一种燃气锅炉机炉深度耦合系统及耦合方法与流程

1.本发明属于锅炉节能减排技术领域，具体涉及一种燃气锅炉机炉深度耦合系统及耦合方法。

背景技术：

2.目前钢铁厂燃气锅炉一般通过在空气预热器出口的锅炉尾部烟道中设置一级煤气加热器来降低排烟温度，该技术可将锅炉烟气温度降低20～30℃。然而，即使是设置了煤气加热器的高炉煤气锅炉，其排烟温度仍然高达130～150℃。换言之，现有技术虽然对烟气余热进行了一定的回收利用，但利用仍然不够充分，排烟温度还存在很大的下降空间，在一定程度上造成了能源的浪费，且燃气锅炉目前已有超临界锅炉投入运行，因此，进行高炉煤气锅炉机炉深度耦合，提升机组全厂热效率，是当前超临界煤气发电厂的一大目标。

技术实现要素：

3.为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种燃气锅炉机炉深度耦合系统及耦合方法。
4.为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：
5.一种燃气锅炉机炉深度耦合系统，包括第一煤气加热器、第二煤气加热器、第一空预器、第二空预器、高压低温省煤器、低压低温省煤器、低低温省煤器、补水箱、若干个低加和若干个高加，所述第一煤气加热器、第二煤气加热器、第二空预器、高压低温省煤器、低压低温省煤器、低低温省煤器设置于锅炉烟道中，第一煤气加热器与第二煤气加热器相连再连接锅炉炉膛，第一空预器与第二空预器相连再连接锅炉炉膛，高压低温省煤器一端连接凝结水，另一端与锅炉省煤器相连，低压低温省煤器与凝结水管路相连，凝结水管路上设置有若干个低加和若干个高加，通过切换低低温省煤器的使用状态实现加热低温空气或者凝结水。
6.进一步的，所述锅炉省煤器出口的烟道一分为三，包括第一烟道、第二烟道、第三烟道，所述第一烟道与第二烟道之间通过设置于锅炉内的分隔墙分隔开，所述第一烟道装有第二空预器，所述第二烟道装有高压低温省煤器和低压低温省煤器，所述第三烟道装有第二煤气加热器。
7.进一步的，所述高压低温省煤器的进口与凝结水管路上的给水泵出口相连，所述给水泵的进口连接除氧器和若干个低加，所述高压低温省煤器的出口与锅炉省煤器的进口相连。
8.进一步的，所述给水泵的进口依次连接除氧器、第一低加和第二低加。
9.进一步的，所述低压低温省煤器的进口用于输入外部凝结水，低压低温省煤器的出口连接至凝结水管路上的低加出口与除氧器的进口之间，凝结水进入低压低温省煤器的流量可控。
10.进一步的，所述凝结水管路上设置有相连通的第一低加和第二低加，所述低低温
省煤器的出口一路连接至第一低加和第二低加之间，另一路连接至第一空预器，所述低低温省煤器的进口一路连接补水箱，另一路连接至第一空预器，还有一路连接凝结水管路。
11.进一步的，所述低低温省煤器的出口一路通过第一阀门连接至第一低加的进口与第二低加的出口之间，另一路通过第三阀门连接至第一空预器的进口，所述低低温省煤器的进口一路通过第五阀门和补水泵连接至补水箱，另一路通过第四阀门和循环水泵连接至第一空预器出口，还有一路通过第二阀门连接凝结水管路。
12.一种燃气锅炉机炉深度耦合系统的耦合方法，包括以下步骤：
13.低温煤气分别经过第一煤气加热器加热后变成中温煤气，后经过第二煤气加热器加热后变成高温煤气，再进入锅炉炉膛燃烧；
14.低温空气经过第一空预器后成为中温空气，后经过第二空预器后变成高温空气，再进入锅炉炉膛参与燃烧；
15.外部凝结水根据实际需求送入第二低加和低压低温省煤器，凝结水进入低压低温省煤器的流量可控，可调节低压低温省煤器出口的水温以及控制低压低温省煤器出口的烟气温度，有助于提高全厂热效率；
16.根据实际需求切换低低温省煤器的使用状态，以加热低温空气或者凝结水。
17.进一步的，当凝结水依次经由第二低加、第一低加、除氧器进入给水泵时，给水泵出口的给水一部分进入高压低温省煤器进行加热，另一部分继续输送至高加进行加热，经过高压低温省煤器加热后的水与高加出口的高温给水混合后一并进入锅炉省煤器的进口，加热后进入过热器，高加不限于一个；当凝结水进入低压低温省煤器加热后，返回至第一低加的出口与除氧器的进口之间，随之输送至除氧器中，再进入给水泵，重复上述操作，直至进入过热器。
