[实用新型]一种利用汽轮机抽汽的空气预热系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及火力发电机组的空气预热系统，特别涉及一种利用汽轮机抽汽的空气预热系统。

背景技术

有限的化石燃料资源与日益上涨的燃料价格驱动着火力发电机组不断的技术革新与进步，当前火力发电机组正在朝着高参数大型化的方向发展，尽管节能工作已经取得了长足的进步，但对于火力发电机组的效率仍需通过改进设备与优化系统设计来进一步提高。

空气预热作为一种提高火力发电机组效率的手段已经在火力发电行业得到了广泛的应用，传统的空气预热方式是利用锅炉尾部烟道内的温度较高的烟气来加热用于输送煤粉的冷一次风与用于助燃的冷二次风，采用空气预热系统不但可以回收排烟热损失从而提高了锅炉的热效率，同时温度较高的空气可以加速燃料的干燥和着火，对于燃料的点火和稳燃都有益处，此外热风温度的提高使得锅炉炉内温度升高，强化了炉内的辐射换热。目前300MW以上的火力发电机组普遍采用以回转式空气预热器为代表的空气预热系统，回转式空气预热器具有结构紧凑，重量较轻，金属耗量低等优点而使得火力发电机组的经济性得到提高，但回转式空气预热器也存在漏风问题，漏风的存在不但增大了一次风量与烟气量从而加大了一次风机与送风机的耗电量，同时空气的混入也使得烟气温度下降，引起不可逆□损失。此外烟气温度的降低也使得尾部受热面的换热温差下降，不利于换热导致排烟温度提高，增大了排烟损失。针对回转式空预器本体的密封改进设计已经取得了良好的效果，但回转式空预器的结构特点决定了其漏风问题不能完全得到解决。针对空气预热系统的优化设计已经开展了许多的研究，以下专利分别从不同角度提出了空气预热系统的设计方案，并具有各自的优缺点：

专利US3835650A提出了一种用于蒸汽锅炉的空气预热系统的布置方式，其系统结构布置特点为：用于驱动给水泵的小汽轮机的排汽并未全部进入凝汽器，而是设置一外加旁路，在主空气预热器前设置一暖风器，从旁路引出一部分小汽轮机的排汽在暖风器内预热进入主空气预热器的冷空气，其优点为增加了机组的回热程度，提高了机组的总效率，提高了主空气预热器的入口冷空气温度从而减少了尾部受热面的低温腐蚀。然而当主空气预热器采用回转式空气预热器时，系统仍存在漏风问题，同时采用上述暖风器时会导致排烟温度的升高，导致锅炉效率有所下降。

专利CN102705861A提出了一种燃煤工业锅炉空气预热器系统，其系统结构布置特点为：将空气预热器系统划分为烟气侧空气预热器和空气侧空气预热器，在其间布置热媒水箱，利用水作为媒介在烟气侧吸收热量，后在空气侧放出热量预热空气，有效避免了漏风问题，同时可以控制锅炉尾部受热面的低温腐蚀问题，但以水作为媒介对空气进行预热增加了一次中间换热过程，增大了换热面积，同时需要采用循环水泵来驱动，使得节能效果有所削弱。

专利CN102767822A提出了一种空气分级预热与汽轮机凝结水的集成系统，布置有常规回转式空气预热器、前置式低温空气预热器两级空气预热器，同时与给水回热系统进行整合，注重了能量的梯级利用，使得机组效率得到提高，而上述系统仍采用常规的回转式空气预热器，并未解决空气预热器的漏风问题。

专利CN1033865A提出了一种用工业锅炉用凝结水和蒸汽加热空气方法及其预热器，其系统结构布置特点为：工业锅炉产生的蒸汽与用汽设备均进入空气预热器内预热空气，使空气温度达到150℃左右，其目的在于克服预热器的烟气磨损、堵塞以及腐蚀问题，使得热效率得到提高，并具有体积小、结构简单、造价低等优点。但其只是针对工业锅炉设计，利用新蒸汽及用汽设备回水加热空气达150摄氏度左右，不能满足火力发电机组空气的空气预热需求，同时其供汽来源为锅炉新蒸汽与用汽设备回水，并不适用于火力发电机组的空气预热情况。

发明内容

本实用新型针对回转式空气预热器的漏风缺陷，从系统层面提供一种全新的利用汽轮机抽汽加热空气的空气预热系统，克服空气预热器的漏风缺陷，同时兼顾系统集成时能量的合理梯级利用，并减少运行辅机电耗。

本实用新型所述预热系统采用的技术方案为：

该系统由一次风预热子系统与二次风预热子系统构成，一次风预热子系统、二次风预热子系统与火力发电机组的锅炉系统、汽轮机系统进行耦合，构建新型的锅炉给水预热系统；其中，火力发电机组的锅炉系统与汽轮机系统连接方式为：锅炉的主蒸汽管道与汽轮机高压缸相连，再热蒸汽管道与汽轮机中压缸、汽轮机低压缸依次次串联；