專利名稱：一種鍋爐煙氣深度冷卻余熱回收系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于余熱回收利用技術領域，具體涉及一種電站鍋爐、工業(yè)鍋爐的煙氣深
度冷卻余熱回收利用系統(tǒng)。
背景技術：
排煙熱損失是鍋爐各項熱損失中最大的一項，一般在5% 12%，占鍋爐總熱損 失的80%或更高。為回收利用鍋爐排煙余熱，針對不同機組主要采取了以下兩種形式
1)對于傳統(tǒng)的未配備脫硫系統(tǒng)的燃煤機組，現(xiàn)有技術通常在鍋爐的空氣預熱器和 靜電除塵器之間安裝低壓省煤器，利用煙氣余熱加熱回熱系統(tǒng)的凝結水，凝結水吸熱后返 回低壓加熱器，然后低壓缸利用這部分煙氣熱量帶動發(fā)電機發(fā)電，產生了巨大的經濟效益。 但是，空氣預熱器和靜電除塵器之間飛灰含量非常高，除塵效率按照99. 4% 99. 6%計 算，靜電除塵器前后煙氣飛灰濃度大約差400 600倍，必然導致管道受熱面嚴重磨損，換 熱管使用壽命縮短，設備的安全系數(shù)降低。為此，需要將管道的磨損控制在一個合理的范圍 內，而飛灰對管壁的磨損速度與煙氣流速的3次方成正比，控制磨損就要控制煙氣流速。通 常，通過增加低壓省煤器的換熱面積以增加煙氣阻力，達到限制煙氣流速的目的，但增加了 設備投資成本。 同時，為了避免出現(xiàn)低溫腐蝕，低壓省煤器入口管壁溫度控制在煙氣酸露點之上， 出口煙溫控制在130°C 15(TC，熱量的回收受到嚴重制約。而煙氣經低壓省煤器后的溫度 下降，煙塵比電阻升高較多，這對靜電除塵器的性能和壽命會有很大影響，除塵效率明顯下 降。即使保證煙氣溫度維持在酸露點溫度以上，也無法徹底避免煙氣結露的可能性，例如雨 季造成的原煤含水量大大增加會導致排煙中的水分含量大幅上升，或者鍋爐運行時出現(xiàn)爆 管情況等都會造成低壓省煤器管壁的結露現(xiàn)象。 一旦結露，飛灰中的鈣質將會與煙氣中的 酸和水分結合形成水泥狀物質沉積在管壁上難以清除。時間一長，這些水泥狀物質很容易 堵塞管排，這給機組的安全運行帶來嚴重的隱患。堵塞一旦發(fā)生，煙氣通道將減小，流通阻 力增加，廠用電上升。嚴重時會造成機組降出力甚至被迫停機。另外，處于靜除塵器前的低 溫省煤器，易受磨損和腐蝕， 一旦管道穿孔泄露，噴出的凝結水會成為靜電除塵器或布袋式 除塵器的災難。 2)配套了脫硫系統(tǒng)的燃煤機組，通常會在脫硫系統(tǒng)中安裝氣-氣換熱器(GGH)煙 氣再熱裝置回收煙氣的余熱，為節(jié)約能源，通常安裝在脫硫塔之前。 —般來說，鍋爐煙氣濕法脫硫的最佳脫硫工作溫度為80 90°C 。為此，利用GGH 將130°C 15(TC的鍋爐排煙溫度降到9(TC左右以后才通入脫硫塔中進行脫硫，脫硫后溫 度降到5(TC左右。為了提高煙氣抬升高度，避免脫硫塔出口低溫濕煙氣腐蝕煙道和煙囪內 壁，再利用氣-氣換熱器(GGH)將脫硫塔出口凈煙氣從5(TC左右加熱到8(rC IO(TC，最后 通過煙囪排放?？梢姡友b氣-氣換熱器(GGH)并不能帶來顯著的經濟效益，100多度的煙 氣余熱被白白地浪費，而且氣-氣換熱器(GGH)結構復雜、運行可靠性低，安裝工作周期較 長，設備的初期投資較大，氣-氣換熱器(GGH)不可能被普遍推廣使用。