18.进一步的，当第三阀门、第四阀门、第五阀门关闭，第一阀门和第二阀门打开时，第二低加进口的凝结水通过第二阀门进入低低温省煤器吸热，再通过第一阀门返回第一低加的进口与第二低加的出口之间；当第一阀门和第二阀门关闭，第三阀门和第四阀门打开，启动循环水泵，加热低温空气至中温空气；
19.若低低温省煤器的工质侧存在缺水或机组启机情况，通过补水箱和补水泵对低低温省煤器进行补水。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
21.本发明公开了一种燃气锅炉机炉深度耦合系统及耦合方法，该系统包括第一煤气加热器、第二煤气加热器、第一空预器、第二空预器、高压低温省煤器、低压低温省煤器、低低温省煤器、补水箱、若干个低加和若干个高加，第一煤气加热器、第二煤气加热器、第二空预器、高压低温省煤器、低压低温省煤器、低低温省煤器设置于锅炉烟道中，第一煤气加热器与第二煤气加热器相连再连接锅炉炉膛，第一空预器与第二空预器相连再连接锅炉炉膛，高压低温省煤器一端连接凝结水，另一端与锅炉省煤器相连，低压低温省煤器与凝结水管路相连，凝结水管路上设置有若干个低加和若干个高加，通过切换低低温省煤器的使用状态实现加热低温空气或者凝结水。本发明中，能够充分挖掘超临界燃气锅炉节能潜力，有效提高机组全厂热效率，通过提高机组全厂热效率以提升机组节能减排效益。
附图说明
22.图1为本发明的一种燃气锅炉机炉深度耦合系统的结构示意图。
具体实施方式
23.下面对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
24.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
25.如图1所示，一种燃气锅炉机炉深度耦合系统，包括：锅炉省煤器1、第一煤气加热器2、第二煤气加热器3、第一空预器4、第二空预器5、高压低温省煤器6、低压低温省煤器7、低低温省煤器8、第一低加9、第二低加10、除氧器11、给水泵12、高加13、补水箱14、补水泵15、循环水泵16、锅炉炉膛17、过热器18和分隔墙24，第一煤气加热器2、第二煤气加热器3、第二空预器5、高压低温省煤器6、低压低温省煤器7、低低温省煤器8设置于锅炉烟道中，高压低温省煤器6一端连接给水泵12出口管路，另一端与锅炉省煤器1相连，低压低温省煤器7与凝结水管路相连，凝结水管路中的凝结水进入低压低温省煤器7的流量可控，凝结水管路上设置有若干个低加和若干个高加，通过切换低低温省煤器8的使用状态实现加热低温空气或者凝结水。
26.作为具体的一种实施方式，锅炉省煤器1出口的烟道一分为三，包括第一烟道、第二烟道、第三烟道，第一烟道与第二烟道之间通过设置于锅炉内的分隔墙24分隔开，图1中的粗箭头表示烟气流向，锅炉省煤器1出口的第一烟道装有第二空预器5，第一空预器4与第二空预器5相连再连接锅炉炉膛17，第二烟道装有高压低温省煤器6和低压低温省煤器7，第三烟道装有第二煤气加热器3，第一煤气加热器2的煤气出口与第二煤气加热器3的煤气进口相连再连接锅炉炉膛17。
27.高压低温省煤器6的进口与凝结水管路上的给水泵12的出口相连，给水泵12的进口连接除氧器11和若干个低加，高压低温省煤器6的出口与锅炉省煤器1的进口相连，低压低温省煤器7的进口用于输入外部凝结水，低压低温省煤器7的出口连接至凝结水管路上的低加出口与除氧器11的进口之间。
28.低低温省煤器8的出口一路连接至低加，另一路连接至第一空预器4的进口，低低温省煤器8的进口一路通过补水泵15连接至补水箱14，另一路通过循环水泵16连接至第一空预器4的出口，还有一路连接凝结水管路。
29.实施例1
30.如图1所示，一种燃气锅炉机炉深度耦合系统，包括：锅炉省煤器1、第一煤气加热器2、第二煤气加热器3、第一空预器4、第二空预器5、高压低温省煤器6、低压低温省煤器7、低低温省煤器8、第一低加9、第二低加10、除氧器11、给水泵12、高加13、补水箱14、补水泵15、循环水泵16、锅炉炉膛17、过热器18、第一阀门19、第二阀门20、第三阀门21、第四阀门22、第五阀门23和分隔墙24。
