CN104676622A - 一种基于氟塑料换热器的烟气处理系统和再热烟气方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于氟塑料换热器的烟气处理系统和再热烟气方法。目前还没有能同时解决低温腐蚀问题，漏风、积灰、结垢问题的烟气处理系统和再热烟气方法。本发明的烟气处理系统的特点是：还包括相变换热器、氟塑料换热器、水箱、回水管、进水管、相变换热汽包、上升管、下降管和上升传热工质测温仪，相变换热汽包位于相变换热器的上方，回水管的一端固定在相变换热汽包上。本发明的再热烟气方法的特点是：烟气流经相变换热器，加热相变换热器内的冷凝工质，产生饱和蒸汽，与回水的工质水换热，高温工质水经进水管进入氟塑料换热器，加热净烟气后产生工质水。本发明能同时解决低温腐蚀问题，漏风、积灰、结垢问题，以及烟囱腐蚀、冒白烟问题。

Description

一种基于氟塑料换热器的烟气处理系统和再热烟气方法

技术领域

本发明涉及一种用于火力发电厂的烟气处理系统和再热烟气方法，特别涉及一种基于氟塑料换热器的烟气处理系统和再热烟气方法。

背景技术

随着《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)的提出，脱硫系统已成为火力发电厂必不可少的辅助设备，其中石灰石湿法烟气脱硫系统（FGD）以其脱硫效率高、可靠性好及适应不同容量机组等特点，近年来在大功率机组上得到广泛应用。

采用石灰石湿法脱硫系统时，脱硫塔后的净烟气温度通常在45～60℃，对于这种低温烟气通常有两种做法：一种是加装GGH系统，通过再热段提高脱硫塔后净烟气温度；另一种是不加GGH系统，烟气直接经烟囱排入大气。

但是，传统的GGH系统有很多问题：一、传统的GGH系统再热段采用金属换热器，由于运行温度较低，存在换热器的低温腐蚀问题，且积灰、结垢时有发生，故障率较高；二、传统的GGH系统为回转式换热器，冷、热流体交替流过换热器，漏风问题严重，直接影响锅炉效率。而不加装GGH系统则会造成下游烟道及烟囱的严重腐蚀、烟囱冒白烟等问题。

现在也有相对较好的烟气处理装置，如公开日为2014年04月02日，公开号为CN103697487A的中国专利中，公开了一种烟气处理装置，该装置将湿式电除尘器和烟气加热器集成在集成烟道壳体内，与分别布置的形式相比占地面积小，由于集成烟道壳体上无需设置双向过渡烟道，烟气流动均匀性好，因此烟道内可不需要设置均流孔板，烟气阻力小，但是，该烟气处理装置难以同时解决低温腐蚀问题，漏风、积灰、结垢问题，以及烟囱腐蚀、冒白烟问题。

综上所述，目前还没有一种结构设计合理，能够同时解决低温腐蚀问题，漏风、积灰、结垢问题，以及烟囱腐蚀、冒白烟问题的烟气处理系统和再热烟气方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，能够同时解决低温腐蚀问题，漏风、积灰、结垢问题，以及烟囱腐蚀、冒白烟问题的基于氟塑料换热器的烟气处理系统和再热烟气方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该基于氟塑料换热器的烟气处理系统包括空气预热器、烟道、除尘器、引风机、脱硫塔、烟气测温仪和终端控制器，所述烟道的入口安装在空气预热器上，其结构特点在于：还包括相变换热器、氟塑料换热器、水箱、循环水泵、回水管、调节阀门、进水管、相变换热汽包、上升管、下降管、上升传热工质测温仪和下降传热工质测温仪，所述相变换热器、除尘器、引风机、脱硫塔、氟塑料换热器和烟气测温仪沿烟气流动方向依次安装在烟道上，所述相变换热汽包位于相变换热器的上方，该相变换热汽包和相变换热器之间通过上升管和下降管连接形成一个回路，所述上升传热工质测温仪和下降传热工质测温仪分别安装在上升管和下降管上，所述进水管的一端固定在相变换热汽包上，该进水管的另一端固定在氟塑料换热器的高温工质水进口，所述回水管的一端固定在相变换热汽包上，该回水管的另一端固定在氟塑料换热器的工质水出口，所述水箱、循环水泵和调节阀门均安装在回水管上，所述烟气测温仪、调节阀门、上升传热工质测温仪和下降传热工质测温仪通过导线连接在终端控制器上。

