自然循環(huán)間接式煙氣再熱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種自然循環(huán)間接式煙氣再熱器，其包括置于煙道內(nèi)的吸熱段和第一放熱段、置于煙道外加熱冷凝水的第二放熱段以及控制系統(tǒng)，吸熱段置于脫硫塔前方的高溫?zé)煹乐?，第一放熱段置于脫硫塔后方的低溫?zé)煹乐?，第一放熱段、第二放熱段分別通過循環(huán)管與吸熱段相連，循環(huán)管內(nèi)設(shè)有傳熱介質(zhì)；在進(jìn)入第二放熱段的冷凝水管道上設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥，第一放熱段和吸熱段上均設(shè)有溫度傳感器，流量調(diào)節(jié)閥、溫度傳感器均與控制系統(tǒng)相連。本發(fā)明采用回收脫硫前煙氣的熱量來間接加熱脫硫后凈煙氣，其不同于傳統(tǒng)GGH的直接用脫硫前煙氣和脫硫后凈煙氣換熱的方式來加熱脫硫后凈煙氣，解決了原有GGH系統(tǒng)的腐蝕、泄漏等問題，改變了傳統(tǒng)GGH系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。
【專利說明】自然循環(huán)間接式煙氣再熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及濕法脫硫后凈煙氣再加熱領(lǐng)域，特別是涉及一種自然循環(huán)間接式煙氣再熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]鍋爐的煙氣中含有二氧化硫，直接排放會(huì)形成酸雨，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；尤其是火電廠的二氧化硫治理工作已引起了廣泛關(guān)注，國內(nèi)電廠現(xiàn)都已采用有效裝置進(jìn)行二氧化硫治理工作。國內(nèi)目前應(yīng)用最多的脫硫方式是煙氣濕法脫硫，特別是石灰石(或石灰)_石膏濕法脫硫。石灰石(或石灰)_石膏濕法脫硫是以石灰石(或石灰)作吸收劑洗滌煙氣中的二氧化硫生成亞硫酸鈣，再與加入的空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)最后生成石膏，脫除二氧化硫，凈化煙氣。整個(gè)反應(yīng)過程均在脫硫吸收塔內(nèi)完成，反應(yīng)溫度一般為50°C左右。
[0003]在石灰石(或石灰)-石膏濕法脫硫系統(tǒng)中常設(shè)氣-氣換熱器(簡稱GGH),氣-氣換熱器的具體作用:一是吸收進(jìn)入脫硫塔的煙氣熱量，降低進(jìn)入脫硫塔的煙氣溫度，優(yōu)化脫硫塔的運(yùn)行工況；二是利用吸收的煙氣熱量來加熱脫硫吸收塔后方的凈煙氣，提高排煙溫度(一般要求不低于80°C )，減輕煙道和煙囪的低溫濕煙氣的腐蝕，同時(shí)使煙囪出口的煙氣有足夠的抬升高度，從而改善周圍大氣的環(huán)境質(zhì)量。
[0004]目前市場上應(yīng)用的GGH裝置流程如圖1所示，進(jìn)脫硫塔I前的煙氣與脫硫塔后的凈煙氣通過回轉(zhuǎn)式換熱器4直接換熱，吸熱的凈煙氣進(jìn)入煙囪5，高溫?zé)煹?與低溫?zé)煹?(凈煙氣煙道)是垂直平行布置。在傳統(tǒng)GGH運(yùn)行過程中，由于回轉(zhuǎn)式換熱器結(jié)構(gòu)的局限性，其密封性能不好，在運(yùn)行過程中易發(fā)生泄漏造成二氧化硫逃逸，使得脫硫效率降低，甚至排放不達(dá)標(biāo)，回轉(zhuǎn)式換熱器結(jié)構(gòu)見圖2。另一方面，如前述的煙氣中含有二氧化硫，它與煙氣中的水蒸汽在煙氣溫度低于某一溫度時(shí)會(huì)形成硫酸，會(huì)腐蝕設(shè)備，因此無論是脫硫吸收塔上游側(cè)的降溫?fù)Q熱器還是下游側(cè)的加熱器，都存在酸露腐蝕的問題。并且安裝GGH后，由于GGH部件的腐蝕和換熱元件的堵塞會(huì)降低濕法脫硫系統(tǒng)的可用率，增加GGH的維修費(fèi)用。因此，一些濕法脫硫系統(tǒng)選擇不安裝GGH，直接濕煙囪運(yùn)行，但就會(huì)產(chǎn)生煙雨下洗和白煙問題。
