CN103032881A - 利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明一种利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统，包括锅炉烟道、冷凝水管道和机组抽汽管道，锅炉烟道内设有脱硫吸收塔，在脱硫吸收塔后方的锅炉烟道内设有净烟气加热器，在脱硫吸收塔前方的锅炉烟道内设有烟气余热吸收装置；冷凝水管道分为两路：第一冷凝水支路直接与低压加热器相连接；第二冷凝水支路经蒸汽减温器和烟气余热吸收装置后与低压加热器相连接；机组抽汽管道与低压加热器相连接，机组抽汽管道还经过蒸汽减温器后与净烟气加热器相连接。本发明利用锅炉机组的抽汽来加热湿法脱硫后排出的净烟气，并通过吸收烟气余热进行热力补偿来保证锅炉机组自身的热力平衡，避免各设备受酸露腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及湿法脱硫后净烟气再加热领域，特别涉及一种利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统。
背景技术
锅炉的烟气中含有二氧化硫，直接排放会形成酸雨，造成严重的环境污染；尤其是火电厂的二氧化硫治理工作已引起了广泛关注，目前国内电厂现都采用有效装置进行二氧化硫治理。目前，电厂应用最多的是烟气湿法脱硫，湿法烟气脱硫装置目前应用最多的是采用石灰石(或石灰)-石膏湿法脱硫工艺。以石灰石(或石灰)作吸收剂洗涤烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钙，再与加入的空气进行氧化反应最后生成石膏，脱除二氧化硫，净化烟气。整个反应过程均在脱硫吸收塔内完成，反应温度一般为50℃左右。
为避免脱硫吸收塔排出的低温湿烟气腐蚀烟道和烟囱内壁，同时提高烟囱排出烟气的抬升高度以利于污染物的扩散，避免排烟降落液滴，常设气-气换热器(简称GGH)装置，气-气换热器一般为两个，一个设置在脱硫吸收塔前，一个设置在脱硫吸收塔后。气-气换热器的具体作用是：一是降低进入脱硫吸收塔的烟气温度，满足脱硫工艺的要求；二是利用吸收的烟气热量来加热脱硫吸收塔后方的净烟气，提高排烟温度(一般要求不低于80℃)，减轻烟道和烟囱遭受低温湿烟气的腐蚀，同时使烟囱出口的烟气有足够的抬升高度，从而改善周围大气的环境质量。
然而正如前述的烟气中含有二氧化硫，它与烟气中的水蒸汽在烟气温度低于某一温度时会形成硫酸，会腐蚀设备，因此无论是脱硫吸收塔上游侧的降温换热器还是下游侧的加热器，都存在酸露腐蚀的问题。并且安装GGH后，由于GGH部件的腐蚀和换热元件的堵塞会降低湿法脱硫系统的可用率，增加GGH的维修费用。
锅炉的电厂或大中型企业自备电厂热力系统中为提高整个锅炉机组的效率，一般在进省煤器前的给水管路上设有多级加热器，加热锅炉给水，因加热的给水压力较高，称之高压加热器；对于一些大中型锅炉机组而言，在进除氧器(本身也为一加热器)前的凝结水管路上亦设有多级加热器，加热凝结水，相对于给水的压力而言，凝结水的压力较低，称之为低压加热器。包括除氧器在内和高、低压加热器它们所用热源均为锅炉机组的抽汽，根据各机组的不同，抽汽的蒸汽参数也不尽相同，一般来说为过热蒸汽。目前，锅炉机组抽汽管道主要用于锅炉自身的热循环。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统，克服现有技术中存在的上述问题。
本发明一种利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统，包括锅炉烟道、冷凝水管道和机组抽汽管道，所述锅炉烟道内设有脱硫吸收塔，在所述脱硫吸收塔后方的锅炉烟道内设有净烟气加热器，在脱硫吸收塔前方的锅炉烟道内设有烟气余热吸收装置；所述冷凝水管道分为两路：第一冷凝水支路直接与低压加热器相连接；第二冷凝水支路经蒸汽减温器和烟气余热吸收装置后与低压加热器相连接；机组抽汽管道与所述低压加热器相连接，机组抽汽管道还经过蒸汽减温器后与所述净烟气加热器相连接。
