專利名稱：火力發(fā)電廠燃煤鍋爐排煙余熱回收及減排綜合應(yīng)用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐排煙余熱回收及減排綜合應(yīng)用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
排煙損失是鍋爐運(yùn)行中最重要的一項(xiàng)熱損失，約占鍋爐熱損失的60%_70%。對燃燒無煙煤、貧煤、煙煤的鍋爐排煙溫度設(shè)計(jì)值通常為120°C _130°C，燃燒褐煤的鍋爐排煙溫度設(shè)計(jì)值通常在155°C左右，且我國火力發(fā)電廠鍋爐實(shí)際運(yùn)行排煙溫度大多高于設(shè)計(jì)值。為了減少排煙損失，降低排煙溫度，提高電廠的經(jīng)濟(jì)性，目前有工程采用低溫省煤器來利用煙氣余熱。圖1為國內(nèi)現(xiàn)有傳統(tǒng)低溫省煤器系統(tǒng)連接示意圖，通常從某個(gè)傳統(tǒng)低壓加熱器18引出部分或全部凝結(jié)水，送往傳統(tǒng)低溫省煤器17，凝結(jié)水在低溫省煤器內(nèi)吸收排煙熱量，被加熱、升高溫度后再返回汽輪機(jī)低壓加熱器系統(tǒng)。典型低溫省煤器系統(tǒng)用煙氣加熱凝結(jié)水提高了回?zé)嵯到y(tǒng)效率，但該系統(tǒng)不能綜合其他技術(shù)讓煙氣余熱最大化利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐排煙余熱回收及減排綜合應(yīng)用系統(tǒng)。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐排煙余熱回收及減排綜合應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于順煙氣的流向，在從鍋爐到煙囪之間的管道上依次設(shè)置有空氣預(yù)熱器、第一低溫省煤器、低低溫除塵器、引風(fēng)機(jī)、第二低溫省煤器、脫硫島，所述空氣預(yù)熱器進(jìn)口分別與冷一次風(fēng)管道、冷二次風(fēng)管道相連通，所述冷二次風(fēng)管道上設(shè)有二次風(fēng)暖風(fēng)器，所述二次風(fēng)暖風(fēng)器通過水媒管道與第二低溫省煤器連通，所述水媒管道上設(shè)有膨脹水箱、水泵。作為優(yōu)選方式，所述冷一次風(fēng)管道上設(shè)有一次風(fēng)暖風(fēng)器，所述一次風(fēng)暖風(fēng)器和所述二次風(fēng)暖風(fēng)器共用相同的水媒管道。作為優(yōu)選方式，所述冷一次風(fēng)管道上設(shè)有一次風(fēng)暖風(fēng)器，所述一次風(fēng)暖風(fēng)器通過凝結(jié)水管道與來自回?zé)嵯到y(tǒng)中的低壓力加熱器相連，所述凝結(jié)水管道上設(shè)有升壓泵。本發(fā)明的工作流程煙氣從空氣預(yù)熱器出來，經(jīng)過第一低溫省煤器，煙溫降到90°C -100°C左右，低溫?zé)煔膺M(jìn)入除塵器除塵，然后經(jīng)引風(fēng)機(jī)升壓后進(jìn)入第二低溫省煤器，煙溫降到脫硫允許進(jìn)口溫度，煙氣最后經(jīng)脫硫島、煙囪排入大氣。第一低溫省煤器用來加熱凝結(jié)水，第二低溫省煤器通過水媒管道上的水媒介加熱空氣預(yù)熱器進(jìn)口的冷二次風(fēng)。根據(jù)空氣預(yù)熱器進(jìn)口的冷一次風(fēng)加熱方式不同，包括三個(gè)方案
①空氣預(yù)熱器進(jìn)口冷一次風(fēng)不加熱，②空氣預(yù)熱器進(jìn)口冷一次風(fēng)采用與冷二次風(fēng)相同的加熱源；③空氣預(yù)熱器進(jìn)口冷一次風(fēng)采用單獨(dú)的凝結(jié)水加熱，該凝結(jié)水來自回?zé)嵯到y(tǒng)其中的某一級低壓加熱器，與第一低溫省煤器中的凝結(jié)水并不是來自同一級低壓加熱器。(1)第一低溫省煤器的作用如下