[0005]日本的低溫電除塵技術(shù)也在一定程度上解決了脫硫后濕煙囪的問題，其系統(tǒng)有“熱回收器+電除塵器+再加熱器”三部分組成，熱回收器(MGGH-H/E)布置在空氣預(yù)熱器之后和電除塵器的入口端之間，再加熱器(MGGH-R/E)布置在濕法脫硫后與煙囪之間的煙道上，該技術(shù)的工作原理是采用熱媒體(一般為水介質(zhì))與煙氣通過熱回收器、再加熱器進(jìn)行熱交換，使進(jìn)入電除塵器的運(yùn)行溫度由通常的低溫狀態(tài)(130?140°C)下降到低低溫狀態(tài)(90?100°C)，并使脫硫后的煙溫由通常的50°C提升到90°C左右，從而達(dá)到煙氣余熱利用降低能耗、提高除塵與脫硫效率、節(jié)省脫硫用水、緩解電除塵下游設(shè)備腐蝕等問題。但該技術(shù)中熱媒介在系統(tǒng)中運(yùn)行需要熱泵來傳送，需要消耗大量能量來輔助系統(tǒng)運(yùn)行，造成運(yùn)行成本有較大提聞。
[0006]中國專利ZL200610169891.9公開一種蒸發(fā)冷卻煙氣加熱器，其也為一種替代傳統(tǒng)GGH的換熱器，其將原煙氣換熱器和凈煙氣換熱器通過汽室相連，運(yùn)用真空泵來控制換熱器內(nèi)部壓力以調(diào)節(jié)壁溫，但是由于原煙氣換熱管和凈煙氣換熱管直接通過汽室連接，介質(zhì)的循環(huán)并不能順利進(jìn)行，而且通過真空泵來進(jìn)行壁溫控制，在實(shí)際實(shí)施過程中會(huì)遇到壓力傳感器測壓不準(zhǔn)而導(dǎo)致控制系統(tǒng)不能有效工作，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種自然循環(huán)間接式煙氣再熱器，其可在避免酸露腐蝕以及不影響脫硫效率的基礎(chǔ)上加熱脫硫后的凈煙氣，且不用添加動(dòng)力設(shè)備，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種自然循環(huán)間接式煙氣再熱器，其包括置于煙道內(nèi)的吸熱段和第一放熱段、置于煙道外加熱冷凝水的第二放熱段以及控制系統(tǒng)，所述吸熱段置于脫硫塔前方的高溫?zé)煹乐?，所述第一放熱段置于脫硫塔后方的低溫?zé)煹乐?，所述第一放熱段、第二放熱段分別通過循環(huán)管與吸熱段相連，所述循環(huán)管內(nèi)設(shè)有傳熱介質(zhì)；在進(jìn)入所述第二放熱段的冷凝水管道上設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥，所述第一放熱段和吸熱段上均設(shè)有溫度傳感器，所述流量調(diào)節(jié)閥、溫度傳感器均與控制系統(tǒng)相連。
[0009]優(yōu)選的，所述傳熱介質(zhì)為除氧水。
[0010]優(yōu)選的，所述第二放熱段、第一放熱段和吸熱段按豎直方向依次上下排列設(shè)置。
[0011]優(yōu)選的，所述高溫?zé)煹篮偷蜏責(zé)煹腊此椒较蚱叫性O(shè)置。
[0012]優(yōu)選的，所述吸熱段的壁面溫度在酸露點(diǎn)溫度以下20°C以上。
