CN102759096B - 一种烟气余热利用系统 - Google Patents
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Abstract
一种烟气余热利用的系统，在脱硫塔和CO2捕集系统之间增加两个凝热交换器，以吸收烟气热量、降低排烟温度，所吸收热量分别用于加热凝结水和市政采暖。在电除尘器和脱硫塔之间设置两个烟气冷却器，将从烟气中回收的热量分别用于加热锅炉一次风和进一步加热凝结水。在空气入口和空气预热器之间设置空气加热器，将烟气冷却器从烟气中回收的热量加热锅炉一次风。本发明对电厂节能提效有积极作用，尤其对难以通过提高蒸汽参数的方式来提高回热效率的在运行电厂有很重要的意义。通过优化机组的运行参数，增加凝结水加热旁路，提高进入空气预热器的锅炉一次风温，可降低整个发热装置的热耗、降低污染物排放、提高能源的利用。
Description
技术领域
本发明属于节能减排领域，具体涉及一种烟气余热利用系统。
背景技术
我国能源储量不足，需求量却又很旺盛，随着经济高速发展，现在已经成为全球第二大的能源消耗大国。能源的消耗量的不断增加带来了诸多社会和环境问题，节能降耗已经势在必行。煤炭是我国最主要的一次能源，燃煤发电在电力生产中占主要地位，提高发电效率，降低能源消耗对节能减排有重要意义。烟气余热损失是锅炉热损失中最主要的一项，占大中型锅炉输入热量的(4~8)%，锅炉总热损失的80%左右。通常排烟温度每升高12℃左右，排烟损失约增加1%。
降低电站锅炉排烟温度，用烟气中回收的热量加热凝结水和锅炉一次风都对提高电厂效率和降低污染物排放有积极影响，符合当前我国节能减排的政策要求，是应当大力提倡和发展的节能减排技术。但对于在运行电厂，很难通过提高蒸汽参数来提高回热系统效率，通过提高离开空气预热器的空气温度，增设凝结水加热旁路减少余热浪费等方式优化机组运行参数就成为唯一可行方法。
可见烟气余热损失的热量巨大，寻找一种烟气余热利用的系统及方法，对提高能源利用效率和环境保护很有必要。
王轰等人设计了一种锅炉余热回收装置（CN202092110U），该装置包括锅炉回水箱和安装在烟道上的吸热水箱，实现了锅炉余热的回收利用，极大地提高了锅炉进水温度。
叶勇健等人设计了一种烟气余热利用系统（CN102338371A），该系统在空气预热器和除尘器之间安装烟气换热器用以吸收烟气中的热量，并将吸收的热量将热凝结水。
程岩设计了一种锅炉烟气余热利用装置（CN202048561U），该装置中锅炉的烟气出口由烟道连接余热省煤器、余热利用器、余热空气预热器后通过引风机连接烟囱，从而可充分利用烟气余热，实现锅炉高温补水、热风鼓风。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合理利用烟气余热，降低整个发热装置的热耗和污染物的排放，提高能源利用效率，实现节能降耗的烟气余热利用系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括锅炉以及通过烟气通道与锅炉的烟气出口相连通的空气预热器、电除尘器、脱硫塔、二氧化碳捕集器和烟囱，在锅炉一次风入口管路上依次设置有空气加热器和空气预热器，在电除尘器与脱硫塔之间安装有第一烟气冷却器，第一烟气冷却器内的换热管经管路与空气加热器形成闭合循环管路，在脱硫塔与二氧化碳捕集器之间设置有第二凝热交换器，冷却水经第二凝热交换器加热后作市政采暖用，与锅炉相连的汽轮机出口冷凝水经管路返回汽轮机回热系统。
所述的脱硫塔与第二凝热交换器之间还安装有第一凝热交换器，与锅炉相连的汽轮机出口抽取部分冷凝水经第一凝热交换器加热后返回汽轮机回热系统。
所述的第一烟气冷却器与脱硫塔之间还安装有第二烟气冷却器，第一凝热交换器的换热出口通过该第二烟气冷却器后返回汽轮机回热系统。