31.锅炉省煤器1出口的烟道一分为三，包括第一烟道、第二烟道、第三烟道，第一烟道
与第二烟道之间通过设置于锅炉内的分隔墙24分隔开，图1中的粗箭头表示烟气流向，锅炉省煤器1出口的第一烟道装有第二空预器5，第二烟道装有高压低温省煤器6和低压低温省煤器7，第三烟道装有第二煤气加热器3。
32.第一煤气加热器2的煤气出口与第二煤气加热器3的煤气进口相连再连接锅炉炉膛17。
33.第一空预器4与第二空预器5相连再连接锅炉炉膛17。
34.高压低温省煤器6的进口与给水泵12出口相连，高压低温省煤器6的出口与锅炉省煤器1的进口相连，低压低温省煤器7的进口用于输入外部凝结水，低压低温省煤器7的出口连接至第一低加9的出口与除氧器11的进口之间。
35.第二低加10的出口可直接与第一低加9相连，低低温省煤器8的出口可通过打开的第一阀门19连接至第一低加9的进口与第二低加10的出口之间，低低温省煤器8的出口还可通过打开的第三阀门21连接至第一空预器4的进口，低低温省煤器8的进口可通过第五阀门23和补水泵15连接至补水箱14，低低温省煤器8的进口还可通过第四阀门22和循环水泵16连接至第一空预器4出口，低低温省煤器8的进口还可通过第二阀门20直接输入外部凝结水。
36.本发明的燃气锅炉机炉深度耦合系统的耦合方法，包括以下步骤：
37.低温煤气分别经过第一煤气加热器2加热后变成中温煤气，后经过第二煤气加热器3加热后变成高温煤气，通过锅炉燃烧器(图中未标出)进入锅炉炉膛17燃烧；
38.低温空气经过第一空预器4后成为中温空气，后经过第二空预器5后变成高温空气，再进入锅炉炉膛17参与燃烧；
39.外部凝结水根据实际需求送入第二低加10和低压低温省煤器7，低压低温省煤器7可根据实际需求控制其上阀门开度为全开或部分开启，进而能够控制凝结水进入低压低温省煤器7的流量可控，便于调节低压低温省煤器7出口的水温以及控制低压低温省煤器7出口的烟气温度，有助于提高全厂热效率。当凝结水依次经由第二低加10、第一低加9、除氧器11进入给水泵12时，给水泵12出口的给水一部分进入高压低温省煤器6进行加热，另一部分继续输送至高加13进行加热，经过高压低温省煤器6加热后的水与高加13出口的高温给水混合后一并进入锅炉省煤器1的进口，加热后进入过热器18，高加13不限于一个；当凝结水进入低压低温省煤器7加热后，返回至第一低加9的出口与除氧器11的进口之间，随之输送至除氧器11中，再进入给水泵12，重复上述操作，直至进入过热器18；本发明可根据实际需求设置多个低加；
40.可根据实际需求切换低低温省煤器8的使用状态，以加热低温空气或者凝结水；当第三阀门21、第四阀门22、第五阀门23关闭，第一阀门19和第二阀门20打开时，第二低加10进口的凝结水通过第二阀门20进入低低温省煤器8吸热，再通过第一阀门19返回第一低加9的进口与第二低加10的出口之间；当第一阀门19和第二阀门20关闭，第三阀门21和第四阀门22打开，启动循环水泵16，加热低温空气至中温空气；
41.若低低温省煤器8的工质侧存在缺水或机组启机情况，可通过补水箱14和补水泵15对低低温省煤器8进行补水。
42.本发明未具体描述的部分或结构采用现有技术或现有产品即可，在此不做赘述。
43.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发
明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种燃气锅炉机炉深度耦合系统，其特征在于，包括第一煤气加热器、第二煤气加热器、第一空预器、第二空预器、高压低温省煤器、低压低温省煤器、低低温省煤器、补水箱、若干个低加和若干个高加，所述第一煤气加热器、第二煤气加热器、第二空预器、高压低温省煤器、低压低温省煤器、低低温省煤器设置于锅炉烟道中，第一煤气加热器与第二煤气加热器相连再连接锅炉炉膛，第一空预器与第二空预器相连再连接锅炉炉膛，高压低温省煤器一端连接凝结水，另一端与锅炉省煤器相连，低压低温省煤器与凝结水管路相连，凝结水管路上设置有若干个低加和若干个高加，通过切换低低温省煤器的使用状态实现加热低温空气或者凝结水。