第一低溫省煤器利用煙氣余熱加熱凝結(jié)水，可降低機(jī)組熱耗，降低機(jī)組發(fā)電標(biāo)煤耗。 另一方面，煙氣經(jīng)第一低溫省煤器后，煙溫大幅降低，除塵器及下游的煙氣體積流量大大減少，這不僅可以降低除塵器、引風(fēng)機(jī)、煙道等規(guī)格容量，而且也有利于降低除塵器、引風(fēng)機(jī)的能耗；同時(shí)，煙溫降低，會改變煙氣粉塵特性，對電除塵器收塵有利。第一低溫省煤器布置在除塵器前，處于高含塵煙氣環(huán)境中，出口煙氣溫度接近煙氣露點(diǎn)溫度，因此，應(yīng)從材料、工藝、設(shè)計(jì)等方面采取措施防止第一低溫省煤器積灰、腐蝕和磨損。(2)第二低溫省煤器的作用如下
目前國內(nèi)大型機(jī)組多同步脫硫、脫硝，部分設(shè)置低溫省煤器，使得引風(fēng)機(jī)軸功率大，煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)后溫升較高。對于1000MW級機(jī)組煙氣量，當(dāng)引風(fēng)機(jī)壓升達(dá)到約8500 時(shí)，煙溫將升高約10°C。為了有效利用引風(fēng)機(jī)溫升熱量，設(shè)置第二低溫省煤器。第二低溫省煤器利用煙氣余熱，通過水媒管道上的水媒介加熱空氣預(yù)熱器進(jìn)口的冷二次風(fēng)和/或冷一次風(fēng)，提高空氣預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)溫度。水媒管道上設(shè)置膨脹水箱和升壓泵來提供水媒。對于濕法脫硫，煙氣經(jīng)第二低溫省煤器后進(jìn)入脫硫島，考慮脫硫島內(nèi)水量平衡，第二低溫省煤器后煙氣溫度取為脫硫允許進(jìn)口溫度。對于濕法脫硫，主要的水耗量是由于進(jìn)入脫硫島的熱煙氣將噴淋水分蒸發(fā)消耗掉的，設(shè)置第二低溫省煤器后，脫硫島入口煙溫降低，可節(jié)約脫硫系統(tǒng)水耗量。(3)低低溫除塵器的作用如下
煙氣經(jīng)第一低溫省煤器降溫后，電除塵器入口煙氣溫度較低，接近或低于煙氣露點(diǎn)溫度，除塵器性能提高，這種電除塵器稱為低低溫除塵器。我國目前廣泛應(yīng)用的電除塵器入口煙溫多在120°C左右，而低低溫除塵器入口煙溫則在90-KKTC左右，煙溫下降較多。與常規(guī)電除塵器相比，采用低低溫除塵器主要有以下好處；
1) 煙溫降低，煙氣體積流量降低，煙氣的流速也相應(yīng)減小，在除塵器內(nèi)停留時(shí)間就會增加，電除塵裝置可以有效對煙塵進(jìn)行捕獲。煙氣溫度每降低10°C，煙氣量將減小約6%。2)煙溫降低可以降低粉塵比電阻至電除塵的最佳效率區(qū)間。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)煙溫從 130°C左右降到90°C左右，粉塵比電阻可降低一個(gè)數(shù)量級。在高比電阻區(qū)域內(nèi)，比電阻越低， 除塵效率越高。3 )煙溫降低，使除塵器電場擊穿電壓提高，這對提高除塵效率有利。煙溫每降低約 10°C，電場擊穿電壓升高約3%。4)可以去除絕大部分SO3，減小尾部煙氣低溫腐蝕。由于煙氣溫度已經(jīng)降到露點(diǎn)溫度以下，煙氣含塵濃度較高，總表面積很大，為硫酸霧的凝結(jié)附著提供了良好的條件。通常情況下，灰硫比大于100時(shí)，煙氣中的SO3去除率可以達(dá)到95%以上，這有助于減小除塵器后煙道、風(fēng)機(jī)的低溫腐蝕。5)除塵效率高，粉塵排放濃度可達(dá)到20-30mg/Nm3或更低。當(dāng)除塵器入口煙溫為 99°C，配置雙列雙室四電場低低溫除塵器時(shí)，粉塵濃度將平均低于20mg/Nm3 ；當(dāng)除塵器入口溫度為93°C，配置雙列雙室四電場低低溫除塵器時(shí)，煙塵排放濃度最低值僅為7 mg/Nm3。
由此可見，低低溫除塵器可以提高除塵效率，在設(shè)計(jì)上可以采用較小的除塵器規(guī)格、較少的供電區(qū)、較少的電源數(shù)量、較低的電能消耗、較小的設(shè)備占地面積等。(4)暖風(fēng)器的作用如下