[0013]如上所述，本發(fā)明的自然循環(huán)間接式煙氣再熱器，具有以下有益效果:其采用回收脫硫前煙氣的熱量來間接加熱脫硫后凈煙氣，其不同于傳統(tǒng)GGH的直接用脫硫前煙氣和脫硫后凈煙氣換熱的方式來加熱脫硫后凈煙氣，解決了原有GGH系統(tǒng)的腐蝕、泄漏等問題，改變了傳統(tǒng)GGH系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。同時(shí)又更進(jìn)一步深度地回收了煙氣的余熱，降低脫硫塔進(jìn)口煙溫，實(shí)現(xiàn)脫硫系統(tǒng)節(jié)能節(jié)水的效果。也不同于日本的低溫電除塵技術(shù)，本間接式煙氣再熱器中傳熱介質(zhì)自然循環(huán)，無需添加動(dòng)力設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)高溫?zé)煔夂偷蜏責(zé)煔獾拈g接換熱，并且控制系統(tǒng)合理有效；本發(fā)明中的控制系統(tǒng)結(jié)合溫度傳感器提供的信號(hào)來控制進(jìn)入第二放熱段的冷凝水流量，以此來控制吸熱段的壁溫和第一放熱段的出口凈煙氣溫度，不僅達(dá)到控制壁溫和煙溫的目的，也將多余的熱量進(jìn)行了有效的回收利用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1顯示為傳統(tǒng)GGH流程示意圖。
[0015]圖2顯示為回轉(zhuǎn)式換熱器示意圖。
[0016]圖3顯示為本發(fā)明的自然循環(huán)間接式煙氣再熱器示意圖。
[0017]圖4顯示為本發(fā)明的自然循環(huán)間接式煙氣再熱器實(shí)施例流程示意圖。
[0018]元件標(biāo)號(hào)說明
[0019]I脫硫塔
[0020]2高溫?zé)煹?br> [0021]3低溫?zé)煹?br> [0022]4回轉(zhuǎn)式換熱器
[0023]5煙囪[0024]6吸熱段
[0025]7第一放熱段
[0026]8第二放熱段
[0027]9、10循環(huán)管
[0028]11流量調(diào)節(jié)閥
[0029]12控制系統(tǒng)
[0030]13冷凝水管道
[0031]14溫度傳感器
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0033]請參閱圖1至圖4。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0034]如圖3及圖4所示，本發(fā)明提供一種自然循環(huán)間接式煙氣再熱器，其包括置于煙道內(nèi)的吸熱段6和第一放熱段7、置于煙道外加熱冷凝水的第二放熱段8以及控制系統(tǒng)12，吸熱段6置于脫硫塔I前方的高溫?zé)煹?中，第一放熱段7置于脫硫塔I后方的低溫?zé)煹?中，第一放熱段7、第二放熱段8分別通過循環(huán)管9、10與吸熱段6相連，循環(huán)管內(nèi)設(shè)有傳熱介質(zhì)；在進(jìn)入第二放熱段8的冷凝水管道13上設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥11，第一放熱段7和吸熱段6上均設(shè)有溫度傳感器14，流量調(diào)節(jié)閥11、溫度傳感器14均與控制系統(tǒng)12相連。本發(fā)明利用脫硫前煙氣的余熱來間接加熱脫硫后的凈煙氣，防止脫硫后煙溫過低而生成煙雨下洗和白煙等問題，同時(shí)有效降低脫硫塔進(jìn)口煙溫，得到脫硫塔節(jié)能節(jié)水的效果；同時(shí)本發(fā)明的吸熱段和放熱段通過循環(huán)管直接相連，循環(huán)管內(nèi)的傳熱介質(zhì)自動(dòng)流動(dòng)，無需添加動(dòng)力設(shè)備；并且通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)第二放熱段的放熱量來調(diào)節(jié)吸熱段的吸熱量，確保設(shè)備避免酸露腐蝕，控制系統(tǒng)的應(yīng)用更精確地控制吸煙溫度，不僅達(dá)到控制壁溫和煙溫的目的，也將多余的熱量進(jìn)行了有效的回收利用。
[0035]上述冷凝水管道可以是鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)中的冷凝水輸送管道，因此，上述控制系統(tǒng)12通過調(diào)節(jié)第二放熱段8的放熱量來達(dá)到控制壁溫和煙溫的目的，第二放熱段8在控制過程中同時(shí)也吸收了部分熱量，這部分熱量用來加熱冷凝水，提高鍋爐補(bǔ)給水的溫度，使得熱量得以有效利用。
