟性，排煙溫度過低則有可能因為煙氣中酸性氧化物及灰分的存在而腐蝕煙道，且不利于污染物的擴散，損害當地環境。燃氣蒸汽聯合循環機組與燃煤鍋爐相比，煙氣成分更為潔凈，灰分、二氧化硫含量極低，因此可以排放更低溫度的煙氣，以便提高余熱鍋爐效率。

現有的燃氣蒸汽聯合循環機組排煙溫度普遍在100℃左右，與燃煤機組的排煙溫度相差不大，忽略了燃氣蒸汽聯合循環機組排煙成分的潔凈性而采用了與燃煤機組一致的排煙溫度。因此，對于燃氣蒸汽聯合循環機組，需要一種能深度利用煙氣低溫余熱的能量回收系統，合理降低燃氣蒸汽聯合循環機組的排煙溫度，在提高鍋爐效率的同時又不會對設備、環境造成損害。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是可降低燃氣蒸汽聯合循環機組排煙溫度的用于燃氣蒸汽聯合循環機組的煙氣余熱利用系統。

本實用新型是通過以下技術方案解決上述技術問題的：用于燃氣蒸汽聯合循環機組的煙氣余熱利用系統，包括三個換熱系統，從煙氣高溫側順著煙氣流向至低溫側依次為天然氣加熱系統、暖通加熱系統和化學生水加熱系統，三個換熱系統分別具有相互獨立的換熱器及加熱用水循環系統，所述加熱用水循環系統連接補水系統。

三個換熱系統的排列順序由加熱工質對溫度需求的不同而決定，實現了煙氣熱量的梯級利用，降低了系統的不平衡換熱損失。三個換熱系統相互獨立，可以根據機組運行的負荷及煙氣溫度選擇單一運行或共同運行。該系統將化學生水傳統的抽汽加熱方式改為低溫熱水加熱，減少了汽輪機的抽汽損失，提高了系統的運行效率和經濟性。

作為優化的技術方案，所述天然氣加熱系統包括循環管路一和換熱器一，所述換熱器一連接所述循環管路一和天然氣管道；

所述暖通加熱系統包括循環管路二和換熱器二，所述換熱器二連接所述循環管路二和暖通管道；

所述化學生水加熱系統包括循環管路三和換熱器三，所述換熱器三連接所述循環管路三和化學生水管道；

所述循環管路一、循環管路二和循環管路三分別連接補水系統，三個循環管路上分別設有循環水泵。

循環管路設置合理，由循環水泵提供循環動力，三個換熱系統通過循環水泵的運行與停運選擇性投入使用。

作為優化的技術方案，三個循環管路中循環水泵與換熱器之間的管路上分別設有流量調節閥。

通過控制系統控制流量調節閥閥門的開度可以調節加熱用水的流量，以適應不同的負荷要求。

作為優化的技術方案，三個循環管路中分別設有連接在循環水泵進水側與出水側之間的支路，支路上設有備用循環水泵。每個循環管路中兩臺水泵一備一用，方便使用。

作為優化的技術方案，各臺循環水泵出口處的管路上分別設有截止閥。

采用截止閥可以方便截止管路流量，選擇同時或單獨運行三個換熱系統，以及選擇使用不同的循環水泵。

作為優化的技術方案，所述換熱器一、換熱器二和換熱器三均采用表面式換熱器。

表面式換熱器占地面積小，冷源熱源可以密閉循環。

作為優化的技術方案，所述補水系統包括水箱和補水管路，所述補水管路的總路連接所述水箱，總路的另一端分為三條支路，分別連接三個循環管路，所述補水管路的總路上設有補水泵。

補水系統的補水來源為水箱，由補水泵提供補水動力。

作為優化的技術方案，所述補水管路的總路上位于所述補水泵的出口側設有截止閥。

采用截止閥可以方便截止管路流量，選擇同時對三個換熱系統或單獨對其中一個換熱系統進行補水。

作為優化的技術方案，所述補水管路的三條支路上分別設有流量調節閥。

通過流量調節閥開度的調整可以調節補水流量。

作為優化的技術方案，所述水箱采用除鹽水箱。

除鹽水箱用于儲存除鹽水，采用經處理雜質后的除鹽水作為循環水。

本實用新型的優點在于：將煙氣熱量轉移至系統內的循環水，通過循環水加熱天然氣、暖通用水以及化學生水，降低了排煙損失；實現了煙氣熱量的梯級利用，降低了系統的不平衡換熱損失；三個換熱系統相互獨立，可以選擇單一運行或共同運行，避免資源浪費；將化學生水傳統的抽汽加熱方式改為低溫熱水加熱，減少了汽輪機的抽汽損失；提高了系統的運行效率和經濟性。

附圖說明

圖1是本實用新型三個換熱系統的結構示意圖。

圖2是本實用新型補水系統的結構示意圖。

圖中：1、循環管路一；2、循環管路二；3、循環管路三；4、換熱器一；5、換熱器二；6、換熱器三；7、循環水泵一；8、循環水泵二；9、循環水泵三；10、循環水泵四；11、循環水泵五；12、循環水泵六；13、截止閥一；14、截止閥二；15、截止閥三；16、截止閥四；17、截止閥五；18、截止閥六；19、流量調節閥一；20、流量調節閥二；21、流量調節閥三；22、水箱；23、補水管路；24、補水泵；25、截止閥七；26、流量調節閥四；27、流量調節閥五；28、流量調節閥六。