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隨著脫硫技術的發(fā)展和人們對氣_氣換熱器(GGH)作用認識的深入，發(fā)現(xiàn)氣_氣 換熱器(GGH)并不具備增加環(huán)保的效用，即使裝了氣-氣換熱器(GGH)煙氣溫度仍然不 高，煙道和煙囪內壁仍需采取防腐措施，而若不安裝氣-氣換熱器(GGH)導致的煙囪排煙 中呈現(xiàn)大量水霧氣的現(xiàn)象并不增加大氣污染。因此，現(xiàn)今發(fā)達國家和地區(qū)逐漸傾向于不設 氣-氣換熱器(GGH)，我國近年來新建的脫硫項目也開始接受不裝氣-氣換熱器(GGH)的設 計。 有鑒于此，如何在不設置氣-氣換熱器(GGH)的前提下，回收煙氣余熱，減小脫硫 塔后煙道及煙囪的腐蝕，成為亟待解決的技術問題。

發(fā)明內容
為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種具有獨立運行系統(tǒng)的 鍋爐煙氣深度冷卻余熱回收系統(tǒng)，通過煙氣深冷冷卻器將煙氣溫度降低到9(TC左右，回收 的煙氣熱量通過暖風器加熱空氣，提高助燃空氣溫度，在回收煙氣余熱的同時，不僅不影響 現(xiàn)有熱力系統(tǒng)的長周期安全運行，降低了排煙溫度，而且節(jié)約了脫硫塔的耗水量，提高了機 組效率，增加了機組出力。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的一種鍋爐煙氣深度冷卻余熱 回收系統(tǒng)，包括 —個煙氣深冷冷卻器8，煙氣深冷冷卻器8進口煙道與靜電除塵器3出口煙道貫通 連接，煙氣深冷冷卻器8出口煙道與脫硫塔9的進口煙道貫通連接， —個暖風器4，暖風器4的冷空氣進口與送風機5相連，暖風器4的熱空氣出口與 空氣預熱器2貫通連接，暖風器4冷水出口通過水泵6與煙氣深冷冷卻器8冷水進口連通， 煙氣深冷冷卻器8熱水出口與暖風器4的熱水進口相連通，由此組成一個獨立的水循環(huán)系 統(tǒng)。 煙氣深冷冷卻器8進口煙道與靜電除塵器3出口煙道之間可加裝增壓風機7。
本發(fā)明的實質是通過用作煙氣深冷冷卻器8的氣-水換熱裝置，利用靜電除塵器3 出口煙氣余熱加熱獨立水循環(huán)系統(tǒng)中的冷水，再將煙氣深冷冷卻器8熱水出口的熱水送到 暖風器4加熱冷空氣，提高進入空氣預熱器2的空氣溫度，從而實現(xiàn)提高鍋爐效率，增加機 組凈效率的目的。 本發(fā)明與安裝低壓省煤器或氣_氣換熱器(GGH)煙氣回收裝置的機組系統(tǒng)相比， 具有以下特點 1)本發(fā)明具有獨立的運行系統(tǒng)、獨立的水循環(huán)系統(tǒng)，所以現(xiàn)役機組只需要增加這 套系統(tǒng)而不改變其它設備、系統(tǒng)等就可以完成改造，達到鍋爐排煙余熱回收利用，降低排煙 溫度，提高鍋爐效率，增加機組出力的目的，實現(xiàn)高效、節(jié)能、減排目標。即使本系統(tǒng)使用過 程中出現(xiàn)故障，僅僅停修故障設備即可，并不影響機組的正常運行。 