[0036]為更好的實(shí)現(xiàn)傳熱介質(zhì)在循環(huán)管內(nèi)完成自循環(huán)，見圖4所示，上述脫硫塔I前方的高溫?zé)煹?和脫硫塔后方的低溫?zé)煹?按水平方向平行設(shè)置，這樣可以滿足將上述第二放熱段8、第一放熱段7和吸熱段6按豎直方向依次上下排列設(shè)置，這種豎直方向的設(shè)置更好地滿足傳熱介質(zhì)在自重下完成循環(huán)。優(yōu)選的，上述傳熱介質(zhì)為除氧水。[0037]上述循環(huán)管9、10由連接吸熱段6和第一放熱段7、第二放熱段8的上升管和下降管構(gòu)成。
[0038]本發(fā)明與傳統(tǒng)GGH技術(shù)相比，有三個(gè)技術(shù)優(yōu)勢，第一，本發(fā)明著眼于回收脫硫前煙氣余熱來間接地加熱脫硫后的凈煙氣，避免了傳統(tǒng)GGH技術(shù)中所出現(xiàn)的泄漏，腐蝕等問題；第二，通過對低溫酸露腐蝕的進(jìn)一步研究，本間接式煙氣再熱器壁面溫度允許降低至一個(gè)比煙氣酸露點(diǎn)溫度更低的溫度水平，進(jìn)一步說，如果采用傳統(tǒng)GGH技術(shù)，脫硫塔煙溫一般維系在酸露點(diǎn)溫度以上，但是，如果使用本發(fā)明提供的技術(shù)，將后端間接式煙氣再熱器的壁面溫度嚴(yán)格控制在酸露點(diǎn)以下20°C，即通常所述的“第一安全區(qū)”內(nèi)，它意味著至少又有與煙氣20°C溫降相對應(yīng)的低溫余熱能夠?yàn)槿藗兯茫坏谌?，本發(fā)明經(jīng)間接式煙氣換熱后進(jìn)入脫硫塔的煙氣溫度進(jìn)一步降低，使得脫硫系統(tǒng)得到了節(jié)能節(jié)水的效果。
[0039]本發(fā)明自然循環(huán)間接式煙氣再熱器的工作原理如下:
[0040]從除塵器排出的具有較高溫度的煙氣，通過高溫?zé)煹?進(jìn)入間接式煙氣再熱器的吸熱段6，經(jīng)過吸熱段6釋放部分熱量后進(jìn)入脫硫塔1，在脫硫塔I內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)后通過低溫?zé)煹?進(jìn)入第一放熱段7，經(jīng)過第一放熱段7被加熱后進(jìn)入煙? 5，從煙? 5排出。
[0041]在煙氣依次被引至間接式煙氣再熱器的吸熱段6和第一放熱段7時(shí)，間接式煙氣再熱器的間接換熱與GGH的回轉(zhuǎn)式換熱器直接換熱相比，間接式換熱具有無泄漏特性，且本發(fā)明的間接式煙氣再熱器的壁面溫度可保持恒定，且壁面溫度和煙氣溫度只有較小梯度溫降，間接式煙氣再熱器的吸熱段壁面溫度在酸露點(diǎn)溫度以下20°C以上(第一安全區(qū))時(shí)，排煙溫度僅比間接式煙氣再熱器吸熱段的壁溫高出15°C左右，與此同時(shí)，脫硫后的凈煙氣流經(jīng)間接式煙氣換熱器的放熱段時(shí)，壁面溫度亦能保證恒定。
[0042]煙氣在經(jīng)過吸熱段6時(shí)將熱量釋放給吸熱段中的傳熱介質(zhì)，傳熱介質(zhì)一般為除氧水，傳熱介質(zhì)吸收熱量后因密度差產(chǎn)生的升力通過循環(huán)管9、10中的上升管進(jìn)入第一放熱段7和第二放熱段8中，在第一放熱段7和第二放熱段8中釋放熱量后通過循環(huán)管9、10中的下降管回到吸熱段6，由此完成一個(gè)循環(huán)，在整個(gè)循環(huán)過程中無需外部動(dòng)力，傳熱介質(zhì)的循環(huán)為自然循環(huán)。在第一放熱段7中，從脫硫塔出來的凈煙氣被傳熱介質(zhì)加熱，然后進(jìn)入煙囪順利排出，在第一放熱段7和吸熱段6上均設(shè)有溫度傳感器14，溫度傳感器將信號(hào)傳遞給控制系統(tǒng)12，在溫度低于設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)12控制流量調(diào)節(jié)閥11的開度，將其開度減小，使進(jìn)入第二放熱段8的冷凝水量減少，使第一放熱段7和吸熱段6的壁溫上升，控制系統(tǒng)11使壁面溫度始終保持在一個(gè)合理值，使吸熱段的壁面溫度在酸露點(diǎn)溫度以下20°C以上，從而保證壁面不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象。