具體實施方式

如圖1-2所示，用于燃氣蒸汽聯合循環機組的煙氣余熱利用系統，包括三個換熱系統，箭頭方向為煙氣流向，從煙氣高溫側順著煙氣流向至低溫側依次為天然氣加熱系統、暖通加熱系統和化學生水加熱系統。

天然氣加熱系統包括循環管路一1和換熱器一4，換熱器一4連接循環管路一1和天然氣管道，循環管路一1上設有循環水泵一7，循環水泵一7出口處的管路上設有截止閥一13，循環水泵一7的進水側與截止閥一13的出口之間連接有支路，支路上設有循環水泵二8，循環水泵二8出口處的管路上設有截止閥二14，換熱器一4入口處的管路上設有流量調節閥一19。

暖通加熱系統包括循環管路二2和換熱器二5，換熱器二5連接循環管路二2和暖通管道，循環管路二2上設有循環水泵三9，循環水泵三9出口處的管路上設有截止閥三15，循環水泵三9的進水側與截止閥三15的出口之間連接有支路，支路上設有循環水泵四10，循環水泵四10出口處的管路上設有截止閥四16，換熱器二5入口處的管路上設有流量調節閥二20。

化學生水加熱系統包括循環管路三3和換熱器三6，換熱器三6連接循環管路三3和化學生水管道，循環管路三3上設有循環水泵五11，循環水泵五11出口處的管路上設有截止閥五17，循環水泵五11的進水側與截止閥五17的出口之間連接有支路，支路上設有循環水泵六12，循環水泵六12出口處的管路上設有截止閥六18，換熱器三6入口處的管路上設有流量調節閥三21。

換熱器一4、換熱器二5和換熱器三6均采用表面式換熱器。三個換熱系統的換熱器及循環水泵等設備的型號應分別根據熱力計算及需求情況進行選擇，循環管路的材質也應有所區別。

循環管路一1、循環管路二2和循環管路三3分別連接補水系統。

循環管路一1、循環管路二2和循環管路三3上均設有流量、溫度和壓力測點，以便監測系統運行情況。

補水系統包括水箱22和補水管路23，水箱22采用除鹽水箱，補水管路23的總路連接水箱22，總路的另一端分為三條支路，分別連接三個循環管路，補水管路23的總路上設有補水泵24，補水泵24的出口側設有截止閥七25，補水管路23的三條支路上分別設有流量調節閥四26、流量調節閥五27和流量調節閥六28。

使用過程中，煙氣首先流經循環管路一1，加熱管路中的循環水，被加熱的循環水在換熱器一4中與天然氣管道中的天然氣進行換熱。管路中的循環水出換熱器一4后經過循環水泵一7或循環水泵二8重新進入換熱器一4，周而復始；天然氣被加熱后進入燃燒系統。通過流量、溫度和壓力測點，低負荷時可以通過流量調節閥一19適當降低加熱用水流量，根據天然氣出口的溫度與流量進行靈活調節。天然氣加熱系統可將天然氣進入燃燒系統前的溫度預熱至80℃左右，提高燃燒經濟性。

煙氣經過天然氣加熱系統之后流經循環管路二2，加熱管路中的循環水，被加熱的循環水在換熱器二5中與暖通管道中的暖通用水進行換熱。管路中的循環水出換熱器二5后經過循環水泵三9或循環水泵四10重新進入換熱器二5，周而復始；暖通用水被加熱后進入熱用戶。通過流量、溫度和壓力測點，低負荷時可以通過流量調節閥二20適當降低加熱用水流量，根據暖通用水出口的溫度與流量進行靈活調節。暖通用水的溫度只需要50-60℃，可以用經過天然氣加熱系統后的較低溫煙氣進行加熱。暖通加熱系統在低負荷或者暖通用水較少時允許干燒。

煙氣經過暖通加熱系統之后流經循環管路三3，加熱管路中的循環水，被加熱的循環水在換熱器三6中與化學生水管道中的化學車間生產用水進行換熱。管路中的循環水出換熱器三6后經過循環水泵五11或循環水泵六12重新進入換換熱器三6，周而復始；化學生水被加熱后進入反滲透裝置。通過流量、溫度和壓力測點，低負荷時可以通過流量調節閥三21適當降低加熱用水流量，根據化學生水出口的溫度與流量進行靈活調節。化學生水加熱系統進一步吸收尾部煙氣的剩余熱量用于加熱化學生水，以提高化學制水過程中的反滲透效率。反滲透水溫要求一般在20-30℃，因此尾部煙氣可以滿足此要求，使煙氣中的低溫熱量得到充分利用。夏季時化學生水加熱系統不運行，允許干燒，冬季時通過調節閥三21調節流量使化學生水溫度達到20-25℃范圍。

在運行過程中，三個換熱系統不可避免地會因為疏水等原因出現系統內水量的損失，因此應設置補水系統。補水系統選取壓頭較高的補水泵，補水時三個換熱系統既可以是停運狀態也可以是運行狀態。

本實用新型用于燃氣蒸汽聯合循環機組的煙氣余熱利用系統理論上可以將煙氣溫度降至80℃或更低，降低了排煙損失。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。