[发明专利]以热电锅炉烟气为动力使乏汽转化为冷凝水的装置及方法

说明书

本发明公开了一种以热电锅炉烟气为动力使乏汽转化为冷凝水的装置及方法，将热电锅炉排出的烟气，一部分或全部引入制冷机内，与制冷机冷凝器内的冷媒溶液进行热交换。随后，锅炉烟气继续沿排烟通道并经环保处理后最终被排入大气。同时，将制冷机在工作时产生的低温水，与乏汽在凝汽器或热交换器中进行热交换，使乏汽转变为冷凝水。从能量角度看，热电锅炉在把燃料转化成能量时，除热辐射外，主要分为三个部分，即锅炉烟气的热量、电能、乏汽的热量。因受当前工况及设备技术水平的限制，除电能外，锅炉烟气带走的热量大于乏汽蕴含热量中的潜热部分，这就为充分利用烟气中的热量通过技术方式实现对乏汽的冷凝创造了条件。

技术领域

本发明属于热电厂乏汽非常规湿冷与空冷设备工程领域，具体涉及一种以热电锅炉烟气为动力使乏汽转化为冷凝水的装置及方法。

背景技术

传统的热电厂无论其燃料供给形式如煤、气、油、垃圾、核材料等不同，其发完电的乏汽都要在凝汽器内与冷却水通过热交换方式，转化为冷凝水后供再次使用。冷却水在冷却塔内再由外界的冷却水进行降温。这是传统热电厂工况的必然要求。

在传统冷却塔内给凝汽器内的冷却水降温，因其采用开式系统方式，每年都会有大量的外界冷却水以水蒸汽形式散发到大气中，这一消耗量就一般热电厂而言也在千万吨级。以现在的每吨冷却水处理费用计算，这也是一个不小的消耗。并且因水耗较大也给电厂选址、运营带来了不小的压力，尤其在水资源较少的地区。

为了解决这一问题，目前热电领域推出了空冷系统，可有效改善传统冷却塔水消耗大的问题，可节水3/4以上。但在使用过程中也随之产生了一些问题，其大体情况如下：

现在用于热电厂替代传统水冷(又称常规湿冷)系统的空冷系统主要有三种形式，即直接空冷、表面式凝汽器间接空冷系统(哈蒙氏)、混合式凝汽器间接空冷系统(海勒式)。这里就不再具体说明其结构形式及工作原理，仅就其在实际运用中的主要优缺点简述。

直接空冷系统的优点是一次性投资低，易于在所有大气温度下实现冷却空气的均匀和稳定分布，电厂整体占地面积小。并具有如下缺点：

(1)风机消耗电力大，直接空冷系统自耗电占机组发电容量的1.5％左右。

(2)汽轮机背压变幅大，其背压随空气温度变化而变化。这也直接影响到发电机的发电效率。

(3)真空系统庞大。

哈蒙式表面式间接空冷系统的优点是(1)节约电厂用电，设备少，冷却水系统与汽水系统分开。两者水质可按各自要求控制。(2)冷却水量根据季节调整，(3)空冷散热器在塔内布置，基本上不受恶劣天气影响其带负荷的能力。并具有如下缺点：

(1)空冷塔占地大，基建投资大。

(2)发电煤比常规湿冷机组多约5％。

(3)系统中需要两次换热，且都属于表面换热，使电厂整体热效率有所下降。

海勒式混合式凝汽器间接空冷系统的优点是(1)以微正压的低压水系统运行，易于操控，可与中背压汽轮机配套，(2)冷却系统消耗动力少，占地面积适中，投资较低。并具有如下缺点：

(1)系统抗冻性能差。

(2)空冷散热器在塔外布置易受大风影响其带负荷能力。

(3)设备系统复杂。

(4)冷却水与汽轮机乏汽直接接触。

(5)发电煤比常规湿冷机组多约5％。

为了能够使乏汽转化为冷凝水，现有技术中所采用的方式都是通过使用外界的物质或能量来实现乏汽的冷凝的，因此导致了外界的物质或能量消耗很大，使得发电的成本升高及运营管理成本的上升。

发明内容