本发明在脱硫塔和CO2捕集系统之间增加凝热交换器，吸收烟气热量，用于加热凝结水和市政采暖；在电除尘器和脱硫塔之间设置有烟气冷却器，将从烟气中回收的热量方便用于加热锅炉一次风，且加热一次风的换热器在空气入口与空气预热器之间。本发明通过优化机组的运行参数，增加凝结水加热旁路，提高进入空气预热器的锅炉一次风温，可降低整个发热装置的热耗、降低污染物排放、提高能源的利用率。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明包括锅炉1以及通过烟气通道与锅炉1的烟气出口相连通的空气预热器11、电除尘器2、脱硫塔5、二氧化碳捕集器8和烟囱9，在锅炉1一次风入口管路上依次设置有空气加热器12和空气预热器11，在电除尘器2与脱硫塔5之间安装有第一、二烟气冷却器3、4，第一烟气冷却器3内的换热管经管路与空气加热器12形成闭合循环管路，在脱硫塔5与二氧化碳捕集器8之间设置有两个凝热交换器即第一、第二凝热交换器6、7，冷却水经第二凝热交换器7加热后作市政采暖用；与锅炉1相连的汽轮机10出口的增加一个冷凝水管路，该管路经第一凝热交换器6、第二烟气冷却器4后与汽轮机回热系统相连。
本发明分为三个部分，即锅炉一次风加热系统、凝结水加热系统、市政采暖加热系统。
1）锅炉一次风加热系统
在第一烟气冷却器3中，高温烟气将低温循环水加热成高温循环水；高温循环水经管道送至空气加热器12，放出热量加热锅炉一次风，变为低温循环水，低温循环水再次进入第一烟气冷却器3被加热，周而复始。实现了系统中工业水循环利用。
2）凝结水加热系统
将从汽轮机10出口抽取的部分冷凝水送到第一凝热交换器6中，由从脱硫塔5中出来的烟气加热到一定的温度，之后经管道送至第二烟气冷却器4，被进入脱硫塔5前的烟气再次加热，然后将已经含有一定热量的凝结水送回汽轮机回热系统，继续参与电厂水路的主循环。该系统中的循环水取自凝结水，因而也是循环利用的。
3）市政采暖加热系统
经过之前的多次换热后，烟气的温度已经很低，冷却水在第二凝热交换器7中回收的热量相对较少，但热可作市政采暖用。
该系统中的冷却水从电厂角度看不可循环，但它参与了市政采暖系统，宏观来看也是可循环的。
本发明的优点在于：
大量余热被烟气带入大气，造成能源的浪费和环境的污染。本发明能够有效降低排烟温度，增加余热利用。
与其他方式相比，本发明具有如下优点:
1）系统简单、容易实现。本发明不需要改造其他系统，只是在脱硫塔前后设置烟气吸收装置，投资成本低，改造容易。
2）运行成本低。加热锅炉一次风的水和凝结水都是循环利用的，不需要增加额外用水。本系统结构简单，不容易出现故障，一次运行成本低。
3）余热利用率高。本发明可较大幅度地降低排烟温度，尽可能多地吸收余热。
4）可以有效降低烟气温度，从而可以减小烟气体积，增大烟气密度，有助于降低风机的功率消耗和提高脱硫效率。
5）离开脱硫塔的烟气处于饱和或过饱和状态，有利于CO2的捕集；且第二凝热交换器7回收的热量可用于市政采暖。
Claims (1)
1.一种烟气余热利用系统，其特征在于：包括锅炉(1)以及通过烟气通道与锅炉(1)的烟气出口相连通的空气预热器(11)、电除尘器(2)、脱硫塔(5)、二氧化碳捕集器(8)和烟囱(9)，在锅炉(1)一次风入口管路上依次设置有空气加热器(12)和空气预热器(11)，在电除尘器(2)与脱硫塔(5)之间安装有第一烟气冷却器(3)，第一烟气冷却器(3)内的换热管经管路与空气加热器(12)形成闭合循环管路，在脱硫塔(5)与二氧化碳捕集器(8)之间设置有第二凝热交换器(7)，冷却水经第二凝热交换器(7)加热后作市政采暖用，与锅炉(1)相连的汽轮机(10)出口冷凝水经管路返回汽轮机回热系统；所述的脱硫塔(5)与第二凝热交换器(7)之间还安装有第一凝热交换器(6)，与锅炉(1)相连的汽轮机(10)出口抽取部分冷凝水经第一凝热交换器(6)加热后返回汽轮机回热系统；所述的第一烟气冷却器(3)与脱硫塔(5)之间还安装有第二烟气冷却器(4)，第一凝热交换器(6)的换热出口通过该第二烟气冷却器(4)后返回汽轮机回热系统。
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