作为优选，本发明还包括蒸汽调节阀和蒸汽辅助加热器，所述蒸汽辅助加热器安装在进水管上，所述蒸汽调节阀安装在蒸汽辅助加热器的进汽管上，该蒸汽调节阀通过导线连接在终端控制器上。

作为优选，本发明所述水箱、循环水泵和调节阀门沿工质水流动方向依次排列在回水管上。

作为优选，本发明所述相变换热汽包位于相变换热器的正上方。

一种基于氟塑料换热器的烟气处理系统的再热烟气方法，其特点在于：烟气流经相变换热器，加热相变换热器内的冷凝工质，产生饱和蒸汽，饱和蒸汽经上升管进入相变换热汽包，与回水的工质水换热，工质水被加热成高温工质水，饱和蒸汽被冷凝成冷凝水，经下降管回到相变换热器与烟气进行换热；高温工质水经进水管进入氟塑料换热器，加热净烟气后产生工质水，经回水管进入水箱中并通过循环水泵回到相变换热器，净烟气吸收高温工质水的热量后温度升高。

作为优选，本发明在净烟气温度达不到排放要求或锅炉负荷较低时，通过烟气测温仪反馈给终端控制器的信号，调节蒸汽辅助加热器进汽管上的蒸汽调节阀，以蒸汽加热进入氟塑料换热器内的高温工质水，保证净烟气温度达到排放要求。

作为优选，本发明通过上升传热工质测温仪和下降传热工质测温仪监测相变换热器的壁面温度，保证相变换热器的壁面温度高于烟气酸露点温度，确保相变换热器不发生低温腐蚀，当相变换热器的壁面温度低于酸露点温度时，反馈信号至终端控制器，调节回水管上的调节阀门，减少进入相变换热汽包内的工质水量，减少相变换热汽包内换热工质的换热量，确保相变换热器不发生低温腐蚀。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：避免了现有烟气处理系统存在的低温腐蚀问题，解决了漏风、积灰、结垢等问题，提高了湿法脱硫后低温净烟气温度，有效的防止了烟囱腐蚀、冒白烟等问题。同时，降低了进入除尘器和脱硫塔前原烟气温度，提高了除尘器的除尘效率，减少了脱硫系统的减温水用量，提高了锅炉的热效率，具有良好的经济、环保价值。采用氟塑料换热器作为烟气处理系统的再热段，对净烟气进行再热，换热器不存在低温腐蚀，彻底解决了再热段换热器的低温腐蚀问题。

附图说明

图1是本发明实施例中基于氟塑料换热器的烟气处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，本实施例中基于氟塑料换热器的烟气处理系统包括空气预热器1、烟道2、相变换热器3、除尘器4、引风机5、脱硫塔6、氟塑料换热器7、烟气测温仪8、终端控制器9、蒸汽调节阀10、蒸汽辅助加热器11、水箱12、循环水泵13、回水管14、调节阀门15、进水管16、相变换热汽包17、上升管18、下降管19、上升传热工质测温仪20和下降传热工质测温仪21。

本实施例中烟道2的入口安装在空气预热器1上，相变换热器3、除尘器4、引风机5、脱硫塔6、氟塑料换热器7和烟气测温仪8均安装在烟道2上，空气预热器1、相变换热器3、除尘器4、引风机5、脱硫塔6、氟塑料换热器7和烟气测温仪8沿烟气流动方向依次排列，烟气测温仪8通常位于烟道2的尾部。

