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一种集成烟气热量回收与白烟消除的深度余热利用系统的制作方法

时间:2022-02-06 阅读: 作者:专利查询

一种集成烟气热量回收与白烟消除的深度余热利用系统的制作方法

1.本实用新型属于电站节能减排、超净排放领域,特别涉及一种集成烟气热量回收与白烟消除的深度余热利用系统。


背景技术:

2.随着我国经济的快速发展,人们对能源的需求量日益增加。虽然我国电力市场发展势头迅猛,但电力发展中存在的“高投入、高消耗、高排放、低效率”问题仍比较严重。为适应电力市场的快速发展和竞价上网,提高热力设备的运行效率、挖掘节能潜力已成为各电厂日益重视的课题。
3.在电厂中,锅炉排烟温度过高一直是困扰着人们的一个难题。据统计,锅炉的排烟热损失占锅炉总热损失的70%~80%。且排烟温度每升高10℃~15℃, 锅炉效率就下降1%,标准煤耗上升3~4g/kwh,从而造成了电力用煤的巨大浪费。且排烟温度过高会影响到预热器的安全运行,造成锅炉的事故停炉,增加检修及停机次数,影响发电机组的安全经济运行。因此,更好的利用排烟余热,降低排烟温度对于电厂节能降耗、提高锅炉的安全可靠性以及环境保护都具有重要的实际意义。
4.除能耗方面要求不断提高,火电行业也面临日益严苛的环保标准。国内大部分电厂都投运了烟气脱硫装置。在我国,烟气脱硫的主要技术路线是湿法脱硫,即通过石膏浆液吸收排烟中的sox,脱硫效率较高,环保性能较好。然而,采用湿法脱硫后也带来了新的问题——“白色烟羽”,一般多发生在冬季的北方电厂,从脱硫塔出来的饱和甚至过饱和(携带液态水)的烟气从烟囱排放,遇冷凝结,形成白色烟羽。虽然其成分为水,但带来了极大的视觉污染,因此,目前许多城市,如上海、天津等已出台相关法规,明确要求治理“白色烟羽”问题。
5.目前主流的消白方案主要有两种,一种是直接加热烟气,抬升烟气排放温度,使烟气中的水蒸气处于过热状态,减小与环境空气混合时发生“白烟”的可能性;另一种是“冷凝+再热”的方法,先通过冷凝的方式出去烟气中的部分水蒸气,再抬升烟气温度,一般能起到更好的消白效果。
6.但污染物脱除其本质是耗能行为,如何在实现环保的前提下进一步减小环保能耗,是值得我们思考的问题。本实用新型引入烟气余热利用的相关理念,与消白方案结合,创造性地提出了一种集成烟气热量回收与白烟消除的深度余热利用系统,在保证宽负荷下的脱白效果的同时回收烟气余热,实现节能降耗的目标。


技术实现要素:

7.本实用新型的目的是提供一种集成烟气热量回收与白烟消除的深度余热利用系统,主要包括烟气段、回热段、空气段、凝结水加热段;在烟气段中,低温省煤器、电除尘器、引风机、前置式空气预热器、脱硫塔、烟冷器、烟气再热器沿锅炉烟道依次相连,烟气最终通过烟囱排放至大气中;在回热段中,乏汽在凝汽器冷却为凝结水,经凝结水泵升压后,先后
经过8#低压加热器、7#低压加热器、6#低压加热器、5#低压加热器回热后进入除氧器除氧;在空气段中,送入炉膛的冷空气先后经过烟冷器、前置式空气预热器、空气预热器的加热,空气管路入口与送风机出口相连;在凝结水加热段中,在6#低压加热器、7#低压加热器之间设置抽口,引出部分凝结水,一部分经过烟气再热器,返回8#低压加热器入口,一部分经过低温省煤器返回5#低压加热器出口。
8.所述的烟冷器的热流体为脱硫塔出口的烟气,冷流体为送风机升压后的冷空气,脱硫塔出口烟气为饱和状态或湿饱和状态,经烟冷器冷却后析出液态水,液态水去水处理后回收。
9.所述的烟气再热器的热流体为6#低压加热器入口处引出的凝结水,冷流体为烟冷器出口的烟气,烟气先经过烟冷器冷却、回收部分烟气中的水分,再经过烟气再热器加热后从烟囱排入大气中,而凝结水放热后返回8#低压加热器入口。
10.在空气预热器、电除尘器之间布置低温省煤器,其热流体为空气预热器出口烟气,冷流体为6#低压加热器入口处引出的凝结水,凝结水冷却烟气、回收烟气热量之后返回5#低压加热器的出口,再进入除氧器除氧。
11.在引风机、脱硫塔之间布置前置式空气预热器,其热流体为引风机出口烟气,冷流体为经烟冷器出口冷空气,冷空气吸收烟气余热、进一步提升温度后进入空气预热器。
12.所述的低温省煤器、前置式空气预热器、烟冷器、烟气再热器均为管壳式换热器,材质均需具备一定的抗腐蚀能力,且低温省煤器还应做表面防磨处理。
13.本实用新型的有益效果为:
14.1.实现了烟气脱白与烟气低温余热利用的协同。针对“白色烟羽”视觉污染严重、常规脱除白烟能耗大的问题,创造性的结合了烟气冷凝再热脱白方案与烟气余热利用方案。具体来说,尾部烟道换热器的增加会使引风机的负荷增加,引风机后的烟气升温幅度明显,故引风机与脱硫塔之间的烟气余热量会增加,此外烟气冷凝过程中烟气也要放出热量,利用这两个过程烟气释放的热量预热冷空气,从而降低冷空气在空气预热器中所需的吸热量,可以提高空气预热器出口烟温;空气预热器与电除尘器之间的烟气余热量因空气预热器出口烟温提高而增加,在空气预热器、电除尘器之间设置低温省煤器,利用烟气余热加热凝结水,可以提高机组出力,综上可在保证烟气脱白效果的同时回收烟气余热,实现节能性与环保性的协同。
15.2.可以实现烟气中水分的回收。脱硫塔出口烟气为饱和状态,经烟冷器冷却后析会出液态水,液态水可经水处理后回收,从而实现烟气中水分的回收利用。
附图说明
16.图1为一种集成烟气热量回收与白烟消除的深度余热利用系统。
17.图中:1