2)煙氣深冷冷卻器8具有低壓省煤器和氣-氣換熱器(GGH)煙氣回收裝置所有的 優(yōu)點。煙氣深冷冷卻器8安裝在靜電除塵器3和脫硫塔9之間，保證煙氣深冷冷卻器8在 低塵區(qū)工作，煙氣腐蝕磨損、粘附堵塞較輕，工作可靠，效率高；增壓風機7加裝在煙氣深冷 冷卻器8之前，這保證了煙氣深冷冷卻器8的加入并不改變機組原有系統(tǒng)，安裝周期短、投 資少、見效快；加裝煙氣深冷冷卻器8后，排煙溫度降低，煙氣余熱得以回收利用，鍋爐效率提高，機組出力增加；濕法脫硫耗水量大主要是吸收塔絕熱蒸發(fā)過程耗水量太大，而煙氣經 過煙氣深冷冷卻器8后，溫度降到最佳脫硫溫度附近再通入脫硫塔9，不僅脫硫效率高，而 且蒸發(fā)水量大為減少，同時煙囪11出口的飽和水和水蒸氣排放量、污水排放及處理費用大 大降低。 3)傳統(tǒng)暖風器換熱介質為蒸汽和空氣，而本發(fā)明中暖風器4涉及熱水、空氣兩種 介質換熱。由于煙氣深冷冷卻器8回收的熱量不太大，則暖風器4熱負荷小，可以采取普 通熱交換器設計原理和方法，結構簡單可靠。加裝暖風器4預熱空氣，提高了空氣預熱器2 的進口溫度，防止發(fā)生低溫腐蝕。由于暖風器4換熱量不太大，冷空氣溫度升高不大(一般 < 50°C )，而本發(fā)明獨立于機組原有系統(tǒng)，具有獨立可調的水循環(huán)系統(tǒng)，保證了加裝暖風器 4后空氣預熱器2受熱面壁溫高于煙氣酸露點溫度且對空氣預熱器2換熱效果影響較小，所 以不會出現(xiàn)空氣預熱器2受熱面表面煙氣結露造成硫酸腐蝕現(xiàn)象，不影響空氣預熱器2的 正常使用。 4)煙氣經過煙氣深冷冷卻器8后直接通入脫硫塔9，最后經濕煙囪ll排放。由于 大部分火電廠都具有脫硫塔9，且現(xiàn)有脫硫技術比較成熟，具備處理煙氣結露腐蝕問題，而 后續(xù)煙道及濕煙囪進行了防腐處理，濕煙囪ll底部有盛酸池，煙氣在濕煙囪11中結露形成 硫酸掉入盛酸池，經耐酸泵10送入脫硫塔9進行處理，所以煙氣深冷冷卻器8出口煙氣可 以直接通入脫硫塔9進行后續(xù)處理，不存在安全隱患問題。


附圖為本發(fā)明的系統(tǒng)結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的結構原理和工作原理作詳細說明。 參見附圖，一種鍋爐煙氣深度冷卻余熱回收系統(tǒng)，包括一個煙氣深冷冷卻器8和 一個暖風器4，煙氣深冷冷卻器8包含1個冷水進口 、 1個熱水出口 、 1個煙氣進口 、 1個煙氣 出口，實現(xiàn)煙氣和冷水之間的熱量交換。煙氣深冷冷卻器8進口煙道與靜電除塵器3出口 煙道貫通連接，煙氣深冷冷卻器8出口煙道與脫硫塔9的進口煙道貫通連接。暖風器4包 含1個熱水進口 、 1個冷水出口 、 1個冷空氣進口 、 1個熱空氣出口 ，實現(xiàn)熱水和冷空氣之間的 熱量交換，暖風器4的冷空氣進口與送風機5相連，暖風器4的熱空氣出口與空氣預熱器2 貫通連接，暖風器4冷水出口通過水泵6與煙氣深冷冷卻器8冷水進口連通，煙氣深冷冷卻 器8熱水出口與暖風器4的熱水進口相連通，由此組成一個獨立的水循環(huán)系統(tǒng)。