本实施例中的相变换热汽包17位于相变换热器3的上方，通常情况下，相变换热汽包17位于相变换热器3的正上方。相变换热汽包17和相变换热器3之间通过上升管18和下降管19连接形成一个回路，上升传热工质测温仪20和下降传热工质测温仪21分别安装在上升管18和下降管19上。

本实施例中进水管16的一端固定在相变换热汽包17上，该进水管16的另一端固定在氟塑料换热器7的高温工质水进口，回水管14的一端固定在相变换热汽包17上，该回水管14的另一端固定在氟塑料换热器7的工质水出口，氟塑料换热器7、进水管16、相变换热汽包17和回水管14形成一个回路。本实施例中的水箱12、循环水泵13和调节阀门15均安装在回水管14上，且水箱12、循环水泵13和调节阀门15沿工质水流动方向依次排列在回水管14上。本实施例中的蒸汽辅助加热器11安装在进水管16上，蒸汽调节阀10安装在蒸汽辅助加热器11的进汽管上。

本实施例中的烟气测温仪8、蒸汽调节阀10、调节阀门15、上升传热工质测温仪20和下降传热工质测温仪21均通过导线连接在终端控制器9上。

本实施例中基于氟塑料换热器的烟气处理系统的再热烟气方法如下：烟气流经相变换热器3，加热相变换热器3内的冷凝工质，产生饱和蒸汽，饱和蒸汽经上升管18进入相变换热汽包17，与回水的工质水换热，工质水被加热成高温工质水，饱和蒸汽被冷凝成冷凝水，经下降管19回到相变换热器3与烟气进行换热；高温工质水经进水管16进入氟塑料换热器7，加热净烟气后产生工质水，经回水管14进入水箱12中并通过循环水泵13回到相变换热器17，净烟气吸收高温工质水的热量后温度升高。在净烟气温度达不到排放要求或锅炉负荷较低时，通过烟气测温仪8反馈给终端控制器9的信号，调节蒸汽辅助加热器11进汽管上的蒸汽调节阀10，以蒸汽加热进入氟塑料换热器7内的高温工质水，保证净烟气温度达到排放要求。通过上升传热工质测温仪20和下降传热工质测温仪21监测相变换热器3的壁面温度，保证相变换热器3的壁面温度高于烟气酸露点温度，确保相变换热器3不发生低温腐蚀，当相变换热器3的壁面温度低于酸露点温度时，反馈信号至终端控制器9，调节回水管14上的调节阀门15，减少进入相变换热汽包17内的工质水量，减少相变换热汽包17内换热工质的换热量，确保相变换热器3不发生低温腐蚀。

本实施例中脱硫塔6后的低温烟气被氟塑料换热器7内的高温换热工质水加热，换热后的工质水经回水管进入相变换热汽包17，与相变换热汽包17内的饱和蒸汽换热产生高温换热工质水回到氟塑料换热器7，如此循环。湿法脱硫后的低温净烟气经氟塑料换热器7加热后温度升高，经烟囱排放入大气；烟气测温仪8用于监控经氟塑料换热器7加热后的净烟气温度。水箱12用于存储换热工质水并对相变换热汽包17补水，保证相变换热汽包17的换热工质水量，保证相变换热器3壁面温度高于烟气低温酸露点温度，不发生低温酸腐蚀问题；氟塑料换热器7的进水管16路上装有蒸汽辅助加热器11，蒸汽辅助加热器11配蒸汽调节阀10，在锅炉负荷较低时通过蒸汽辅助加热器11加热氟塑料换热器7的进口换热工质水，保证氟塑料换热器7出口净烟气温度达到排放要求。

本实施例中的氟塑料换热器7作为烟气处理系统的再热段。下降管18上的上升传热工质测温仪20和上升管19上的下降传热工质测温仪21反馈的信号接入终端控制器9，对调节阀门15的开度进行调节；蒸汽辅助加热器11配蒸汽调节阀11，氟塑料换热器7尾部烟道的烟气测温仪8反馈的信号，调节蒸汽调节阀11的开度。