為防止空氣預(yù)熱器冷端低溫腐蝕和堵灰，而采用暖風(fēng)器或者煙氣再循環(huán)，暖風(fēng)器一般采用蒸汽加熱。本申請中，二次風(fēng)暖風(fēng)器采用水媒介吸收第二低溫省煤器煙氣回收熱，提高空氣預(yù)熱器入口溫度。據(jù)估算，當(dāng)?shù)诙蜏厥∶浩鳠煔鉁亟禐?8°C時(shí)，可將二次風(fēng)冷風(fēng)溫度提高約30°C。一次風(fēng)暖風(fēng)器采用與二次風(fēng)暖風(fēng)器相同的熱源或采用單獨(dú)的凝結(jié)水加熱(與第一低溫省煤器中的凝結(jié)水并不是來自同一級低壓加熱器，需根據(jù)加熱溫度要求，選擇合適的凝結(jié)水接出點(diǎn)和回水點(diǎn))，凝結(jié)水管路需設(shè)置升壓泵用于升壓。采用本申請中的凝結(jié)水和水媒介(來自第二低溫省煤器的煙氣余熱)暖風(fēng)器與常規(guī)蒸汽暖風(fēng)器相比，管子規(guī)格可減小，且可將高品質(zhì)蒸汽用來發(fā)電，提高機(jī)組熱耗，降低機(jī)組供電煤耗。與煙氣再循環(huán)相比，可降低送風(fēng)機(jī)體積流量，降低送風(fēng)機(jī)能耗。設(shè)置暖風(fēng)器，盡可能提高空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫，不僅可減小空氣預(yù)熱器冷端腐蝕， 更重要的是，空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫升高，鍋爐空氣預(yù)熱器出口排煙溫度會升高，為第一低溫省煤器回收更多煙氣余熱創(chuàng)造了條件。據(jù)鍋爐廠估計(jì)，當(dāng)空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫升高10°c，煙氣排煙溫度可升高約6-7°C。當(dāng)空氣預(yù)熱器上的冷一次風(fēng)采用單獨(dú)的凝結(jié)水加熱時(shí)，該凝結(jié)水來自回?zé)嵯到y(tǒng)某一級低壓加熱器，與第一低溫省煤器中的凝結(jié)水并不是來自同一級低壓加熱器。本發(fā)明的有益效果本申請將低溫省煤器分段設(shè)置，一段布置在空氣預(yù)熱器和除塵器之間，用來加熱凝結(jié)水；一段布置在引風(fēng)機(jī)和脫硫島之間，通過水媒介加熱空氣預(yù)熱器進(jìn)口冷二次風(fēng)，根據(jù)空氣預(yù)熱器進(jìn)口冷一次風(fēng)加熱方式的不同，有三種實(shí)施方式，由于除塵器入口煙溫較低，可降低煙氣體積、降低粉塵比電阻，從而使除塵器性能提高，粉塵排放濃度可降低到20 30mg/Nm3，空氣預(yù)熱器進(jìn)口的冷二次風(fēng)利用煙氣余熱加熱，空氣預(yù)熱器進(jìn)口的冷一次風(fēng)通過凝結(jié)水加熱；本申請可最大化利用煙氣余熱，不僅可降低機(jī)組熱耗，降低機(jī)組供電煤耗，還可降低除塵器、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)等設(shè)備能耗，降低廠用電率，提高電廠的經(jīng)濟(jì)性，更高效的節(jié)約能耗，有利于低碳社會的建設(shè)。


圖1是國內(nèi)現(xiàn)有傳統(tǒng)低溫省煤器系統(tǒng)連接示意圖。圖2是實(shí)施例1的示意圖。圖3是實(shí)施例2的示意圖。圖4是實(shí)施例3的示意圖。其中，1為空氣預(yù)熱器，2為第一低溫省煤器，3為低低溫除塵器、4為引風(fēng)機(jī)、5為第二低溫省煤器、6為脫硫島、7為煙囪、8為一次風(fēng)暖風(fēng)器、9為二次風(fēng)暖風(fēng)器、10為水媒管道、11為膨脹水箱、12為水泵、13為凝結(jié)水管道、14為升壓泵，15為冷一次風(fēng)管道，16為冷二次風(fēng)管道，17為傳統(tǒng)低溫省煤器，18為傳統(tǒng)低壓加熱器，A為冷一次風(fēng)，B為冷二次風(fēng)，C 為煙氣，D為去磨煤機(jī)方向，E為去爐膛方向，F(xiàn)為第一低溫省煤器凝結(jié)水，G為冷一次風(fēng)凝結(jié)水。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。根據(jù)空氣預(yù)熱器進(jìn)口的冷一次風(fēng)是否加熱及加熱方式不同，分為下述三個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例1
