[发明专利]利用烟气余热进行联合锅炉汽机耦合回热及发电的系统

说明书

本发明公开一种利用烟气余热进行联合锅炉汽机耦合回热及发电的系统，包括两套烟气余热利用子系统，其中有机朗肯循环发电烟气余热利用子系统采用R245fa作为工质，R245fa在蒸发器中吸收烟气余热蒸发气化，再进入透平膨胀机中膨胀做功，完成做功后工质进入冷凝器预热引入的二次风，形成R245fa余热利用回路；烟气冷却器联合暖风器的烟气余热利用子系统中，从空气预热器送出的烟气经烟气冷却器的处理后，回收的烟气余热通过循环水部分送至暖风器，用于二次预热二次风，二次风经由空气预热器后送入电厂锅炉。本发明不仅实现了烟气余热的梯级利用，降低空气预热器的换热不可逆损失，同时有机朗肯循环所发电量可供电厂自用，大幅提高了机组的经济效益。

技术领域

本发明涉及燃煤电厂热能利用技术领域，尤其涉及一种利用燃煤电厂烟气余热进行联合锅炉汽机耦合回热及发电的系统。

背景技术

燃煤电厂由于炉内结焦以及空气预热器积灰等原因，导致锅炉受热面传热性能降低，排烟温度升高。在锅炉的各种热损失中，排烟热损失占60％以上。影响排烟损失的主要因素是排烟温度，排烟温度每下降10K，锅炉热效率可提高约1％。因此，锅炉排烟蕴藏着巨大的余热资源，有必要对这部分余热进行合理应用以实现火电机组的节能降耗。

现有燃煤电厂广泛利用烟气余热预热空气，如公开号为CN 104747244A和CN203626908 U提供的基于有机朗肯循环的烟气余热发电系统。在燃煤电厂的空气预热器中，由于锅炉排烟单位温降放热量大于送风单位温降吸热量，导致空气预热器烟气出口侧(空气入口侧)换热温差大，达100℃以上，导致空气预热器不可逆损失较大。

厂用电率是燃煤电厂重要经济性能指标之一，其高低直接反映出电厂能源的转换效率，也在一定程度上决定着机组的盈利能力，降低厂用电率是提高机组经济效益和竞争力的重要方法，由于烟气温度较低，利用烟气余热发电以降低厂用电率在技术上不易实现。

有机朗肯循环采用低沸点的有机物作为工质，能够有效的回收中低温热源进行发电，并且结构简单、运行稳定、成本低。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用燃煤电厂烟气余热进行联合锅炉汽机耦合回热及发电的系统。本发明能够优化空气预热器的换热过程，降低其换热不可逆损失，同时还可以降低电厂厂用电率，从而大幅提高机组的经济效益。

为实现上述发明目的，本申请采用的具体技术方案如下：

一种利用烟气余热进行联合锅炉汽机耦合回热及发电的系统，包括有机朗肯循环发电烟气余热利用子系统和烟气冷却器联合暖风器的烟气余热利用子系统；

所述有机朗肯循环发电烟气余热利用子系统包括依次连接的蒸发器、透平膨胀机、冷凝器和工质泵；采用R245fa作为工质，R245fa在所述蒸发器中吸收烟气余热蒸发气化，再进入所述透平膨胀机中膨胀做功，完成做功后工质进入冷凝器预热引入的二次风，冷凝后的工质通过工质泵进入蒸发器，形成R245fa余热利用回路；

所述烟气冷却器联合暖风器的烟气余热利用子系统包括：沿烟气流动方向依次连接的空气预热器、烟气冷却器、电除尘器、引风机、脱硫塔和烟囱；与所述烟气冷却器连接形成第一循环水余热利用回路的暖风器；从空气预热器送出的烟气经烟气冷却器的处理后，回收的烟气余热通过循环水部分送至暖风器，用于二次预热所述的二次风，所述二次风经由空气预热器后送入电厂锅炉。

优选的，所述电厂锅炉尾部烟道采用分隔式两路烟道，烟气通过两路烟道分别进入有机朗肯循环发电烟气余热利用子系统和烟气冷却器联合暖风器的烟气余热利用子系统。

进一步优选的，进入所述有机朗肯循环发电烟气余热利用子系统的一路烟气经所述蒸发器中放热后，在所述电除尘器前与进入烟气冷却器联合暖风器的烟气余热利用子系统的另一路烟气汇合，完成后续的烟气处理。

进一步优选的，汇合后的烟气依次通过电除尘器、引风机、脱硫塔和烟囱完成烟气处理后排出。