CN103968401B - 低pm2.5排放的除尘-脱硫-余热利用一体化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及公开了一种低PM2.5排放的除尘-脱硫-余热利用一体化系统,该系统由锅炉尾部烟道、空气预热器、烟-水换热器、除尘装置、脱硫装置、低压回热系统和烟囱组成。所述的系统空气预热器出口与第一级烟-水换热器相连接，烟气经换热器降温后，通过第一级除尘装置除去烟气夹带的固体大颗粒，然后经引风机和增压风机进入第二级烟-水换热器加热部分电厂凝结水，最后进入脱硫装置。该系统的脱硫装置出口与第三级烟-水换热器相连接，烟气升温后进入第二级除尘装置除去石膏微粒，最终经烟囱排放到大气。本发明既可以防止燃煤电厂“石膏雨”现象的发生，又能够有效地减少燃煤电厂PM2.5的排放量，且具有结构简单、设备技术成熟和除尘效果好的特点。
Description
技术领域
本发明属于节能减排技术领域，特别涉及一种低PM2.5排放的除尘-脱硫-余热利用一体化系统。
背景技术
近年来，大气环境污染问题越来越受到人们的关注，燃煤电站是我国大气污染物的主要排放源，因此我国对燃煤排放污染物制定了严格的排放标准。燃煤电厂均安装了除尘和脱硫装置，其中大多数采用是静电除尘和湿法烟气脱硫工艺。电厂空气预热器之后的烟气经过静电除尘器脱除其中的粉尘，而经静电除尘器后的烟温可达到120～130℃，如此高温度的烟气会使脱硫冷却水耗大幅增加，且经过湿法脱硫后的烟气温度一般为45～55℃，低温下含饱和水蒸气的净烟气很容易产生冷凝酸，烟气中携带的粉尘以及酸性溶解物聚集在液滴中落到地面形成“石膏雨”，同时造成了电厂PM2.5排放量的增加，并腐蚀尾部烟囱以及生产设备的外皮与保温层。因此，必须采取有效措施解决电厂低温烟气腐蚀和“石膏雨”现象等问题。
目前电厂预防“石膏雨”现象的主要手段为在湿法脱硫装置后布置湿式除尘器，利用湿式除尘器对脱硫后烟气中的细小微粒进行脱除，该方法虽然能取得较好的捕获效果，但是除尘器出口烟气湿度较大，易对烟囱造成腐蚀，且存在设备造价昂贵和技术不成熟等缺点。可见，在现有技术成熟设备的基础上，改善燃煤电厂除尘系统，强化燃煤电厂除尘效果具有现实的战略意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种低PM2.5排放的除尘-脱硫-余热利用一体化系统，其特征在于，锅炉本体1后的尾部烟道2出口与空气预热器3的入口相连，空气预热器3出口与第一烟-水换热器4烟气侧入口相连，第一烟-水换热器4烟气侧出口与第一除尘装置5入口相连，第一除尘装置5出口与引风机6相连，引风机6出口连接至增压风机7入口，增压风机7出口与第二烟-水换热器8烟气侧入口相连，第二烟-水换热器8烟气侧出口连接至脱硫装置9，脱硫装置9烟气出口与第三烟-水换热器10烟气侧入口相连，第三烟-水换热器10烟气侧出口与第二除尘装置11入口相连，第二除尘装置11出口连接至烟囱12底部入口；第一烟-水换热器4水侧通过管道和循环水泵14与第三烟-水换热器10水侧相连；第二烟-水换热器8的水侧进出口分别与8#低压加热器的凝结水进出管道相连；第二除尘装置11灰斗出口经传输装置与脱硫装置9附属的石膏储仓13入口相连。