2.根据权利要求1所述的一种燃气锅炉机炉深度耦合系统，其特征在于，所述锅炉省煤器出口的烟道一分为三，包括第一烟道、第二烟道、第三烟道，所述第一烟道与第二烟道之间通过设置于锅炉内的分隔墙分隔开，所述第一烟道装有第二空预器，所述第二烟道装有高压低温省煤器和低压低温省煤器，所述第三烟道装有第二煤气加热器。3.根据权利要求1所述的一种燃气锅炉机炉深度耦合系统，其特征在于，所述高压低温省煤器的进口与凝结水管路上的给水泵出口相连，所述给水泵的进口连接除氧器和若干个低加，所述高压低温省煤器的出口与锅炉省煤器的进口相连。4.根据权利要求3所述的一种燃气锅炉机炉深度耦合系统，其特征在于，所述给水泵的进口依次连接除氧器、第一低加和第二低加。5.根据权利要求1所述的一种燃气锅炉机炉深度耦合系统，其特征在于，所述低压低温省煤器的进口用于输入外部凝结水，低压低温省煤器的出口连接至凝结水管路上的低加出口与除氧器的进口之间，凝结水进入低压低温省煤器的流量可控。6.根据权利要求1所述的一种燃气锅炉机炉深度耦合系统，其特征在于，所述凝结水管路上设置有相连通的第一低加和第二低加，所述低低温省煤器的出口一路连接至第一低加和第二低加之间，另一路连接至第一空预器，所述低低温省煤器的进口一路连接补水箱，另一路连接至第一空预器，还有一路连接凝结水管路。7.根据权利要求6所述的一种燃气锅炉机炉深度耦合系统，其特征在于，所述低低温省煤器的出口一路通过第一阀门连接至第一低加的进口与第二低加的出口之间，另一路通过第三阀门连接至第一空预器的进口，所述低低温省煤器的进口一路通过第五阀门和补水泵连接至补水箱，另一路通过第四阀门和循环水泵连接至第一空预器出口，还有一路通过第二阀门连接凝结水管路。8.根据权利要求1-7任一所述的一种燃气锅炉机炉深度耦合系统的耦合方法，其特征在于，包括以下步骤：低温煤气分别经过第一煤气加热器加热后变成中温煤气，后经过第二煤气加热器加热后变成高温煤气，再进入锅炉炉膛燃烧；低温空气经过第一空预器后成为中温空气，后经过第二空预器后变成高温空气，再进入锅炉炉膛参与燃烧；外部凝结水根据实际需求送入第二低加和低压低温省煤器，凝结水进入低压低温省煤器的流量可控；根据实际需求切换低低温省煤器的使用状态，以加热低温空气或者凝结水。9.根据权利要求8所述的一种燃气锅炉机炉深度耦合系统的耦合方法，其特征在于，当
凝结水依次经由第二低加、第一低加、除氧器进入给水泵时，给水泵出口的给水一部分进入高压低温省煤器进行加热，另一部分继续输送至高加进行加热，经过高压低温省煤器加热后的水与高加出口的高温给水混合后一并进入锅炉省煤器的进口，加热后进入过热器，高加不限于一个；当凝结水进入低压低温省煤器加热后，返回至第一低加的出口与除氧器的进口之间，随之输送至除氧器中，再进入给水泵，重复上述操作，直至进入过热器。10.根据权利要求8所述的一种燃气锅炉机炉深度耦合系统的耦合方法，其特征在于，当第三阀门、第四阀门、第五阀门关闭，第一阀门和第二阀门打开时，第二低加进口的凝结水通过第二阀门进入低低温省煤器吸热，再通过第一阀门返回第一低加的进口与第二低加的出口之间；当第一阀门和第二阀门关闭，第三阀门和第四阀门打开，启动循环水泵，加热低温空气至高温空气；若低低温省煤器的工质侧存在缺水或机组启机情况，通过补水箱和补水泵对低低温省煤器进行补水。

技术总结

本发明公开了一种燃气锅炉机炉深度耦合系统及耦合方法，该系统包括第一煤气加热器、第二煤气加热器、第一空预器、第二空预器、高压低温省煤器、低压低温省煤器、低低温省煤器、补水箱、若干个低加和若干个高加，第一煤气加热器与第二煤气加热器相连再连接锅炉炉膛，第一空预器与第二空预器相连再连接锅炉炉膛，高压低温省煤器一端连接凝结水，另一端与锅炉省煤器相连，低压低温省煤器与凝结水管路相连，凝结水管路上设置有若干个低加和若干个高加，通过切换低低温省煤器的使用状态实现加热低温空气或者凝结水。本发明中，能够充分挖掘超临界燃气锅炉节能潜力，有效提高机组全厂热效率，通过提高机组全厂热效率以提升机组节能减排效益。排效益。排效益。