本实施例中的烟气处理系统与现有GGH烟气处理技术相比，采用氟塑料换热器7作为烟气再热器加热湿法脱硫后低温净烟气，相比常规GGH烟气处理系统具有无低温腐蚀、不积灰、无烟气泄漏等特点；采用相变换热技术保证换热器壁温高于酸露点温度，避免换热器的低温酸腐蚀问题。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于氟塑料换热器的烟气处理系统，包括空气预热器、烟道、除尘器、引风机、脱硫塔、烟气测温仪和终端控制器，所述烟道的入口安装在空气预热器上，其特征在于：还包括相变换热器、氟塑料换热器、水箱、循环水泵、回水管、调节阀门、进水管、相变换热汽包、上升管、下降管、上升传热工质测温仪和下降传热工质测温仪，所述相变换热器、除尘器、引风机、脱硫塔、氟塑料换热器和烟气测温仪沿烟气流动方向依次安装在烟道上，所述相变换热汽包位于相变换热器的上方，该相变换热汽包和相变换热器之间通过上升管和下降管连接形成一个回路，所述上升传热工质测温仪和下降传热工质测温仪分别安装在上升管和下降管上，所述进水管的一端固定在相变换热汽包上，该进水管的另一端固定在氟塑料换热器的高温工质水进口，所述回水管的一端固定在相变换热汽包上，该回水管的另一端固定在氟塑料换热器的工质水出口，所述水箱、循环水泵和调节阀门均安装在回水管上，所述烟气测温仪、调节阀门、上升传热工质测温仪和下降传热工质测温仪通过导线连接在终端控制器上。

2.根据权利要求1所述的基于氟塑料换热器的烟气处理系统，其特征在于：还包括蒸汽调节阀和蒸汽辅助加热器，所述蒸汽辅助加热器安装在进水管上，所述蒸汽调节阀安装在蒸汽辅助加热器的进汽管上，该蒸汽调节阀通过导线连接在终端控制器上。

3.根据权利要求1或2所述的基于氟塑料换热器的烟气处理系统，其特征在于：所述水箱、循环水泵和调节阀门沿工质水流动方向依次排列在回水管上。

4.根据权利要求1或2所述的基于氟塑料换热器的烟气处理系统，其特征在于：所述相变换热汽包位于相变换热器的正上方。

5.一种如权利要求1-4任一权利要求所述的基于氟塑料换热器的烟气处理系统的再热烟气方法，其特征在于：烟气流经相变换热器，加热相变换热器内的冷凝工质，产生饱和蒸汽，饱和蒸汽经上升管进入相变换热汽包，与回水的工质水换热，工质水被加热成高温工质水，饱和蒸汽被冷凝成冷凝水，经下降管回到相变换热器与烟气进行换热；高温工质水经进水管进入氟塑料换热器，加热净烟气后产生工质水，经回水管进入水箱中并通过循环水泵回到相变换热器，净烟气吸收高温工质水的热量后温度升高。

6.根据权利要求5所述的基于氟塑料换热器的烟气处理系统的再热烟气方法，其特征在于：在净烟气温度达不到排放要求或锅炉负荷较低时，通过烟气测温仪反馈给终端控制器的信号，调节蒸汽辅助加热器进汽管上的蒸汽调节阀，以蒸汽加热进入氟塑料换热器内的高温工质水，保证净烟气温度达到排放要求。

7.根据权利要求5所述的基于氟塑料换热器的烟气处理系统的再热烟气方法，其特征在于：通过上升传热工质测温仪和下降传热工质测温仪监测相变换热器的壁面温度，保证相变换热器的壁面温度高于烟气酸露点温度，确保相变换热器不发生低温腐蚀，当相变换热器的壁面温度低于酸露点温度时，反馈信号至终端控制器，调节回水管上的调节阀门，减少进入相变换热汽包内的工质水量，减少相变换热汽包内换热工质的换热量，确保相变换热器不发生低温腐蚀。