如圖2所示，一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐排煙余熱回收及減排綜合應(yīng)用系統(tǒng)，順煙氣的流向，在從鍋爐到煙囪7之間的管道上依次設(shè)置有空氣預(yù)熱器1、第一低溫省煤器2、低低溫除塵器3、引風(fēng)機(jī)4、第二低溫省煤器5、脫硫島6，所述空氣預(yù)熱器1進(jìn)口分別與冷一次風(fēng)管道15、冷二次風(fēng)管道16相連通，所述冷二次風(fēng)管道16上設(shè)有二次風(fēng)暖風(fēng)器9，所述二次風(fēng)暖風(fēng)器9通過水媒管道10與第二低溫省煤器5連通，所述水媒管道10上設(shè)有膨脹水箱11、 水泵12。所述冷一次風(fēng)管道15上無加熱裝置。本實(shí)施例的工作流程煙氣C從空氣預(yù)熱器出來，經(jīng)過第一低溫省煤器，煙溫降到 900C -100°C左右，低溫?zé)煔膺M(jìn)入除塵器除塵，然后經(jīng)引風(fēng)機(jī)升壓后進(jìn)入第二低溫省煤器， 煙溫降到脫硫允許進(jìn)口溫度，煙氣最后經(jīng)脫硫島、煙囪排入大氣。第一低溫省煤器用來加熱凝結(jié)水，第二低溫省煤器通過水媒管道上的水媒介加熱空氣預(yù)熱器進(jìn)口的冷二次風(fēng)B。實(shí)施例2
如圖3所示，一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐排煙余熱回收及減排綜合應(yīng)用系統(tǒng)，順煙氣的流向，在從鍋爐到煙囪7之間的管道上依次設(shè)置有空氣預(yù)熱器1、第一低溫省煤器2、低低溫除塵器3、引風(fēng)機(jī)4、第二低溫省煤器5、脫硫島6，所述空氣預(yù)熱器1進(jìn)口分別與冷一次風(fēng)管道15、冷二次風(fēng)管道16相連通，所述冷二次風(fēng)管道16上設(shè)有二次風(fēng)暖風(fēng)器9，所述二次風(fēng)暖風(fēng)器9通過水媒管道10與第二低溫省煤器5連通，所述水媒管道10上設(shè)有膨脹水箱11、 水泵12。所述冷一次風(fēng)管道15上設(shè)有一次風(fēng)暖風(fēng)器8，所述一次風(fēng)暖風(fēng)器8和所述二次風(fēng)暖風(fēng)器9共用相同的水媒管道10。本實(shí)施例的工作流程煙氣C從空氣預(yù)熱器出來，經(jīng)過第一低溫省煤器，煙溫降到 900C -100°C左右，低溫?zé)煔膺M(jìn)入除塵器除塵，然后經(jīng)引風(fēng)機(jī)升壓后進(jìn)入第二低溫省煤器， 煙溫降到脫硫允許進(jìn)口溫度，煙氣最后經(jīng)脫硫島、煙囪排入大氣。本實(shí)施例中，空氣預(yù)熱器進(jìn)口冷一次風(fēng)A采用與冷二次風(fēng)B相同的加熱源，即一次風(fēng)暖風(fēng)器8和二次風(fēng)暖風(fēng)器9與共同的水媒管道10連通，水媒管道10上由水泵12和膨脹水箱11提供的水媒介，利用來自第二低溫省煤器的煙氣余熱，加熱空氣預(yù)熱器進(jìn)口的冷二次風(fēng)和冷一次風(fēng)，提高空氣預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)溫度。實(shí)施例3
如圖4所示，一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐排煙余熱回收及減排綜合應(yīng)用系統(tǒng)，順煙氣的流向，在從鍋爐到煙囪7之間的管道上依次設(shè)置有空氣預(yù)熱器1、第一低溫省煤器2、低低溫除塵器3、引風(fēng)機(jī)4、第二低溫省煤器5、脫硫島6，所述空氣預(yù)熱器1進(jìn)口分別與冷一次風(fēng)管道15、冷二次風(fēng)管道16相連通，所述冷二次風(fēng)管道16上設(shè)有二次風(fēng)暖風(fēng)器9，所述二次風(fēng)暖風(fēng)器9通過水媒管道10與第二低溫省煤器5連通，所述水媒管道10上設(shè)有膨脹水箱11、 水泵12。
6