[0043]本發(fā)明的自然循環(huán)間接式煙氣再熱器，可單獨(dú)使用，也可以并聯(lián)使用。
[0044]綜上所述，本發(fā)明的自然循環(huán)間接式煙氣再熱器，利用脫硫前煙氣的余熱來間接加熱脫硫后的凈煙氣，防止脫硫后煙溫過低而生成煙雨下洗和白煙等問題，同時(shí)有效降低脫硫塔進(jìn)口煙溫，得到脫硫塔節(jié)能節(jié)水的效果；同時(shí)本發(fā)明的吸熱段和放熱段通過循環(huán)管直接相連，循環(huán)管內(nèi)的傳熱介質(zhì)自動(dòng)流動(dòng)，無需添加動(dòng)力設(shè)備；并且通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)第二放熱段的放熱量來調(diào)節(jié)吸熱段的吸熱量，確保設(shè)備避免酸露腐蝕，控制系統(tǒng)的應(yīng)用更精確地控制吸煙溫度，不僅達(dá)到控制壁溫和煙溫的目的，也將多余的熱量進(jìn)行了有效的回收利用。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0045]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種自然循環(huán)間接式煙氣再熱器，其特征在于，包括置于煙道內(nèi)的吸熱段(6)和第一放熱段(7)、置于煙道外加熱冷凝水的第二放熱段(8)以及控制系統(tǒng)(12)，所述吸熱段(6)置于脫硫塔前方的高溫?zé)煹?2)中，所述第一放熱段(7)置于脫硫塔后方的低溫?zé)煹?3)中，所述第一放熱段(7)、第二放熱段(8)分別通過循環(huán)管(9、10)與吸熱段(6)相連，所述循環(huán)管(9、10)內(nèi)設(shè)有傳熱介質(zhì)；在進(jìn)入所述第二放熱段的冷凝水管道(13)上設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥(11)，所述第一放熱段(7 )和吸熱段(6 )上均設(shè)有溫度傳感器(14 )，所述流量調(diào)節(jié)閥(11)、溫度傳感器(14)均與控制系統(tǒng)(12)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然循環(huán)間接式煙氣再熱器，其特征在于:所述傳熱介質(zhì)為除氧水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然循環(huán)間接式煙氣再熱器，其特征在于:所述第二放熱段(8)、第一放熱段(7)和吸熱段(6)按豎直方向依次上下排列設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然循環(huán)間接式煙氣再熱器，其特征在于:所述高溫?zé)煹?2)和低溫?zé)煹?3)按水平方向平行設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然循環(huán)間接式煙氣再熱器，其特征在于:所述吸熱段(6)的壁面溫度在酸露點(diǎn)溫度以下20°C以上。
【文檔編號(hào)】F23J15/08GK103672936SQ201210364365
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月26日
【發(fā)明者】錢學(xué)略 申請人:上海伏波環(huán)保設(shè)備有限公司