所述第一烟-水换热器4水侧入口与第三烟-水换热器10水侧出口连接，第一烟-水换热器4水侧入口水温为75～80℃，第一烟-水换热器4水侧出口经过循环水泵14与第三烟-水换热器10水侧入口连接，第一烟-水换热器4水侧出口水温为95～105℃，烟气在第一烟-水换热器4和第三烟-水换热器10中与循环水进行热交换，以精准地控制系统中的烟气温度，得到较好的除尘效果，同时能够降低脱硫的冷却水耗。
所述第一除尘装置5为常规静电除尘器，能够脱除烟气中夹带的大颗粒粉尘。
所述第二烟-水换热器8的水侧入口与凝汽器16的凝结水出口管道相连，第二烟-水换热器8水侧出口连接至8#低压加热器的凝结水出口管道，利用第二烟-水换热器8不但可以加热部分电厂凝结水，使其温度达到7#低压加热器凝结水入口处的温度要求，从而节约汽轮机低压缸的末级抽汽，提高了汽轮机组低压缸的做功能力，而且能够将烟气温度降至65℃，进一步减少了脱硫的冷却水耗。
所述第二除尘装置11为常规静电除尘器，能够脱除因湿法脱硫生成的石膏微粒，石膏颗粒在第二除尘装置11灰斗处进行汇集，然后经传输装置输送到脱硫装置9附属的石膏储仓13，从而有效地预防燃煤电厂的“石膏雨”现象。
所述的一种低PM2.5排放的除尘-脱硫-余热利用一体化系统的余热利用方法，其特征在于：锅炉本体1中燃烧产生的高温烟气通过辐射、对流换热将热量传递给工质后，进入所述尾部烟道2；空气预热器3将烟气中携带的热量传递给即将进入锅炉本体1的空气，空气预热器3出口的烟气温度为120～130℃，通过调节循环水泵14的循环流量及循环水温，使得经第一烟-水换热器4后烟气温度降为90～100℃；降温后的烟气依次通过第一除尘装置5除去烟气夹带的固体大颗粒，然后经引风机6和增压风机7进入到第二烟-水换热器8，烟气在第二烟-水换热器8中与凝汽器16出口处的部分凝结水进行换热,升温后的凝结水直接经管道输送到7#低压加热器的凝结水入口，而烟气降温至65℃后进入脱硫装置9，除去烟气中的SO2，且烟气温度降至45～55℃；脱硫装置9出口烟气经第三烟-水换热器10升温至80～85℃后，进入到第二除尘装置11入口，在第二除尘装置11中脱除的细小石膏微粒在灰斗处进行汇集，然后经传输装置输送到脱硫装置9附属的石膏储仓13中，净化后的烟气通过烟囱12排放到大气中。
本发明的有益效果是与现有技术相比，具有如下优点：
1)本发明属于脱除烟气粉尘的布置流程，通过在脱硫装置后的烟气管道设置静电除尘器，可以预防脱硫燃煤电厂“石膏雨”现象的发生，有效的控制燃煤电厂PM2.5的排放量。
2)本发明使进入到第一级除尘装置和脱硫装置前的烟气温度降低，减小了粉尘的比电阻，使得电除尘器的除尘效率更高，且烟温的降低大大减少了湿法脱硫的冷却水耗。
3)本发明利用进入脱硫装置前烟气的余热加热部分电厂凝结水，从而减少了低压缸末级抽汽，提高汽轮机组低压缸的做功能力。
4)本发明通过烟-水换热器使脱硫装置后的烟气温度得到提升，缓解了电厂烟囱的低温腐蚀和烟气抬升力不足的问题。
5)本发明系统结构简单，设备技术成熟，有很好的实用性和可操作性。
附图说明
图1为一种低PM2.5排放的除尘-脱硫-余热利用一体化系统示意图
附图标记说明
1、锅炉主体；2、尾部烟道；3、空气预热器；4、第一烟-水换热器；5、第一除尘装置；6、引风机；7、增压风机；8、第二烟-水换热器；9、脱硫装置；10、第三烟-水换热器；11、第二除尘装置；12、烟囱；13、石膏储仓；14循环水泵；15、汽轮机低压缸；16、凝汽器
具体实施方式
本发明提供了一种低PM2.5排放的除尘-脱硫-余热利用一体化系统，下面结合附图和具体实施方式对其做进一步说明。
