本實用新型涉及熱電聯(lián)產(chǎn)工程的系統(tǒng)和工藝，尤其涉及一種超高溫超高壓參數(shù)下的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

熱電聯(lián)產(chǎn)是根據(jù)能源梯級利用原理，先將煤、天然氣等一次能源發(fā)電，發(fā)電后余熱用于供熱的先進能源利用形式。由于熱電聯(lián)產(chǎn)的蒸汽沒有冷源損失，熱效率可以達到85％左右，尤其在取代分散小鍋爐，逐步實施區(qū)域性的集中供熱以后，可以充分發(fā)揮熱電聯(lián)產(chǎn)項目鍋爐容量大、熱效率高的特點，對降低區(qū)域單位GDP綜合能耗具有積極的作用。而且熱電聯(lián)產(chǎn)項目的煙氣污染物(煙塵、SO₂、NO_X)采用高效處理，對提高大氣質(zhì)量、改善環(huán)境效果顯著。因此，熱電聯(lián)產(chǎn)是國內(nèi)外公認的節(jié)能減排、改善環(huán)境質(zhì)量的有效措施。熱電聯(lián)產(chǎn)項目按“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施、以熱定電、適度規(guī)模”的原則，結(jié)合區(qū)塊熱負荷發(fā)展的實際情況，分期實施。

汽輪機的進氣初參數(shù)越高，即初壓和初溫越高，蒸汽的絕熱焓降越大，其作功能力越大，汽耗率越小，經(jīng)濟效益也越高。近些年在國家政策鼓勵和技術(shù)發(fā)展的背景下，機組的進氣初參數(shù)逐步提升，中溫中壓、次高溫次高壓參數(shù)已逐漸被更高參數(shù)所取代，高溫高壓背壓機組在產(chǎn)品與技術(shù)方面發(fā)展迅速，因其成熟可靠，已成為熱電聯(lián)產(chǎn)工程中應(yīng)用最為廣泛的機組解決方案。另外，為了進一步提升全廠熱效率，高溫超高壓機組也已在多個熱電廠有較為成功的應(yīng)用實例，經(jīng)實踐證明成熟可靠的。但超高溫超高壓參數(shù)的背壓機組在國內(nèi)的熱電聯(lián)產(chǎn)工程中，尚無使用業(yè)績，缺乏較為系統(tǒng)的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為進一步提高熱電聯(lián)產(chǎn)項目的全廠熱效率，更有效地促進節(jié)能降耗，提供一種超高溫超高壓參數(shù)下的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。本實用新型所述的超高溫超高壓參數(shù)是指溫度不低于571℃，壓力不低于13.7MPa。

本實用新型解決的技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

超高溫超高壓參數(shù)下的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括超高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐、旋風分離器、過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、送風機、布袋除塵器、引風機、脫硫塔、煙囪、渣庫、灰?guī)臁⒏邏撼跗?、汽動給水泵、高壓加熱器、背壓式汽輪機、發(fā)電機、拖動汽輪機、減溫減壓器、前置預(yù)熱器；超高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐的熱風進口、回料進口、汽包與水冷壁進口分別與空氣預(yù)熱器空氣出口、旋風分離器固相出口、省煤器汽水出口相連，超高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐的蒸汽出口、煙氣出口分別與過熱器蒸汽入口、旋風分離器入口相連，旋風分離器煙氣出口與過熱器煙氣進口相連，過熱器蒸汽出口分為兩路，一路與背壓式汽輪機蒸汽入口相連，一路與減溫減壓器蒸汽入口相連，過熱器煙氣出口與省煤器煙氣進口相連，背壓式汽輪機葉輪與發(fā)電機轉(zhuǎn)軸相連，減溫減壓器蒸汽出口、背壓式汽輪機抽汽口均與熱網(wǎng)管道相連，背壓式汽輪機排汽分為兩路，一路與熱網(wǎng)管道相連，一路與拖動汽輪機蒸汽入口相連，拖動汽輪機汽水出口與前置預(yù)熱器汽水進口相連，前置預(yù)熱器出口與高壓除氧器汽水入口相連，高壓除氧器汽水出口與汽動給水泵入口相連，汽動給水泵轉(zhuǎn)軸與拖動汽輪機葉輪相連，汽動給水泵出口與高壓加熱器入口相連，高壓加熱器出口與省煤器汽水入口相連，省煤器煙氣出口與空氣預(yù)熱器煙氣入口相連，空氣預(yù)熱器空氣入口與送風機出口相連，空氣預(yù)熱器煙氣出口與布袋除塵器入口相連，布袋除塵器煙氣出口與引風機入口相連，布袋除塵器出灰口通過管道與灰?guī)煜噙B，引風機出口與脫硫塔入口相連，脫硫塔出口接煙囪。

作為優(yōu)選，所述的超高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐在本體設(shè)計和制造時，預(yù)留有污泥給料口，方便鍋爐以后摻燒污泥。