本发明还包括控制系统，所述烟气余热吸收装置上设有温度传感器，所述第二冷凝水支路上还设有水量调节阀，温度传感器和水量调节阀均与控制系统相连。
本发明经过所述蒸汽减温器的抽汽管路上还设有蒸汽调节阀，蒸汽调节阀与所述控制系统相连。
本发明所述烟气余热吸收装置为间接式换热器或直接式换热器。
本发明在所述脱硫吸收塔前方的锅炉烟道内还设有低腐蚀烟气换热器，低腐蚀烟气换热器包括设在锅炉烟道内的吸收段和设在锅炉烟道外的放热段，吸收段和放热段通过循环管道相连，循环管道内设有循环工质，所述第二冷凝水支路流经烟气余热吸收装置的放热段，第二冷凝水支路依次经过所述蒸汽减温器、低腐蚀烟气换热器放热段和烟气余热吸收装置后进入低压加热器。
本发明在所述脱硫吸收塔前方的锅炉烟道内还设有低腐蚀烟气换热器，低腐蚀烟气换热器包括设在锅炉烟道内的吸收段和设在锅炉烟道外的放热段，吸收段和放热段通过循环管道相连，循环管道内设有循环工质，所述第二冷凝水支路流经烟气余热吸收装置的放热段，第二冷凝水支路经过所述蒸汽减温器后分成两路，一路经放热段进入低压加热器，一路经烟气余热吸收装置低腐蚀烟气换热器后进入低压加热器。
本发明所述循环管道内的循环工质为强制循环水、导热油或自然循环的蒸汽。
本发明所述低压加热器包括第一低压加热器和第二低压加热器，第一冷凝水支路经第一低压加热器后与第二低压加热器相连接；第二冷凝水支路经蒸汽减温器和烟气余热吸收装置后与第二低压加热器相连接。
本发明所述净烟气加热器后方的锅炉烟道内设有烟囱。
本发明在所述脱硫吸收塔前方的锅炉烟道内还设有除尘器。
通过以上技术方案，本发明利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统，利用锅炉机组的抽汽来加热湿法脱硫后排出的净烟气，并通过吸收烟气余热进行热力补偿来保证锅炉机组自身的热力平衡，其不同于传统GGH的直接用烟气换热器吸热段吸收的烟气余热传给净烟气加热器来加热湿法脱硫后的净烟气，解决了原有GGH系统的腐蚀问题，改善了传统GGH系统的不稳定性。
附图说明
图1为本发明的第一实施例具体结构图。
图2为本发明的第二实施例具体结构图。
图3为本发明的第三实施例具体结构图。
图中，1-烟气余热吸收装置；2-除尘器；3-脱硫吸收塔；4-净烟气加热器；5-引风机；6-烟囱；7-蒸汽减温器；8-蒸汽调节阀；9-第一低压加热器；10-第二低压加热器；11-水量调节阀；12-控制系统；13-温度传感器；14-吸热段；15-放热段。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气系统的第一实施例，包括锅炉烟道、冷凝水管道和机组抽汽管道，锅炉烟道内设有脱硫吸收塔3，在脱硫吸收塔后方的锅炉烟道内设有净烟气加热器4，在脱硫吸收塔前方的锅炉烟道内设有烟气余热吸收装置1；冷凝水管道分为两路：第一冷凝水支路直接与低压加热器相连接；第二冷凝水支路经蒸汽减温器7和烟气余热吸收装置1后与低压加热器相连接；机组抽汽管道与低压加热器相连接，机组抽汽管道还经过蒸汽减温器7后与净烟气加热器4相连接。本发明利用锅炉机组的抽汽来加热脱硫后的净烟气，防止烟温过低而酸露腐蚀各设备；同时利用烟气余热吸收装置来加热锅炉给水，保证锅炉机组自身的热力平衡。
还包括控制系统12，烟气余热吸收装置1上设有温度传感器13，在第二冷凝水支路上设有水量调节阀11，经过蒸汽减温器的抽汽管路上设有蒸汽调节阀8，温度传感器13、水量调节阀11和蒸汽调节阀8均与控制系统12相连。该控制系统实时测量烟气余热吸收装置的壁温，并通过蒸汽调节阀8来调节加热净烟气的蒸汽量，通过水量调节阀11调节冷凝水通过烟气余热吸收装置的水量，防止烟气余热吸收装置受酸露腐蚀。
上述低压加热器包括第一低压加热器9和第二低压加热器10，第一冷凝水支路经第一低压加热器9后与第二低压加热器10相连接；第二冷凝水支路经蒸汽减温器7和烟气余热吸收装置1后与第二低压加热器10相连接。
本发明的工作原理如下：
