энергоблок тепловой электростанции с системой очистки дымовых газов от оксидов серы

Формула изобретения

Энергоблок тепловой электростанции с системой очистки дымовых газов от оксидов серы, содержащий котел, в газоходе которого размещены горячая и холодная ступени воздухоподогревателя, паротурбинную установку и систему регенеративного подогрева питательной воды с подогревателями высокого и низкого давления, первый из которых снабжен байпасным трубопроводом с установленным на нем по нагреваемой среде теплообменником, включенным по греющей среде в газоход котла, и дополнительный теплообменник, включенный в байпасный трубопровод после основного теплообменника, отличающийся тем, что дополнительный теплообменник вторым контуром включен в газоход котла после системы очистки дымовых газов от оксидов серы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к энергетике, в частности к энергоблокам тепловых электростанций с частичной или комплексной очисткой дымовых газов котлов, и может быть использовано при разработке новых блоков ТЭС или реконструкции действующих.

Известен энергоблок ТЭС, содержащий котел, в газоходе которого размещены горячая и холодная ступени воздухоподогревателя, снабженного воздушной линией реконструкции, паротурбинную установку и систему регенеративного подогрева питательной воды с подогревателями высокого и низкого давления, первый из которых снабжен байпасным трубопроводом с установленным на нем по нагреваемой среде теплообменником, включенным по греющей среде в газоход котла после горячей ступени воздухоподогревателя. Такой энергоблок может быть снабжен дополнительным теплообменником, включенным по нагреваемой среде в байпасный трубопровод после основного теплообменника, а по греющей в линию рециркуляции воздуха (1).

В этом энергоблоке обеспечено существенное снижение температуры уходящих дымовых газов котла, что при наличии системы частичной или комплексной очистки дымовых газов котла может исключить необходимость охлаждения их перед фильтром-золоуловителем без снижения эффективности его работы, при одновременном повышении мощности энергоблока за счет уменьшения отборов пара на регенеративный подогреватель высокого давления. Однако избыточное тепло или часть тепла, полученного байпассируемым потоком питательной воды, может быть использовано более эффективно и дополнительно повысить эффективность работы энергоблока с частичной или комплексной очисткой дымовых газов котла.

Задача изобретения повышение эффективности работы энергоблока с частичной или комплексной очисткой дымовых газов котла.

Это достигается тем, что в энергоблоке тепловой электростанции с системой очистки дымовых газов, по крайней мере, от оксидов серы, содержащем котел, газоходы которого размещены горячая и холодная ступени воздухоподогревателя, паротурбинную установку и систему регенеративного подогрева питательной воды с подогревателями высокого и низкого давления, первый из которых снабжен байпасным трубопроводом с установленным на нем по нагреваемой среде теплообменником, включенным по греющей среде газоход котла, и дополнительным теплообменником, включенным в байпасный трубопровод после основного теплообменника, в соответствии с данным изобретением дополнительный теплообменник вторым контуром включен в газоход котла после системы очистки дымовых газов от оксидов серы.

Действительно, включение дополнительного теплообменника вторым контуром в газоход котла после системы очистки дымовых газов от оксидов серы позволит обеспечить необходимый подъем температуры дымовых газов перед сбросом их в дымовую трубу без установки специального подогревателя дымовых газов, а значит, без дополнительных энергетических и капитальных затрат. Компенсация потери части тепла байпасируемой частью питательной воды на подогрев дымовых газов после системы их очистки от оксидов серы обеспечивается при необходимости установкой основного теплообменника на байпасном трубопроводе питательной воды в газоходе котла перед горячей ступенью воздухоподогревателя. При этом одновременно обеспечивается упрощение энергоблока, повышение надежности и упрощение обслуживания.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого энергоблока тепловой электростанции.

