[发明专利]应用于火力发电厂的两级烟气换热器系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保节能设备，更具体地涉及一种应用于火力发电厂的降低烟尘排放、提高脱硫效率、节约水耗的烟气综合优化的烟气余热利用系统。

背景技术

随着国民经济的发展，社会对电力的需求正在不断的提高。对于正在进行工业化和经济快速发展的新兴发展中国家，如中国，电力的消耗量和发电厂的装机容量正在迅速增加。对中国而言，由于受其一次能源的储存品种和储存量的限制，近几十年来发电厂的燃料以煤炭为主，达到了70％以上，而且这种趋势在可预见的未来不会有根本的改变。虽然燃煤火电厂对于中国有着成本较低、燃料来源广泛等优势，但是燃煤火电厂存在效率较低、污染物排放较多等缺点。由于排放到大气中的污染物基本上来源于煤炭的燃烧，因此污染物的排放量与火电厂的煤耗量正相关，同时也与烟气净化设备的烟气净化效率有关。因此，针对火电厂烟气系统进行优化，在降低火电厂煤耗量的同时提高烟气净化设备的净化效率，以实现节约能源的同时减少火电厂向大气中污染物的排放是一项有前景的技术。

一般而言，可以采用以下三种方法减少火电厂的煤耗量。(一)提高蒸汽的压力和温度。提高了蒸汽的压力和温度后，汽轮机的效率将提高，热耗下降，可提高整个火力发电系统的效率，降低煤耗。目前，主流的火电机组的蒸汽压力和温度从亚临界参数提高到超临界参数，进一步提高到超超参数。目前国内外正在为进一步提高蒸汽温度作不懈的技术研究。但是蒸汽温度和压力每提高一个台阶，锅炉和汽轮机都需要采用热强度和抗腐蚀能力更高的材料，大大提高了机组的建设维护成本。(二)降低汽轮机的排汽参数。降低了汽轮机的排汽参数后，也可提高汽轮机的效率，降低汽轮机的热耗。降低汽轮机的排汽参数即需要降低汽轮机的循环冷却水温度，由于受电厂所处地理位置和气候条件的限制，循环冷却水温是在一定的范围内变化的，因此汽轮机的排汽参数下降的幅度是有限的。对于同一地区，汽轮机的排汽参数是一定的。(三)减少锅炉烟气的排放热损失。锅炉燃烧后产生的烟气，根据锅炉形式和燃煤种类的不同，其温度一般在110℃～170℃之间。通常情况下锅炉烟气通过净化处理后直接排放到大气，排放的烟气温度几乎没有变化，即烟气中的热量直接排放到大气而不加以利用。在采用烟气湿法脱硫的工艺中，烟气在脱硫吸收塔中在脱硫剂浆液的喷淋作用下温度下降到40℃～50℃，在这个过程中烟气的热量被浆液带走，蒸发了浆液中的水分。烟气温度越高，对浆液中的水分的蒸发量越大，电厂的水耗量越大。一些电厂由于受环保的要求，要求向大气中排放的烟气温度不低于72℃～80℃，脱硫吸收塔出口的烟气需加热到这个温度以上，因此采用了烟气-烟气换热器或烟气-水-烟气换热器将锅炉排出的较高温度的烟气加热脱硫吸收塔排出的较低温度的烟气，由于加热后的烟气仍然排放到大气中，锅炉排放的烟气的热量仍然没有被回收利用。

由此可见，对于锅炉烟气余热的利用是减少火电厂的煤耗量的有效途径。对锅炉烟气余热的利用，国内外已有不少的设计和实践，均采用烟气换热器的型式，通过换热器将烟气中的热量置换给别的介质以加以利用。这种烟气换热器被称为“低温省煤器”、“低压省煤器”、“烟气冷却器”、“烟水换热器”等各种名称，其实质是相同或相似的

具体地，现有技术的烟气换热器布置如下：

(1)将烟气换热器布置在锅炉尾部，采用凝结水吸收烟气余热。例如，国内某电厂锅炉排烟温度较高，为了降低排烟温度，提高机组的运行经济性，在锅炉尾部空气预热器出口加装了低温省煤器，采用凝结水吸收烟气余热，见附图1。前苏联为了减少排烟损失而改装锅炉机组时，在锅炉对流竖井的下部装设低温省煤器，采用热网水吸收烟气余热。

(2)将烟气换热器布置在脱硫吸收塔之前，采用凝结水吸收烟气余热。德国Schwarze Pumpe电厂2×800MW褐煤发电机组在静电除尘器和烟气脱硫塔之间加装了烟气冷却器，采用凝结水吸收烟气余热，见附图2。

综上所述，现有的这些烟气换热器方案均采用了一级烟水换热器或烟气-空气换热器，其主要作用为回收烟气余热，降低发电机组煤耗量，因此功能比较单一。

本领域的技术人员致力于获得一种上述烟气换热器布置的改进装置，其具有降低烟尘排放、降低二氧化硫排放、节约脱硫设备用水、防止空气预热器低温腐蚀、降低风机电耗和节约机组煤耗等多项功能。

综上所述，本领域亟需一种改进的火力发电厂的烟气余热利用系统，它其具有降低烟尘排放、降低二氧化硫排放、节约脱硫设备用水、防止空气预热器低温腐蚀、降低风机电耗和节约机组煤耗等多项功能。

发明内容