[发明专利]一种烟气热能利用系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及节能环保技术领域，特别涉及一种烟气热能利用系统及其控制方法。

背景技术

随着SCR脱硝装置在燃煤电厂的广泛使用，因钒系催化剂导致烟气中SO₃排放浓度较大幅度的增加，以及SCR脱硝装置运行不良等导致的氨逃逸，二者反应生成硫酸氢铵(ABS)。硫酸氢铵的液态温度区约为146℃～207℃，当烟气流动到空气预热器常规设计的冷端层上方和中间层下方，液态硫酸氢铵极强的吸附性会造成大量灰分沉降在金属表面和卡在层间引起堵塞。

空气预热器中硫酸氢铵和灰分沉积时会加剧换热板的腐蚀，降低空气预热器的换热效率，从而造成排烟温度升高，出口空气温度低于设计值，影响制粉与燃尽效果。同时，空预器堵塞时还会增加烟道和风道阻力，从而增加风机的功率消耗，也可能带来引风机失速等安全风险。因此，空气预热器堵塞问题严重时，需进行清灰处理。

现有的空气预热器清除硫酸氢铵粘附堵塞问题的主要方式是加强吹灰及高压水冲洗，这些方式特别是高压水冲洗对换热元件会造成较大的损坏，使得空气预热器使用寿命降低，且水冲洗过程复杂，机组需要降负荷运行。也有部分机组采用高温烟气清堵的方式，即大幅降低机组负荷，只保留一台空气预热器运行，而将另一台空气预热器停止送风，提高排烟温度，换热元件温度上升，使沉积的硫酸氢铵气化，降低空气预热器阻力。该方式一方面需要较大幅度的降低机组负荷，单侧运行也给锅炉的稳定燃烧带来一定程度的风险；另一方面高达两百多度的排烟温度既造成了巨大的能量损失，同时由于排烟温度大大超过设计值，下游的低温省煤器、除尘器、引风机、脱硫设备等都会受到影响，机组只能短时间采用该模式运行。

现有的燃煤电厂烟气余热利用系统主要利用空气预热器后的排烟余热(温度110℃～160℃)加热低压凝结水(通过低温省煤器)、加热脱硫塔后冷烟气(通过GGH)、加热空气(通过暖风器)、预热并干燥燃料或加热热网水等。这些技术虽然一定程度上节约了能源，但利用水平不高。如采用排烟余热加热低压凝结水，只能排挤汽机回热系统中较低温度、压力水平的抽汽回汽机做功，其降低机组供电煤耗有限。

同样的，对于燃煤电厂，利用空预器前的中温烟气(温度300℃～400℃)加热高压给水或低压冷凝水，代替一部分蒸汽加热回水，可以实现更高的经济性。但其运用过程中由于烟气未经过除尘，含尘浓度很高，会对换热面造成较多的磨损而引起泄露；烟气中的飞灰沉积在换热表面上会较大程度的降低换热系数，影响换热效率；在硫酸氢铵液态区的换热管束也同空气预热器一样会产生硫酸氢铵粘附、飞灰沉积、低温腐蚀等，造成换热效率下降、烟道阻力增加等问题。

有鉴于此，如何提供一种以回转式空气预热器为核心的热能综合利用方式，在保证系统高效稳定运行及优良的节能效果的同时，还能够有利于空气预热器实现自身的清堵，降低系统运行阻力，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种烟气热能利用系统，包括若干风道及与锅炉出口连通的烟道，还包括空气预热器，所述空气预热器包括与所述烟道连通的烟气分仓及与所述风道连通的空气分仓；所述空气预热器还包括内回路风仓，所述内回路风仓的入口与出口之间通过内回路风道连通，以使内回路风在所述内回路风仓与所述内回路风道之间循环；

所述烟气热能利用系统还包括回热汽水系统及与所述回热汽水系统连通的第一换热器，所述内回路风道还设置有第二换热器；

所述烟气热能利用系统处于日常节能模式时，所述第二换热器与所述回热汽水系统连通，所述回热汽水系统的工质水能够进入所述第一换热器和所述第二换热器，并在所述第一换热器和所述第二换热器内与内回路风换热。

本发明中，当该烟气余热利用系统以日常节能模式运行时，内回路风流经空气预热器的内回路风仓，与空气预热器的换热元件换热，吸收烟气热量。离开内回路风仓进入换热室后，内回路风与第一换热器和第二换热器进行换热，加热汽水系统的工质水。温度降低后的内回路风接着被内回路风机加压再送往空气预热器内回路风仓加热，通过这种间接换热方式，能够实现清洁的换热效果，换热管无腐蚀、无磨损，换热面可以保持长期安全稳定运行。汽机回热系统原加热给水和凝结水的高品质蒸汽回到汽机继续做功，因此降低了机组的供电煤耗。

可选地，所述烟气热能利用系统处于日常节能模式时，进入所述内回路风仓的内回路风温度处于第二预定温度区间。