图1所示为一种低PM2.5排放的除尘-脱硫-余热利用一体化系统的示意图。该系统中本发明的目的是提供一种低PM2.5排放的除尘-脱硫-余热利用一体化系统，其特征在于，锅炉本体1后的尾部烟道2出口与空气预热器3的入口相连，空气预热器3出口与第一烟-水换热器4烟气侧入口相连，第一烟-水换热器4烟气侧出口与第一除尘装置5入口相连，第一除尘装置5出口与引风机6相连，引风机6出口连接至增压风机7入口，增压风机7出口与第二烟-水换热器8烟气侧入口相连，第二烟-水换热器8烟气侧出口连接至脱硫装置9，脱硫装置9烟气出口与第三烟-水换热器10烟气侧入口相连，第三烟-水换热器10烟气侧出口与第二除尘装置11入口相连，第二除尘装置11出口连接至烟囱12底部入口；第一烟-水换热器4水侧通过管道和循环水泵14与第三烟-水换热器10水侧相连；第二烟-水换热器8的水侧进出口分别与8#低压加热器的凝结水进出管道相连；第二除尘装置11灰斗出口经传输装置与脱硫装置9附属的石膏储仓13入口相连。
所述第一烟-水换热器4水侧入口与第三烟-水换热器10水侧出口连接，第一烟-水换热器4水侧入口水温为75～80℃，第一烟-水换热器4水侧出口经过循环水泵14与第三烟-水换热器10水侧入口连接，第一烟-水换热器4水侧出口水温为95～105℃，烟气在第一烟-水换热器4和第三烟-水换热器10中与循环水进行热交换，以精准地控制系统中的烟气温度，得到较好的除尘效果，同时能够降低脱硫的冷却水耗。
所述第一除尘装置5为常规静电除尘器，能够脱除烟气中夹带的大颗粒粉尘。
所述第二烟-水换热器8的水侧入口与凝汽器16的凝结水出口管道相连，第二烟-水换热器8水侧出口连接至8#低压加热器的凝结水出口管道，利用第二烟-水换热器8不但可以加热部分电厂凝结水，使其温度达到7#低压加热器凝结水入口处的温度要求，从而节约汽轮机低压缸15的末级抽汽，提高了汽轮机组低压缸15的做功能力，而且能够将烟气温度降至65℃，进一步减少了脱硫的冷却水耗。
所述第二除尘装置11为常规静电除尘器，能够脱除因湿法脱硫生成的石膏微粒，石膏颗粒在第二除尘装置11灰斗处进行汇集，然后经传输装置输送到脱硫装置9附属的石膏储仓13，从而有效地预防燃煤电厂的“石膏雨”现象。
所述的一种低PM2.5排放的除尘-脱硫-余热利用一体化系统的余热利用方法，其特征在于：锅炉本体1中燃烧产生的高温烟气通过辐射、对流换热将热量传递给工质后，进入所述尾部烟道2；空气预热器3将烟气中携带的热量传递给即将进入锅炉本体1的空气，空气预热器3出口的烟气温度为120～130℃，通过调节循环水泵14的循环流量及循环水温，使得经第一烟-水换热器4后烟气温度降为90～100℃；降温后的烟气依次通过第一除尘装置5除去烟气夹带的固体大颗粒，然后经引风机6和增压风机7进入到第二烟-水换热器8，烟气在第二烟-水换热器8中与凝汽器16出口处的部分凝结水进行换热,升温后的凝结水直接经管道输送到7#低压加热器的凝结水入口，而烟气降温至65℃后进入脱硫装置9，除去烟气中的SO2，且烟气温度降至45～55℃；脱硫装置9出口烟气经第三烟-水换热器10升温至80～85℃后，进入到第二除尘装置11入口，在第二除尘装置11中脱除的细小石膏微粒在灰斗处进行汇集，然后经传输装置输送到脱硫装置9附属的石膏储仓13中，净化后的烟气通过烟囱12排放到大气中。
Claims (3)