所述冷一次風(fēng)管道15上設(shè)有一次風(fēng)暖風(fēng)器8，所述一次風(fēng)暖風(fēng)器8通過凝結(jié)水管道13與來自回?zé)嵯到y(tǒng)中的低壓力加熱器相連，所述凝結(jié)水管道13上設(shè)有升壓泵14。本發(fā)明的工作流程煙氣C從空氣預(yù)熱器出來，經(jīng)過第一低溫省煤器，煙溫降到 900C -100°C左右，低溫?zé)煔膺M(jìn)入除塵器除塵，然后經(jīng)引風(fēng)機(jī)升壓后進(jìn)入第二低溫省煤器， 煙溫降到脫硫允許進(jìn)口溫度，煙氣最后經(jīng)脫硫島、煙囪排入大氣。第一低溫省煤器用來加熱凝結(jié)水，第二低溫省煤器通過水媒管道上的水媒介加熱空氣預(yù)熱器進(jìn)口的冷二次風(fēng)B?？諝忸A(yù)熱器進(jìn)口冷一次風(fēng)A采用單獨(dú)的凝結(jié)水G加熱，該凝結(jié)水來自回?zé)嵯到y(tǒng)其中的某一級低壓加熱器，與第一低溫省煤器中的凝結(jié)水F并不是來自同一級低壓加熱器，需根據(jù)加熱溫度要求，選擇合適的凝結(jié)水接出點(diǎn)和回水點(diǎn)，凝結(jié)水管路需設(shè)置升壓泵用于升壓。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐排煙余熱回收及減排綜合應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于順煙氣的流向，在從鍋爐到煙囪(7)之間的管道上依次設(shè)置有空氣預(yù)熱器(1)、第一低溫省煤器 (2)、低低溫除塵器(3)、引風(fēng)機(jī)(4)、第二低溫省煤器(5)、脫硫島(6)，所述空氣預(yù)熱器(1) 進(jìn)口分別與冷一次風(fēng)管道(15)、冷二次風(fēng)管道(16)相連通，所述冷二次風(fēng)管道(16)上設(shè)有二次風(fēng)暖風(fēng)器(9)，所述二次風(fēng)暖風(fēng)器(9)通過水媒管道(10)與第二低溫省煤器(5)連通， 所述水媒管道(10 )上設(shè)有膨脹水箱(11)、水泵(12 )。
2.如權(quán)利要求1所述的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于所述冷一次風(fēng)管道(15)上設(shè)有一次風(fēng)暖風(fēng)器(8)，所述一次風(fēng)暖風(fēng)器(8)和所述二次風(fēng)暖風(fēng)器(9)共用相同的水媒管道 (10)。
3.如權(quán)利要求1所述的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于所述冷一次風(fēng)管道(15)上設(shè)有一次風(fēng)暖風(fēng)器(8)，所述一次風(fēng)暖風(fēng)器(8)通過凝結(jié)水管道(13)與來自回?zé)嵯到y(tǒng)中的低壓力加熱器相連，所述凝結(jié)水管道(13)上設(shè)有升壓泵(14)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐排煙余熱回收及減排綜合應(yīng)用系統(tǒng)，順煙氣的流向，在從鍋爐到煙囪之間的管道上依次設(shè)置有空氣預(yù)熱器、第一低溫省煤器、低低溫除塵器、引風(fēng)機(jī)、第二低溫省煤器、脫硫島，空氣預(yù)熱器進(jìn)口分別與冷一次風(fēng)管道、冷二次風(fēng)管道相連通，冷二次風(fēng)管道上設(shè)有二次風(fēng)暖風(fēng)器，二次風(fēng)暖風(fēng)器通過水媒管道與第二低溫省煤器連通，水媒管道上設(shè)有膨脹水箱、水泵；本申請將低溫省煤器分段設(shè)置，一段用來加熱凝結(jié)水；一段通過水媒介加熱空氣預(yù)熱器進(jìn)口冷二次風(fēng)，本申請可最大化利用煙氣余熱，可降低機(jī)組熱耗，降低除塵器、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)等設(shè)備能耗，降低廠用電率，提高電廠的經(jīng)濟(jì)性，更高效的節(jié)約能耗，有利于低碳社會的建設(shè)。
文檔編號F23J15/06GK102305413SQ20111021297
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者付煥興, 唐茂平, 張華倫, 朱瑾, 李小群, 李陸偉, 江劍, 王旭東, 賀清輝, 陳衛(wèi)國, 馬愛萍 申請人:中國電力工程顧問集團(tuán)西南電力設(shè)計(jì)院