增壓風機7置于靜電除塵器3和煙氣深冷冷卻器8之間，脫硫塔9緊隨煙氣深冷 冷卻器8布置，最后是濕煙囪11 ;暖風器4布置于空氣預熱器2之前。 冷卻水從冷水進口進入煙氣深冷冷卻器8，與煙氣進行熱量交換變成熱水，熱水從 煙氣深冷冷卻器8熱水出口流出經暖風器4的熱水進口進入暖風器4，與冷空氣進行熱量交 換后變成冷水；冷水由暖風器4冷水出口經水泵6再送入煙氣深冷冷卻器8，從而組成一個 獨立的水循環(huán)系統(tǒng)。 冷空氣由送風機5經暖風器4的冷空氣進口送到暖風器4進行預熱；熱空氣經暖 風器4的熱空氣出口進入空氣預熱器2進一步預熱；空氣預熱器2出口熱空氣送入鍋爐1的爐膛助燃，改善燃燒狀況；鍋爐1爐膛出口煙氣經煙道進入空氣預熱器2預熱空氣；空氣 預熱器2出口煙氣直接通入靜電除塵器3進行煙氣除塵；靜電除塵器3出口煙氣經增壓風 機7送入煙氣深冷冷卻器8，降低煙氣溫度，回收煙氣余熱；煙氣深冷冷卻器8出口煙氣直 接通入脫硫塔9進行脫硫處理；脫硫塔9出口煙氣經濕煙囪11排出。濕煙囪11通過爆炸 脹接方法加以Ti合金內襯，煙閨底部有盛酸池耐酸泵10將盛酸池中酸打入脫硫塔9進行 處理，利于處理煙氣中S03等結露帶來的硫酸腐蝕問題。 附圖中，1是鍋爐；2是空氣預熱器；3是靜電除塵器；4是暖風器；5是送風機；6是 水泵；7是增壓風機；8是煙氣深冷冷卻器；9是脫硫塔；10是耐酸泵；11是濕煙囪。
權利要求
一種鍋爐煙氣深度冷卻余熱回收系統(tǒng)，包括一個煙氣深冷冷卻器(8)，煙氣深冷冷卻器(8)進口煙道與靜電除塵器(3)出口煙道貫通連接，煙氣深冷冷卻器(8)出口煙道與脫硫塔(9)的進口煙道貫通連接。一個暖風器(4)，暖風器(4)的冷空氣進口與送風機(5)相連，暖風器(4)的熱空氣出口與空氣預熱器(2)貫通連接，暖風器(4)冷水出口通過水泵(4)與煙氣深冷冷卻器(8)冷水進口連通，煙氣深冷冷卻器(8)熱水出口與暖風器(4)的熱水進口相連通。
2. 如權利要求1所述的一種鍋爐煙氣深度冷卻余熱回收系統(tǒng)，其特征在于煙氣深冷 冷卻器(8)進口煙道與靜電除塵器(3)出口煙道之間可加裝增壓風機(7)。
全文摘要
一種具有獨立運行系統(tǒng)的鍋爐煙氣深度冷卻余熱回收系統(tǒng)，包括煙氣深冷冷卻器、暖風器及其組成的獨立水循環(huán)系統(tǒng)，利用經過靜電除塵器除塵后的煙氣在煙氣深冷冷卻器內加熱冷水以回收排煙余熱，煙氣深冷冷卻器出口熱水被送到暖風器預熱空氣，提高鍋爐助燃空氣溫度；煙氣經煙氣深冷冷卻器后直接通入脫硫塔，進行脫硫回收處理，最后經濕煙囪排放；該系統(tǒng)不需要改變機組現(xiàn)有熱力系統(tǒng)，在回收煙氣余熱的同時，不影響其長周期安全運行，不僅降低了排煙溫度，而且節(jié)約了脫硫耗水量，提高了機組效率，增加了機組出力。
文檔編號F23L15/00GK101709879SQ20091002406
公開日2010年5月19日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權日2009年9月27日
發(fā)明者姜尚旭, 張建福, 張知翔, 王云剛, 王海超, 趙欽新 申請人:西安交通大學;青島達能環(huán)保設備有限公司