在脱硫塔前方的锅炉烟道内设有除尘器2，并除尘器2位于烟气余热吸收装置1与脱硫塔3之间，并在净烟气加热器后方的锅炉烟道内设有烟囱6，从锅炉烟道来的烟气流经顺序为：烟气余热吸收装置1、除尘器2、引风机5、脱硫吸收塔3、净烟气加热器4，最后去烟囱6排掉。锅炉机组抽汽管道中抽汽流向为：去第二低压加热器10的抽汽；去第一低压加热器9的抽汽，去第一低压加热器9的抽汽一部分可以经过蒸汽调节阀8、蒸汽减温器7，最后去净烟气加热器4，在净烟气加热器4中成冷凝成水排出；也可以从锅炉机组抽汽管道中直接分出一部分抽汽去蒸汽调节阀8、蒸汽减温器7，最后去净烟气加热器4加热净烟气。
去第一低压加热器9的一部分抽汽依次经过蒸汽调节阀8、蒸汽减温器7，再进入净烟气加热器4，其目的是先降低蒸汽的过热度，使得进入净烟气加热器4的蒸汽尽可能为饱和蒸汽；这样不仅提高净烟气加热器的传热效率，重要的是净烟气加热器的换热方式为管内冷凝——管外烟气对流，使得净烟气加热器的壁面温度接近管内冷凝侧(管内冷凝放热系数远高于管外烟气对流传热系数)，避免了净烟气加热器的酸露腐蚀问题。
本发明把去第一低压加热器9的一部分抽汽用以加热湿法脱硫后的净烟气，必然导致第一低压加热器9的传热量减少；为保证锅炉机组的热力系统平衡，本发明通过烟气余热吸收装置1进行热力补偿，补偿加热湿法脱硫后出口净烟气的抽汽热量损失。
国内电站锅炉的排烟温度一般130℃，烟气的酸露点为80℃左右，这样我们可取85℃壁面温度，免受酸露腐蚀，考虑到一定的传热温差，经过烟气余热吸收装置后的排烟温度为100℃左右，回收了30℃烟气温差的余热；而后面净烟气加热器加热净烟气的温度为从50℃到80℃(欧洲、相关标准为不低于75℃)，烟气回收的热量满足净烟气加热需要的热量，因此保证了整个机组的热力平衡。
上述烟气余热吸收装置1为间接式换热器或直接式换热器。
如图2所示，本发明一种利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气系统的第二具体实施例，除与上述实施例相同的结构外，当烟气的酸露点高于80℃或排烟温度低于130℃时，此时若要保证烟气余热回收装置免受酸露腐蚀，而净烟气加热所需的热量不变，这时本发明在脱硫塔前方的锅炉烟道内设置低腐蚀烟气换热器，此时烟气余热回收装置1选择省煤器形式的换热器。低腐蚀烟气换热器可进一步降低烟气温度，将回收的热量用于加热进入冷凝水管道的进水，保证整个机组的热力平衡。
本发明低腐蚀换热器包括设在锅炉烟道内的吸收段14和设在锅炉烟道外的放热段15，吸收段14通过循环管道与放热段15相连，循环管道内设有循环工质；冷凝水管道分为两路：第一冷凝水支路经第一低压加热器9后与第二低压加热器10相连接；第二冷凝水支路经蒸汽减温器7、放热段13和烟气余热吸收装置1后与第二低压加热器10相连接；机组抽汽管道分别与第一低压加热器9、第二低压加热器10相连接，机组抽汽管道还经过蒸汽减温器7后与净烟气加热器4相连接。
吸收段14和放热段15相连的循环管道内设有循环工质，该循环工质可以为自然循环的蒸汽，也可以为强制循环水或导热油，当为强制循环水或导热油时要在循环管道上设有循环泵，作为强制循环水或导热油的动力。
锅炉的排烟温度为130℃～160℃，加热的锅炉给水温度通常为20℃～60℃之间，若烟气直接与其换热，换热器壁面温度接近烟气酸露点温度，可能造成换热设备的酸露腐蚀，为避免这一问题，本发明低腐蚀换热器采用吸收段14和放热段15两个部分，吸收段14置于除尘器前(或除尘器后)锅炉烟道中吸收烟气热量传递给循环介质，循环介质再在放热段传递给锅炉补给水或冷凝水，循环介质工作机理通常为高温强制循环水、导热油或自然循环蒸汽，因此其传热系数远高于烟气侧，使得壁面温度由工作介质侧温度决定，其控制系统可随锅炉负荷的变动随意调节壁温使其始终高于烟气酸露点温度，最大程度回收排烟余热。
如图3所示，本发明的第三实施例具体结构图，与第二实施例结构相似其不同之处在于：将低腐蚀烟气换热器的放热段15与烟气余热吸收装置1并联在第二冷凝水支路上，即第二冷凝水支路经过蒸汽减温器7后分成两路，一路经放热段15进入第二低压加热器10，一路经烟气余热吸收装置1后进入第二低压加热器10。