Энергоблок (см.чертеж) включает котел 1 с последовательно размещенными в газоходе котельным экономайзером 2, многоходовым трубчатым воздухоподогревателем 3, электрофильтром-золоуловителем 4, скруббером 5 мокрой очистки дымовых газов от оксидов серы, подогревателем дымовых газов - рекуперативным теплообменником 6, дымососом 7 и дымовой трубой 8, а также турбину 9 с конденсатором 10 отработавшего пара, регенеративными подогревателями 11 и 12 соответственно низкого и высокого давления, деаэратор 13, конденсатный и питательный насосы 14 и 15. Подогреватели 12 высокого давления трубопроводом 16 питательной воды соединены с котельным экономайзером 2 и снабжены байпасным трубопроводом 17, на котором по нагреваемой среде установлен теплообменник 18, включенный по греющей среде в газоход котла 1 перед воздухоподогревателем 3. Выход теплообменника 18 по нагреваемой среде к трубопроводу 16 питательной воды подключен через греющий тракт подогревателя дымовых газов рекуперативного теплообменника 6 трубопроводами 19 и 20. Для регулировки температуры нагрева дымовых газов выход теплообменника 18 через запорно-регулирующий орган 21 дополнительно соединен с трубопроводом 16, образуя байпасную линию греющего тракта рекуперативного теплообменника 6. При установке теплообменника 18 перед воздухоподогревателем 3 в качестве последнего может быть использован и регенеративный воздухоподогреватель. При использовании трубчатого воздухоподогревателя место установки теплообменника 18 определяется технико-экономическим расчетом по требуемым параметрам питательной воды на входе в котельный экономайзер 2 и по условиям необходимого понижения температуры уходящих газов. Он может быть установлен и между секциями (ступенями) трубчатого воздухоподогревателя. При необходимости энергоблок может быть оборудован и одной из известных систем очистки дымовых газов от окислов азота, включенной в газоход, например, между подогревателем дымовых газов теплообменником 6 и дымовой трубой 8. Однако это не изменит существа изобретения и потому в данном примере не рассматривается.

Энергоблок работает следующим образом.

Котел 1 питает паром турбину 9. Часть пара по ходу движения в турбине 9 отбирается на регенеративный подогрев питательной воды в ПВД 12 и ПНД 11, за счет чего мощность турбины ограничивается расходом пара, проходящим до конденсатора 10. Конденсат отработавшего в турбине 9 пара с конденсатом дренажей конденсатным насосом 14 подается через ПНД 11 в деаэратор 13, из которого питательная вода питательным насосом 15 подается в основном через ПВД 12 и далее по трубопроводу 16 в котельный экономайзер 2, а частично по байпасному трубопроводу 17 в теплообменник 18, из которого нагретая питательная вода по трубопроводу 19 поступает в греющий тракт рекуперативного теплообменника 6, отдавая часть тепла отводимым в дымовую трубу 8 дымовым газам, и по трубопроводу 20 поступает в питательный трубопровод 16 и далее с основным потоком питательной воды в котельный экономайзер 2. Регулировка подачи воды из теплообменника 18 в греющий тракт теплообменника 6 осуществляется запорно-регулирующим органом 21, байпасирующим греющий тракт теплообменника 6. Байпасирование части потока питательной воды уменьшает отбор пара достаточно высоких параметров на работу ПВД 12 и увеличивает мощность турбины. Повышается и надежность работы ПВД 12, разгруженных как по расходу через них питательной воды, так и по расходу пара. Уходящие из котла 1 дымовые газы охлаждаются в котельном экономайзере 2 и в теплообменнике 18, после которых они дополнительно глубоко охлаждаются в воздухоподогревателе 3. При рациональном выборе тепловосприятия теплообменника 18 и оптимальном его размещении дополнительное понижение температуры уходящих газов компенсирует потерю экономичности турбины от некоторого подавления регенерации. Благодаря глубокому охлаждению дымовых газов существенно повышается эффективность улавливания золы в электрофильтрах-золоуловителях 4 и очищенные от золы газы поступают далее в скрубберы 5, где происходит их очистка от окислов серы, охлаждение примерно до уровня 50-60^oC и насыщение парами воды. После этого дымовые газы могут быть слегка подсушены и нагреты избыточным воздухом, подаваемым в газоход с выхода воздухоподогревателя 3 по воздухопроводу 22. Окончательный нагрев дымовых газов перед их сбросом в дымовую трубу 8 (примерно до принятого уровня 80-90^oС) происходит в рекуперативном теплообменнике 6, обогреваемом теплом, отбираемым у питательной воды, подаваемой в этот теплообменник из теплообменника 18.

При больших отборах тепла в теплообменнике 18 рост экономичности котла за счет глубокого охлаждения дымовых газов может превысить падение экономичности турбины за счет приращения отборов пара, так что энергоблок может не только вырабатывать дополнительную мощность, но и обеспечить снижение удельных расходов топлива. При этом следует принять во внимание, что расход тепла в рекуперативном теплообменнике 6 на необходимый подогрев дымовых газов до установленного уровня перед их сбросом в дымовую трубу это безвозвратная потеря тепла. И ключевой вопрос экономичности подобных энергоблоков это источник такого тепла: острый пар, дополнительный расход топлива на работу автономного источника для получения необходимого тепла и т.п. или предложенный данным изобретением эффективный отбор тепла из теплообменника 18, который частично утилизирует тепло уходящих дымовых газов.