作為優(yōu)選，所述的背壓式汽輪機相當于超高溫超高壓純凝機組的高中壓缸部分，入口設(shè)進汽高壓調(diào)節(jié)閥以適應(yīng)熱負荷的波動。

作為優(yōu)選，所述的鍋爐過熱器材質(zhì)采用P91材質(zhì)；高壓加熱器、旋風除塵器均為兩級布置；脫硫塔為石灰石/石膏濕法脫硫裝置。

作為優(yōu)選，所述的主蒸汽、供熱蒸汽、給水、除氧加熱等管道均采用母管制，中間設(shè)置隔離閥，以便于檢修、運行和再次擴建時進行隔斷；熱網(wǎng)管道系統(tǒng)不設(shè)回收裝置。

與已有技術(shù)相比，本實用新型有益效果體現(xiàn)在：

本實用新型采用超高溫超高壓參數(shù)，由于效率的提高，在消耗同等數(shù)量燃料的情況下，超高溫超高壓機組要比高溫超高壓機組及高溫高壓機組產(chǎn)生更多的電量。在運行成本基本一致的條件下，電廠增加了經(jīng)濟效益，為降低供熱價格及更好服務(wù)于熱用戶提供了經(jīng)濟保障。

附圖說明

圖1為本實用新型的超高溫超高壓參數(shù)下的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖：

圖2為本實用新型的熱力和燃燒系統(tǒng)構(gòu)成與工藝流程示意圖：

圖中，超高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐1、旋風分離器2、過熱器3、省煤器4、空氣預(yù)熱器5、送風機6、布袋除塵器7、引風機8、脫硫塔9、煙囪10、渣庫11、灰?guī)?2、高壓除氧器13、汽動給水泵14、高壓加熱器15、背壓式汽輪機16、發(fā)電機17、拖動汽輪機18、減溫減壓器19、前置預(yù)熱器20。圖中虛線表示燃燒系統(tǒng)組成與工藝流程，實線表示熱力系統(tǒng)組成與工藝流程。

具體實施方式

以下通過具體實施方式，結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，超高溫超高壓參數(shù)下的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括超高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐1、旋風分離器2、過熱器3、省煤器4、空氣預(yù)熱器5、送風機6、布袋除塵器7、引風機8、脫硫塔9、煙囪10、渣庫11、灰?guī)?2、高壓除氧器13、汽動給水泵14、高壓加熱器15、背壓式汽輪機16、發(fā)電機17、拖動汽輪機18、減溫減壓器19和前置預(yù)熱器20。本實施例中超高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐1的型號為無錫華光鍋爐廠UG-90-13.7-M。超高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐1的熱風進口、回料進口、汽包與水冷壁進口分別與空氣預(yù)熱器5的空氣出口、旋風分離器2的固相出口、省煤器4的汽水出口相連，超高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐1的蒸汽出口、煙氣出口分別與過熱器3的蒸汽入口、旋風分離器2的入口相連，旋風分離器2煙氣出口與過熱器3煙氣進口相連，過熱器3蒸汽出口分為兩路，一路與背壓式汽輪機16蒸汽入口相連，一路與減溫減壓器19蒸汽入口相連，過熱器3的煙氣出口與省煤器4的煙氣進口相連，背壓式汽輪機16的葉輪與發(fā)電機17的轉(zhuǎn)軸相連，減溫減壓器19的蒸汽出口、背壓式汽輪機 16的抽汽口均與熱網(wǎng)管道相連，背壓式汽輪機16排汽分為兩路，一路與熱網(wǎng)管道相連，一路與拖動汽輪機18的蒸汽入口相連，拖動汽輪機18的汽水出口與前置預(yù)熱器20的汽水進口相連，前置預(yù)熱器20的出口與高壓除氧器13的汽水入口相連，高壓除氧器13的汽水出口與汽動給水泵14的入口相連，汽動給水泵14的轉(zhuǎn)軸與拖動汽輪機18的葉輪相連，汽動給水泵 14的出口與高壓加熱器15的入口相連，高壓加熱器15的出口與省煤器4的汽水入口相連，省煤器4的煙氣出口與空氣預(yù)熱器5的煙氣入口相連，空氣預(yù)熱器5的空氣入口與送風機6 的出口相連，空氣預(yù)熱器5的煙氣出口與布袋除塵器7的入口相連，布袋除塵器7的煙氣出口與引風機8的入口相連，布袋除塵器7的出灰口通過管道與灰?guī)?2相連，引風機8出口與脫硫塔9的入口相連，脫硫塔9的出口接煙囪10。

超高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐1在本體設(shè)計和制造時，預(yù)留有污泥給料口，方便鍋爐以后摻燒污泥。背壓式汽輪機16相當于超高溫超高壓純凝機組的高中壓缸部分，入口設(shè)進汽高壓調(diào)節(jié)閥以適應(yīng)熱負荷的波動。鍋爐過熱器3材質(zhì)采用P91材質(zhì)；高壓加熱器15、旋風除塵器均為兩級布置；脫硫塔9為石灰石/石膏濕法脫硫裝置。主蒸汽、供熱蒸汽、給水、除氧加熱等管道均采用母管制，中間設(shè)置隔離閥，以便于檢修、運行和再次擴建時進行隔斷；熱網(wǎng)管道系統(tǒng)不設(shè)回收裝置。

整個系統(tǒng)采用機、爐、電集中控制方式，控制設(shè)備采用微機綜合自動化系統(tǒng)(ECS)，將電氣系統(tǒng)的微機保護、測控、備自投及其他IED裝置通過局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)智能化管理，并通過通信方式實現(xiàn)與DCS系統(tǒng)信息交換。同時，將電氣部分控制(電動機)以及化學水處理、除灰渣、脫硫脫硝等輔助系統(tǒng)納入其中，并配有極少量的后備手操設(shè)備。

基于超高溫超高壓參數(shù)下的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的燃燒和供熱方法，包括燃燒系統(tǒng)工藝流程和熱力系統(tǒng)工藝流程:

1、燃燒系統(tǒng)工藝流程如下：

1)粒徑合格的燃料由輸煤皮帶送入主廠房爐前煤倉，經(jīng)給煤機送入鍋爐爐膛內(nèi)。冷空氣經(jīng)送風機6送入經(jīng)空氣預(yù)熱器5預(yù)熱至180℃左右，然后分為一、二次風，一次風直接由爐底風箱輸送煤粉進爐膛，二次風通過水冷壁前、后墻送入爐膛混合煤粉進行燃燒。

2)鍋爐點火油系統(tǒng)采用輕柴油，煤粉在超高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐1中完成高效燃燒。燃燒過程中，氨水利用壓縮空氣霧化后噴入爐膛適合位置，參與爐內(nèi)的脫硝反應(yīng)。石灰石用氣力輸送從石灰石粉倉送入爐膛內(nèi)，參與爐內(nèi)的脫硫反應(yīng)。氨水用量、石灰石粉量分別根據(jù)煙氣中的NO_X含量以及噴入點的爐膛溫度和SO₂的含量由DCS控制。

3)燃燒產(chǎn)生的煙氣攜帶大量床料經(jīng)爐頂轉(zhuǎn)向，通過位于后墻水冷壁上部的兩個煙氣出口，分別進入兩個旋風分離器2進行氣固分離。分離后含少量飛灰的干凈煙氣進入爐后豎井，對布置其中的過熱器3(包括高溫過熱器3和低溫過熱器3)、省煤器4、空氣預(yù)熱器5進行放熱，煙氣溫度降至140～150℃左右；分離后較粗顆粒的未燃燼物料沿回料器直接進入爐膛，循環(huán)再燃，形成物料的循環(huán)回路。

4)鍋爐排煙溫度約為140℃，煙氣經(jīng)布袋除塵器7除塵后，由引風機8抽出進入脫硫塔 9脫硫后經(jīng)濕式電除塵進一步除塵，再通過煙囪10排入大氣。爐渣由爐底落渣管直接落至冷渣器，經(jīng)冷卻后用皮帶送至渣庫11，然后再由自卸車輸送外運至綜合利用。布袋除塵器7下的飛灰收集后經(jīng)正壓氣力方式輸送至灰?guī)?2，然后通過干灰罐裝車外運至綜合利用。

2、熱力系統(tǒng)工藝流程如下：

1)化學補充水由除鹽水泵經(jīng)前置預(yù)熱器20加熱至80℃后送入高壓除氧器13，由給水泵加壓至13.7Mpa，再按順序送入兩級高壓加熱器15、省煤器4進行加熱。

2)給水逐級加熱至給水溫度(約215℃)后，進入汽包進行汽水分離，分離出來的飽和水進入鍋爐水冷壁換熱完成蒸發(fā)汽化，分離出來的飽和蒸汽，進入過熱器3，蒸汽進一步升溫至570℃。

3)蒸汽經(jīng)主蒸汽管道進入背壓式汽輪機16進行膨脹做功，旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動發(fā)電機17發(fā)電。汽輪機的絕大部分排汽以及抽取的部分中壓蒸汽經(jīng)廠外供熱管網(wǎng)分別接至各個熱用戶用汽點。另外的少部分汽輪機排汽引入拖動汽輪機18拖動汽動給水泵14做功，其排汽再進入前置預(yù)熱器20作為加熱蒸汽。此外，還需考慮設(shè)置備用減溫減壓器19，以確保連續(xù)供熱。

經(jīng)過測算，超高壓超高溫參數(shù)較高溫高壓參數(shù)機組每對外供熱1GJ，可多發(fā)電14.05kW，增加凈收益7.31元，多花的投資約1.92年可回收；超高壓超高溫參數(shù)較高溫超高壓參數(shù)機組每對外供熱1GJ，可多發(fā)電3.97kW，增加凈收益2.06元，多花的投資約3.93年可回收。

以上所述的實施例只是本實用新型的一種較佳的方案，然其并非用以限制本實用新型。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。