Claims (10)
1.一种利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统，包括锅炉烟道、冷凝水管道和机组抽汽管道，所述锅炉烟道内设有脱硫吸收塔(3)，其特征在于，
在所述脱硫吸收塔后方的锅炉烟道内设有净烟气加热器(4)，在脱硫吸收塔前方的锅炉烟道内设有烟气余热吸收装置(1)；
所述冷凝水管道分为两路：第一冷凝水支路直接与低压加热器相连接；第二冷凝水支路经蒸汽减温器(7)和烟气余热吸收装置(1)后与低压加热器相连接；
机组抽汽管道与所述低压加热器相连接，机组抽汽管道还经过蒸汽减温器(7)后与所述净烟气加热器(4)相连接。
2.根据权利要求1所述利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统，其特征在于，还包括控制系统(12)，所述烟气余热吸收装置上设有温度传感器(13)，第二冷凝水支路上还设有水量调节阀(11)，温度传感器(13)和水量调节阀(11)均与控制系统(12)相连。
3.根据权利要求2所述利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统，其特征在于，经过所述蒸汽减温器的抽汽管道上设有蒸汽调节阀(8)，蒸汽调节阀(8)与所述控制系统(12)相连。
4.根据权利要求1所述利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统，其特征在于，所述烟气余热吸收装置为间接式换热器或直接式换热器。
5.根据权利要求1所述利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统，其特征在于，在所述脱硫吸收塔(3)前方的锅炉烟道内还设有低腐蚀烟气换热器，低腐蚀烟气换热器包括设在锅炉烟道内的吸收段(14)和设在锅炉烟道外的放热段(15)，吸收段(14)和放热段(15)通过循环管道相连，循环管道内设有循环工质，第二冷凝水支路依次经过所述蒸汽减温器(7)、放热段(15)和烟气余热吸收装置(1)后进入低压加热器。
6.根据权利要求1所述利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统，其特征在于，在所述脱硫吸收塔(3)前方的锅炉烟道内还设有低腐蚀烟气换热器，低腐蚀烟气换热器包括设在锅炉烟道内的吸收段(14)和设在锅炉烟道外的放热段(15)，吸收段(14)和放热段(15)通过循环管道相连，循环管道内设有循环工质，第二冷凝水支路经过所述蒸汽减温器(7)后分成两路，一路经放热段(15)进入低压加热器，一路经烟气余热吸收装置(1)后进入低压加热器。
7.根据权利要求5或6所述利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统，其特征在于，所述循环管道内的循环工质为强制循环水、导热油或自然循环的蒸汽。
8.根据权利要求1所述利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统，其特征在于，所述低压加热器包括第一低压加热器(9)和第二低压加热器(10)，第一冷凝水支路经第一低压加热器(9)后与第二低压加热器(10)相连接；第二冷凝水支路经蒸汽减温器(7)和烟气余热吸收装置(1)后与第二低压加热器(10)相连接。
9.根据权利要求1所述利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统，其特征在于，所述净烟气加热器(4)后方的锅炉烟道内设有烟囱(6)。
10.根据权利要求1所述利用锅炉机组抽汽来加热脱硫后净烟气的系统，其特征在于，在所述脱硫吸收塔前方的锅炉烟道内还设有除尘器(2)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |