一种中温省煤器系统及其回收烟气余热的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于火力燃煤发电机组领域，具体涉及一种应用于火力发电厂的中温省煤 器系统及其回收烟气余热的方法。
【背景技术】
[0002] 传统火电厂机组在空气预热器之前的烟道配置有高温省煤器，即利用锅炉的烟气 热量来加热给水，能够起到吸收烟气热量提高锅炉效率、提高水冷壁的给水温度等作用，随 着节能减排等环保要求的不断提高，部分火电厂机组还会在锅炉空气预热器的后续烟道配 置'烟一水'换热器，即利用锅炉空气预热器后的烟气热量来加热凝结水或热网水等，以回 收烟气热量，降低排烟温度。由于相对于高温省煤器，该'烟一水'换热器入口烟气温度低， 因而又称为低温省煤器。
[0003] 低低温除尘器是指除尘器入口烟气温度在锅炉设计排烟温度以下，最低温度满足 湿法脱硫系统工艺温度要求的除尘器。为配合低低温除尘器的使用，提升除尘效率，一般是 在除尘器前布置低温省煤器，以降低除尘器进口烟温。
[0004] 但是，对于已建电厂来说，往往存在除尘器进口烟道短小狭窄，难以布置低温省煤 器的问题。此外，低温省煤器回收的热量排挤的是汽轮机低压抽汽，品质较低，经济性欠佳。
[0005] 历史上，德国曾采用过一种回收效率较高的烟气余热回收技术，即在空预器烟气 侧并联一内置'烟一水'换热器的旁路烟道，其水侧为从给水回路分流出的部分高压给水及 部分低压给水，烟气的热能用以加热这部分给水以替代汽轮机高、中压抽汽，从而降低了汽 轮机汽耗和热耗。这种烟气热能回收方法所回收的热能品质远高于低温省煤器系统，因而 具有较高的烟气热能回收效率。不过，这种技术仅适用于排烟温度过高的锅炉，如褐煤锅 炉。这是因为当空预器的烟气被分流后，其排烟温度必然下降。对于原排烟温度正常的锅 炉，若将其排烟温度进一步下降，造成空预器低温侧换热片平均壁温下降至设计值以下，必 然导致其硫酸结露、腐蚀及换热面堵塞的风险急剧增加，得不偿失，故目前这种技术在德国 新建的机组上已不再采用。
[0006] 因此，本领域的技术人员致力于研究如何在保证机组安全运行的条件下，既能相 对高效的回收锅炉尾部烟气中的余热实现节能，同时又能在避免空气预热器低温侧结露、 腐蚀和堵塞的前提下降低空预器出口烟温，满足低低温除尘器进口烟温要求，提高除尘效 率。
【发明内容】
[0007] 针对上述问题，本发明提供一种系统，在保证机组安全运行的条件下，既能相对高 效的回收锅炉尾部烟气中的余热，达到节能的目的，同时又能在避免空气预热器低温侧结 露、腐蚀和堵塞的前提下降低空预器出口烟温，满足低低温除尘器进口烟温要求，提高除尘 效率，从而能兼顾机组的安全、节能及环保。
[0008] 本发明提供的系统，相对于高温省煤器与低温省煤器而言，增设的'烟一水'换热 装置的烟气温度一般在90-370°C，介于高温省煤器与低温省煤器之间，因此也可以称之为 "中温省煤器系统"。
[0009] 本发明提供一种中温省煤器系统，包括至少一个'烟一水'换热装置、第一烟道以 及第二烟道，其特征在于，'烟一水'换热装置的进烟口与空气预热器进口处的烟道通过第 一烟道连接，'烟一水'换热装置的出烟口与空气预热器出口处的烟道通过第二烟道连接， 中温省煤器系统还包括加热空气预热器进风的换热装置。
[0010] 本发明提供的中温省煤器系统，是在空气预热器进口处的烟道分流部分烟气，用 于加热'烟一水'换热装置中的水，水吸收烟气热量后再返回至热力系统，从而提高机组的 经济性。
[0011] 本发明提供的中温省煤器系统，中温省煤器系统烟道与空气预热器的烟侧形成并 联，将空气预热器入口烟道分流的部分烟气进入中温省煤器系统烟道，使得机组空气预热 器烟侧的烟气流量下降，而烟道阻力与烟气流量下降成平方关系下降；此外，空气预热器出 口的烟气温度下降，烟气容积流量相应下降，后续的烟气阻力也会与烟气容积流量呈平方 关系下降。因此，整个机组烟侧系统阻力将明显下降，这为机组烟侧风机释放出一定裕量。
[0012] 空气预热器进口处分流的烟气进入中温省煤器系统，被逐步冷却；由于一部分烟 气进入中温省煤器系统，进入空气预热器的烟气量会下降，而空气预热器进风量并未改变， 尽管空气预热器进风温度会因加热锅炉进风的换热装置而有适当提升，但仍可控制空气预 热器出口的烟气温度下降。中温省煤器系统出口的烟气与空气预热器出口的烟气温度都得 到降低，然后汇集进入除尘器，从而提高了除尘效率。与此同时，由于空气预热器进风温度 被'风一汽'换热装置或'风一水'换热装置加热，进入空气预热器的风温上升，只要确保此 时的空气预热器冷端风侧及烟侧的平均温度等于或高于原设计值，就可确保其冷端的换热 片表面在排烟温度下降的情况下不出现结露、腐蚀及堵塞。
[0013] 因此本发明提供的中温省煤器系统，在保证空气预热器安全运行的条件下，既能 回收锅炉尾部烟气中的余热，达到节能的目的，又能降低烟温，满足低低温除尘器进口烟温 要求，提高除尘效率。从而达到兼顾安全、节能及环保的目的。
[0014] 进一步地，第一烟道中设置入口烟气挡板。
[0015] 本发明提供的中温省煤器系统，中温省煤器系统的烟道与空气预热器烟侧并联， 可通过入口烟气挡板调节进入'烟一水'换热装置的烟气量；以满足中温省煤器系统在机组 不同工况的运行要求，提高系统运行经济性。
[0016] 若中温省煤器系统发生故障，可通过关闭入口烟气挡板，来切断进入中温省煤器 系统的烟气。
[0017] 进一步地，第二烟道中设置出口烟气挡板。
[0018] 如果中温省煤器系统发生故障，可以关闭第一烟道中的入口烟气挡板和第二烟道 中的出口烟气挡板，来隔绝中温省煤器系统烟气侧。
[0019] 进一步地，'烟一水'换热装置水侧进水口设置隔绝阀。
[0020] 采用本发明提供的中温省煤器系统，若中温省煤器系统发生故障，可通过关闭设 置在'烟一水'换热装置水侧进水口的隔绝阀，切断中温省煤器系统水侧。
[0021] 进一步地，'烟一水'换热装置水侧出水口设置隔绝阀。
[0022] 采用本发明提供的中温省煤器系统，若中温省煤器系统发生故障，可通过关闭设 置在'烟一水'换热装置水侧出水口的隔绝阀，切断中温省煤器系统水侧。
[0023] 采用本发明提供的中温省煤器系统，若中温省煤器系统发生故障，可通过同时关 闭设置在'烟一水'换热装置水侧进水口和出水口的隔绝阀，切除中温省煤器系统水侧。
[0024] 进一步地，'烟一水'换热装置的水侧设置调节阀，用于调节进入'烟一水'换热装 置的水量，从而控制水温，以满足中温省煤器系统在机组不同工况的运行要求，提高系统运 行经济性。
[0025] 进一步地，'烟一水'换热装置为一个。
[0026] 进一步地，'烟一水'换热装置为多个。
[0027] 进一步地，多个'烟一水'换热装置的烟道依次连接，第一个'烟一水'换热装置的 进烟口与空气预热器进口处的烟道通过第一烟道连接，最后一个'烟一水'换热装置的出烟 口与空气预热器出口处的烟道通过第二烟道连接。
[0028] 多个'烟一水'换热装置的水侧进水口、水侧出水口通过管道分别与高压给水系 统、凝结水系统连接。多个烟一水换热装置烟气侧之间相互串联，进入中温省煤器系统的烟 气依次加热流经依次连接的多个'烟一水'换热装置的水，从而逐步降低烟气温度，实现烟 气余热梯级回收利用，并提高除尘器的除尘效率。
[0029] 进一步地，加热空气预热器进风的换热装置为'风一汽'换热装置，'风一汽'换热 装置的出风侧连接空气预热器进风，'风一汽'换热装置的汽侧连接蒸汽。热源为蒸汽，用 于加热进风，可以加热冷一次风，也可以加热冷二次风，还可以同时加热冷一次风和冷二次 风。
[0030] 进一步地，蒸汽为汽轮机抽汽或辅汽。
[0031] 进一步