本发明涉及烟气余热回收领域，尤其是一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置及方法。
背景技术：
目前，发电行业主要以天然气和煤作为能源，天然气和煤燃烧后的烟气中含有大量的水分，并以水蒸气的形式存在，水蒸气含有大量的汽化潜热，因此，回收天然气和煤燃烧产生的烟气中的潜热具有重要的节能意义。
现有的余热回收装置多采用间壁式换热，即同时在间壁式换热器内进行显热和潜热的换热回收，但是在回收过程中，存在对烟气中潜热的回收不完全、回收效率低的问题。
直接换热设备包括喷淋塔和填料塔，由于烟气进入余热回收装置的温度较高，若采用温度较低的冷凝水进行直接换热，不可逆损失较大，中品位热量被浪费。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置及方法，解决了现有技术中存在的不足。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置，包括中温烟气余热回收单元、低温烟气余热回收单元和低温烟气品味提升单元，其中：
中温烟气余热回收单元，用于回收电厂中温烟气的余热，并排出低温烟气；
低温烟气余热回收单元，用于回收低温烟气的余热，并排出低温循环水；
低温烟气品味提升单元，用于回收低温循环水的余热，并对外供热。
优选地，中温烟气余热回收单元上设置有中温烟气入口和低温烟气出口，其中，该中温烟气入口连接电厂中温烟气排气口，低温烟气出口连接低温烟气余热回收单元上设置的烟气入口；
低温烟气品味提升单元上设置有高温热源入口、低温热源入口、循环水出口、媒介水入口和媒介水出口，该高温热源入口连接外接设备；媒介水入口和媒介水出口均连接对外供热设备；低温热源入口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水出口；低温烟气品味提升单元的循环水出口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水入口。
优选地，中温烟气余热回收单元包括分离器和换热器，其中，分离器上设置有凝结水入口和凝结水出口，该凝结水入口连接有凝结水设备，凝结水出口连接换热器的冷侧入口，换热器上的热侧入口连接有电厂中温烟气排气口；换热器的热侧出口连接低温烟气余热回收单元上的烟气入口。
优选地，低温烟气余热回收单元包括填料塔本体，所述填料塔本体包括外壳体，所述外壳体的内腔上部设置有填料；
外壳体的外侧壁上开设有循环水入口和循环水出口，所述循环水入口布置在填料的上方；所述循环水出口置于填料的下方；
外壳体的外侧壁上开设有烟气入口，所述烟气入口置于填料和循环水出口之间；所述外壳体的顶部设置有烟气出口。
优选地，所述外壳体的内腔中还设置有布液器，所述布液器布置在填料的上方，且与循环水入口相通。
优选地，所述循环水出口与低温烟气品味提升单元连接；烟气入口与中温烟气余热回收单元连接。
优选地，低温烟气品味提升单元包括吸收式热泵，其中，吸收式热泵上设置有高温热源入口、低温热源入口、循环水出口、媒介水入口和媒介水出口，其中，高温热源入口连接汽轮机的部分蒸汽抽汽出口；低温热源入口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水出口；低温烟气品味提升单元的循环水出口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水入口；媒介水出入口连接对外供热设备。
一种利用梯级回收电厂烟气余热的方法，基于所述的一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置，包括以下步骤：
电厂排出的中温烟气在中温烟气余热回收单元中与空气进行第一级换热，回收中温烟气余热，排出低温烟气；
中温烟气余热回收单元中排出的低温烟气进入低温烟气余热回收单元，与循环水进行第二级换热，回收低温烟气余热；
吸热后的循环水进入低温烟气品味提升单元，作为低温热源与高温热源进行换热，实现对外供热。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置及方法，根据烟气冷凝过程前一阶段温度高、后一阶段温度低的特点，将直接换热与间接换热相结合，利用烟气较高品位热能驱动暖风器加热空气，并利用填料塔回收烟气较低品位热能，之后利用低温烟气品位提升单元回收循环水的余热，从而实现对外供热；该系统实现了烟气余热的梯级回收利用。
附图说明
图1是本发明涉及的装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置，包括中温烟气余热回收单元、低温烟气余热回收单元和低温烟气品味提升单元，其中：
中温烟气余热回收单元，用于回收电厂中温烟气的余热，并排出低温烟气；
低温烟气余热回收单元，用于回收低温烟气的余热，并排出低温循环水；
低温烟气品味提升单元，用于将高温热源与低温烟气余热回收单元中的低温循环水进行换热，并对外供热。
中温烟气余热回收单元上设置有中温烟气入口和低温烟气出口，其中，该中温烟气入口连接电厂中温烟气排气口，低温烟气出口连接低温烟气余热回收单元上设置的烟气入口。
低温烟气品味提升单元上设置有高温热源入口、低温热源入口、循环水出口、媒介水入口和媒介水出口，该高温热源入口连接外接设备；媒介水入口和媒介水出口均连接对外供热设备；低温热源入口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水出口；低温烟气品味提升单元的循环水出口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水入口。
具体地：
中温烟气余热回收单元包括分离器13、换热器3、汽轮机15和给水加热器16，其中，分离器13上设置有凝结水入口，该凝结水入口连接有凝结水设备；分离器13上设置有两路凝结水出口，其中一路连接给水加热器16的冷侧入口；给水加热器16上设置有热侧入口，所述热侧入口连接汽轮机15的部分蒸汽抽汽出口，给水加热器16的冷侧出口连接锅炉设备；另一路凝结水出口连接换热器3的冷侧入口，换热器3上的热侧入口连接有电厂中温烟气排气口；换热器3的热侧出口连接低温烟气余热回收单元上的烟气入口。
低温烟气余热回收单元包括填料塔本体，所述填料塔本体包括外壳体1，所述外壳体1的内腔上部设置有布液器9和填料8，所述布液器9布置在填料8的上方。
外壳体1的外侧壁上开设有循环水入口2和循环水出口4，所述循环水入口2与布液器9相通；所述循环水出口4置于填料8的下方。
外壳体1的外侧壁上开设有烟气入口7，所述烟气入口7置于循环水出口4的上方；所述外壳体1的顶部设置有烟气出口11。
布液器9上部安装检修维护的人孔10，以便于填料塔主体内部设备构件的安装和检修、维护。
低温烟气品味提升单元包括吸收式热泵14，其中，吸收式热泵14上设置有高温热源入口、低温热源入口、循环水出口、媒介水入口和媒介水出口，其中，高温热源入口连接汽轮机的部分蒸汽抽汽出口；低温热源入口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水出口4；低温烟气品味提升单元的循环水出口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水入口2；媒介水出入口连接对外供热设备。
本发明的工作原理：
凝结水进入分离器13中进行分离，之后分离后的凝结水通过两个出口分别连接换热器3和给水加热器16的凝结水入口；其中，进入给水加热器16的凝结水与汽轮机15中的部分蒸汽抽汽进行换热，加热后的凝结水连接锅炉；进入换热器3中的凝结水与电厂中温烟气进行第一级换热，降温后的烟气进入低温烟气余热回收单元中进行第二级换热。
进入填料塔中的烟气，与循环水在填料上进行第二级换热，之后温降达标后的烟气从填料塔的顶部出口排出；
加热后的循环水进入低温烟气品位提升单元中，与高温热源对媒介水进行换热，加热后的媒介水送入对外供热设备。
本发明具有以下优点：
1、本发明提供的梯级回收利用电厂烟气余热的装置与系统，根据烟气冷凝过程前一阶段温度高、后一阶段温度低的特点，将直接换热与间接换热相结合，利用烟气较高品位热能驱动暖风器加热空气，并利用填料塔回收烟气较低品位热能，实现烟气余热的梯级回收利用。
2、本发明提供的梯级回收利用电厂烟气余热的装置与系统，回收烟气余热加热凝结水，从而减少汽轮机抽汽，增加汽轮机出功，达到节能降耗的效果。
3、本发明提供的梯级回收利用电厂烟气余热的装置与系统，利用吸收式热泵回收低品位烟气余热，提升烟气余热品位，从而实现对外供热。
技术特征：
1.一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置，其特征在于，包括中温烟气余热回收单元、低温烟气余热回收单元和低温烟气品味提升单元，其中：
中温烟气余热回收单元，用于回收电厂中温烟气的余热，并排出低温烟气；
低温烟气余热回收单元，用于回收低温烟气的余热，并排出低温循环水；
低温烟气品味提升单元，用于回收低温循环水的余热，并对外供热。
2.根据权利要求1所述的一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置，其特征在于，中温烟气余热回收单元上设置有中温烟气入口和低温烟气出口，其中，该中温烟气入口连接电厂中温烟气排气口，低温烟气出口连接低温烟气余热回收单元上设置的烟气入口；
低温烟气品味提升单元上设置有高温热源入口、低温热源入口、循环水出口、媒介水入口和媒介水出口，该高温热源入口连接外接设备；媒介水入口和媒介水出口均连接对外供热设备；低温热源入口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水出口；低温烟气品味提升单元的循环水出口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水入口。
3.根据权利要求1所述的一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置，其特征在于，中温烟气余热回收单元包括分离器(13)和换热器(3)，其中，分离器(13)上设置有凝结水入口和凝结水出口，该凝结水入口连接有凝结水设备，凝结水出口连接换热器(3)的冷侧入口，换热器(3)上的热侧入口连接有电厂中温烟气排气口；换热器(3)的热侧出口连接低温烟气余热回收单元上的烟气入口。
4.根据权利要求1所述的一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置，其特征在于，低温烟气余热回收单元包括填料塔本体，所述填料塔本体包括外壳体(1)，所述外壳体(1)的内腔上部设置有填料(8)；
外壳体(1)的外侧壁上开设有循环水入口(2)和循环水出口(4)，所述循环水入口(2)布置在填料(8)的上方；所述循环水出口(4)置于填料(8)的下方；
外壳体(1)的外侧壁上开设有烟气入口(7)，所述烟气入口(7)置于填料(8)和循环水出口(4)之间；所述外壳体(1)的顶部设置有烟气出口(11)。
5.根据权利要求4所述的一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置，其特征在于，所述外壳体(1)的内腔中还设置有布液器(9)，所述布液器(9)布置在填料(8)的上方，且与循环水入口(2)相通。
6.根据权利要求4所述的一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置，其特征在于，所述循环水出口(4)与低温烟气品味提升单元连接；烟气入口(7)与中温烟气余热回收单元连接。
7.根据权利要求1所述的一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置，其特征在于，低温烟气品味提升单元包括吸收式热泵(14)，其中，吸收式热泵(14)上设置有高温热源入口、低温热源入口、循环水出口、媒介水入口和媒介水出口，其中，高温热源入口连接汽轮机的部分蒸汽抽汽出口；低温热源入口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水出口；低温烟气品味提升单元的循环水出口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水入口；媒介水出入口连接对外供热设备。
8.一种利用梯级回收电厂烟气余热的方法，其特征在于，基于权利要求1-7中任一项所述的一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置，包括以下步骤：
电厂排出的中温烟气在中温烟气余热回收单元中与空气进行第一级换热，回收中温烟气余热，排出低温烟气；
中温烟气余热回收单元中排出的低温烟气进入低温烟气余热回收单元，与循环水进行第二级换热，回收低温烟气余热；
吸热后的循环水进入低温烟气品味提升单元，作为低温热源与高温热源进行换热，实现对外供热。
技术总结
本发明提供的一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置及方法，包括中温烟气余热回收单元、低温烟气余热回收单元和低温烟气品味提升单元，其中：中温烟气余热回收单元，用于回收电厂中温烟气的余热，并排出低温烟气；低温烟气余热回收单元，用于回收低温烟气的余热，并排出低温循环水；低温烟气品味提升单元，用于回收低温循环水的余热，并对外供热；该系统根据烟气冷凝过程前一阶段温度高、后一阶段温度低的特点，将直接换热与间接换热相结合，利用烟气较高品位热能驱动暖风器加热空气，并利用填料塔回收烟气较低品位热能，之后利用低温烟气品位提升单元回收循环水的余热，从而实现对外供热；该系统实现了烟气余热的梯级回收利用。
技术研发人员：彭烁;周贤;钟迪;王保民
受保护的技术使用者：华能国际电力股份有限公司;中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：.08.27
技术公布日：.11.08