1.一种低PM2.5排放的除尘-脱硫-余热利用一体化系统，锅炉本体(1)后的尾部烟道(2)出口与空气预热器(3)的入口相连，其特征在于：空气预热器(3)出口与第一烟-水换热器(4)烟气侧入口相连，第一烟-水换热器(4)烟气侧出口与第一除尘装置(5)入口相连，第一除尘装置(5)出口与引风机(6)相连，引风机(6)出口连接至增压风机(7)入口，增压风机(7)出口与第二烟-水换热器(8)烟气侧入口相连，第二烟-水换热器(8)烟气侧出口连接至脱硫装置(9)，脱硫装置(9)烟气出口与第三烟-水换热器(10)烟气侧入口相连，第三烟-水换热器(10)烟气侧出口与第二除尘装置(11)入口相连，第二除尘装置(11)出口连接至烟囱(12)底部入口；第一烟-水换热器(4)水侧通过管道和循环水泵(14)与第三烟-水换热器(10)水侧相连；第二烟-水换热器(8)的水侧进出口分别与8#低压加热器的凝结水进出管道相连；第二除尘装置(11)灰斗出口经传输装置与脱硫装置(9)附属的石膏储仓(13)入口相连；所述第二除尘装置(11)为常规静电除尘器，能够脱除因湿法脱硫生成的石膏微粒，石膏颗粒在第二除尘装置(11)灰斗处进行汇集，然后经传输装置输送到脱硫装置(9)附属的石膏储仓(13)，从而有效地预防燃煤电厂的“石膏雨”现象；
所述第一烟-水换热器(4)水侧入口与第三烟-水换热器(10)水侧出口连接，第一烟-水换热器(4)水侧入口水温为75～80℃，第一烟-水换热器(4)水侧出口经过循环水泵(14)与第三烟-水换热器(10)水侧入口连接，第一烟-水换热器(4)水侧出口水温为95～105℃，烟气在第一烟-水换热器(4)和第三烟-水换热器(10)中与循环水进行热交换，以精准地控制系统中的烟气温度，得到较好的除尘效果，同时能够降低脱硫的冷却水耗。
2.根据权利要求1所述的低PM2.5排放的除尘-脱硫-余热利用一体化系统，其特征在于，所述第二烟-水换热器(8)的水侧入口与凝汽器(16)的凝结水出口管道相连，第二烟-水换热器(8)水侧出口连接至8#低压加热器的凝结水出口管道，利用第二烟-水换热器(8)不但可以加热部分电厂凝结水，使其温度达到7#低压加热器凝结水入口处的温度要求，从而节约汽轮机低压缸的末级抽汽，提高了汽轮机组低压缸的做功能力，而且能够将烟气温度降至65℃，进一步减少了脱硫的冷却水耗。
3.权利要求1所述的低PM2.5排放的除尘-脱硫-余热利用一体化系统的余热利用方法，其特征在于，锅炉本体(1)中燃烧产生的高温烟气通过辐射、对流换热将热量传递给工质后，进入所述尾部烟道(2)；空气预热器(3)将烟气中携带的热量传递给即将进入锅炉本体(1)的空气，空气预热器(3)出口的烟气温度为120～130℃，通过调节循环水泵(14)的循环流量及循环水温，使得经第一烟-水换热器(4)后烟气温度降为90～100℃；降温后的烟气依次通过第一除尘装置(5)除去烟气夹带的固体大颗粒，然后经引风机(6)和增压风机(7)进入到第二烟-水换热器(8)，烟气在第二烟-水换热器(8)中与凝汽器(16)出口处的部分凝结水进行换热，升温后的凝结水直接经管道输送到7#低压加热器的凝结水入口，而烟气降温至65℃后进入脱硫装置(9)，除去烟气夹带的SO2，且烟气温度降至45～55℃；脱硫装置(9)出口烟气经第三烟-水换热器(10)升温至80～85℃后，进入到第二除尘装置(11)入口，在第二除尘装置(11)中脱除的细小石膏微粒在灰斗处进行汇集，然后经传输装置输送到脱硫装置(9)附属的石膏储仓(13)中，净化后的烟气通过烟囱(12)排放到大气中。
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