空气预热器;2

低温省煤器;3

电除尘器;4

引风机;5

前置式空气预热器;6

脱硫塔;7

送风机;8

烟冷器;9

烟气再热器;10

烟囱;11

凝结水泵; 12

凝汽器;13

5#低压加热器;14

6#低压加热器;15

7#低压加热器;16

8#低压加热器。
具体实施方式
18.本实用新型提供了一种集成烟气热量回收与白烟消除的深度余热利用系统,下面
结合附图和具体实施方式对本系统工作原理做进一步说明。
19.图1所示为一种集成烟气热量回收与白烟消除的深度余热利用系统的示意图,主要包括烟气段、回热段、空气段、凝结水加热段;在烟气段中,低温省煤器2、电除尘器3、引风机4、前置式空气预热器5、脱硫塔6、烟冷器8、烟气再热器9沿锅炉烟道依次相连,烟气最终通过烟囱10排放至大气中;在回热段中,乏汽在凝汽器12冷却为凝结水,经凝结水泵11升压后,先后经过8#低压加热器16、7#低压加热器15、6#低压加热器14、5#低压加热器13回热后进入除氧器除氧;在空气段中,送入炉膛的冷空气先后经过烟冷器8、前置式空气预热器5、空气预热器1的加热,空气管路入口与送风机7出口相连;在凝结水加热段中,在6#低压加热器14、7#低压加热器15之间设置抽口,引出部分凝结水,一部分经过烟气再热器9,返回8#低压加热器16入口,一部分经过低温省煤器2返回5#低压加热器13出口。
20.所述的烟冷器8的热流体为脱硫塔6出口的烟气,冷流体为送风机7升压后的冷空气,脱硫塔6出口烟气为饱和状态或湿饱和状态,经烟冷器8冷却后析出液态水,液态水去水处理后回收。
21.所述的烟气再热器9的热流体为6#低压加热器14入口处引出的凝结水,冷流体为烟冷器8出口的烟气,烟气先经过烟冷器8冷却、回收部分烟气中的水分,再经过烟气再热器9加热后从烟囱10排入大气中,而凝结水放热后返回8# 低压加热器16入口。
22.在空气预热器1、电除尘器3之间布置低温省煤器2,其热流体为空气预热器1出口烟气,冷流体为6#低压加热器14入口处引出的凝结水,凝结水冷却烟气、回收烟气热量之后返回5#低压加热器13的出口,再进入除氧器除氧。
23.在引风机4、脱硫塔6之间布置前置式空气预热器5,其热流体为引风机4 出口烟气,冷流体为经烟冷器8出口冷空气,冷空气吸收烟气余热、进一步提升温度后进入空气预热器1。
24.所述的低温省煤器2、前置式空气预热器5、烟冷器8、烟气再热器9均为管壳式换热器,材质均需具备一定的抗腐蚀能力,且低温省煤器2还应做表面防磨处理。
25.其工作过程为:
26.脱硫塔6出口的烟气(温度50~60℃)为饱和状态(甚至携带液态水),在烟冷器8内被冷空气冷却(降温10℃左右)后析出水分,之后再进入烟气再热器9中被来自6#低压加热器14入口的凝结水(温度约为70~80℃)加热,温度提升至60℃左右通过烟囱10排放到大气中,烟冷器8的疏水去水处理后回收,而烟气再热器9出口的凝结水返回8#低压加热器16入口;经过烟冷器8预热的冷空气(约能使空气温度提升10~15℃)继续通过前置式空气预热器5加热后温度约能提升25~30℃,达到60~70℃,之后进入空气预热器1;由于空气预热器 1的冷空气进口温度提高,吸热量减少故空气预热器1出口烟温提高(约50℃),设置低温省煤器2利用空气预热器1与电除尘器3之间的烟气余热,将160℃~170℃的烟气降温至90℃,冷流体为来自6#低压加热器14入口的凝结水(温度约为70~80℃),可大幅提升凝结水温度至130~150℃,凝结水最终返回5#低压加热器13出口,进入除氧器除氧;之后烟气经过电除尘器3除尘、引风机4 升压后温度上升约10℃,烟温提高至100℃左右,设置前置式空气预热器5利用烟气加热烟冷器8出口的冷空气,烟气放热至60~70℃进入脱硫塔6脱硫。综上,冷空气共经历烟冷器8、前置式空气预热器5、空气预热器1三个换热器的加热进入炉膛;6#低压加热器14入口的凝结水一部分去往烟气再热器9再热烟气,消除白烟,一部分去往低温省
煤器2吸收烟气余热,提高机组能效。
27.以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。