CN105674238A - 风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统和节能减排方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统和节能减排方法。目前还没有一种能同时实现一次风热量回收、烟气余热深度回收并减少脱硫系统水耗的节能减排系统。本发明的节能减排系统的特点是：包括热媒水引出管，和空预器连接的一次风道，和一次风道连接的一次风热回收器，以及热媒水回水管；一次风热回收器进水管和相变换热汽包回水管连接，热媒水回水管的一端和一次风热回收器回水管连接，另一端和除氧器的入口凝结水管道连接；热媒水引出管的一端和氟塑料换热器进水管连接，另一端和i级低加的进口凝结水管道连接。本发明能有效地实现一次风热量回收、烟气余热深度回收并减少脱硫系统水耗。

Description

风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统和节能减排方法

技术领域

本发明涉及一种节能减排系统和节能减排方法，尤其是涉及一种风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统和节能减排方法，主要用于火力发电厂中。

背景技术

目前，锅炉设计时的空预器出口热一次风温的选取都有一定的富裕度，大多取为320℃左右，但磨煤机入口风温大都在150～260℃之间，低于空预器出口热一次风温。为满足磨煤机入口风温的要求，此时就有相当一部分冷一次风从空预器旁路通过，导致锅炉排烟温度升高，锅炉效率降低。

此外，在新的节能环保形势下，将电除尘器的入口烟气温度降低至95℃左右的低低温电除尘技术逐渐成为行业共识。但由于国内电厂燃煤煤质较差且复杂多变，由此带来的金属换热器低温腐蚀问题严重限制了该技术的应用。而且对脱硫系统而言，进一步降低烟气温度可有效减少减温水耗水量，从而减少脱硫系统水耗。

针对火力发电厂的节能减排技术，本领域的技术人员做了大量的工作研究，如公开日为2015年11月18日，公开号为CN103438686B的中国专利中，公开了一种一次风冷却器回热系统以及控制方法，该装置能够将一次风的热量回收至回热系统，调节一次风温度满足磨煤机运行要求，降低机组标煤耗；但该技术的节能量与机组负荷有重大联系，随着机组负荷的升高，其节能量逐渐减小。又如公开日为2015年11月25日，公开号为CN105090929A的中国专利中，公开了一种与低压省煤器耦合使用的热一次风余热利用装置，该装置可回收一次风的余热和空预器出口的部分烟气余热；但由于金属材质存在的低温腐蚀问题，且为保证除尘器的安全稳定运行，该技术无法实现烟气余热的深度回收利用，无法有效减少脱硫系统水耗。

综上所述，目前还没有一种结构设计合理，构思独特，能够同时实现一次风热量回收、烟气余热深度回收并减少脱硫系统水耗的节能减排系统。

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，构思独特，能够有效地实现一次风热量回收、烟气余热深度回收并减少脱硫系统水耗的风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统和节能减排方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统包括沿烟气流动方向依次安装在烟道上的空预器、蒸发器、除尘器、引风机、氟塑料换热器和脱硫塔，安装在位于氟塑料换热器出口处烟道上的脱硫塔入口烟气测温仪，以及安装在蒸发器上方且与蒸发器连接的相变换热器汽包；所述氟塑料换热器设置有氟塑料换热器进水管和氟塑料换热器回水管，所述相变换热器汽包设置有相变换热汽包进水管和相变换热汽包回水管，所述相变换热汽包进水管和氟塑料换热器回水管连接；其结构特点在于：还包括热媒水引出管，和空预器连接的一次风道，安装在热媒水引出管上的热媒水进水电动调节阀，依次连接的i级低加、i+1级低加、i+2级低加和除氧器，和一次风道连接且设置有一次风热回收器进水管和一次风热回收器回水管的一次风热回收器，安装在位于一次风热回收器出口处的一次风道上的一次风测温仪，安装在一次风热回收器回水管上的一次风热回收器回水隔离阀，安装在一次风热回收器进水管上的一次风热回收器进水隔离阀，热媒水回水管，以及安装在热媒水回水管上的热媒水回水隔离阀；所述一次风热回收器进水管和相变换热汽包回水管连接，所述热媒水回水管的一端和一次风热回收器回水管连接，该热媒水回水管的另一端和除氧器的入口凝结水管道连接，所述热媒水引出管的一端和氟塑料换热器进水管连接，该热媒水引出管的另一端和i级低加的进口凝结水管道连接。

作为优选，本发明还包括终端控制箱，所述脱硫塔入口烟气测温仪、热媒水进水电动调节阀和一次风测温仪均和终端控制箱连接。

作为优选，本发明还包括上升管连接管、上升管测温仪、下降管连接管和下降管测温仪，所述相变换热器汽包设置有上升管接口和下降管接口，所述蒸发器设置有蒸发器出水集箱和蒸发器进水集箱，所述上升管连接管的两端分别连接在上升管接口和蒸发器出水集箱上，所述上升管测温仪安装在上升管连接管上，所述下降管连接管的两端分别连接在下降管接口和蒸发器进水集箱上，所述下降管测温仪安装在下降管连接管上。

作为优选，本发明还包括电动调节风阀，所述一次风热回收器的一次风侧设置有旁路风道，所述电动调节风阀布置在旁路风道中。

作为优选，本发明还包括一次风热回收器水侧旁路管和一次风热回收器水侧旁路电动调节阀，所述一次风热回收器水侧旁路管的两端分别连接在一次风热回收器进水管和一次风热回收器回水管上，所述一次风热回收器水侧旁路电动调节阀安装在一次风热回收器水侧旁路管上。

一种使用所述的风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统的节能减排方法，其特点在于：所述节能减排方法的步骤如下：烟气沿烟道依次流经空预器、蒸发器、除尘器、引风机、氟塑料换热器和脱硫塔，引自机组的i级低加的进口凝结水沿热媒水引出管依次流经氟塑料换热器、相变换热器汽包和一次风热回收器，凝结水流经氟塑料换热器，被流经氟塑料换热器的烟气加热成低温凝结水，低温凝结水通过氟塑料换热器回水管引出；低温凝结水经相变换热汽包进水管进入相变换热器汽包，吸收相变换热器汽包内饱和蒸汽的热量产生中温凝结水，饱和蒸汽被冷却形成冷凝工质，冷凝工质经下降管连接管回到蒸发器内与烟气进行换热产生饱和蒸汽，饱和蒸汽经上升管连接管进入相变换热器汽包与低温凝结水换热；中温凝结水经一次风热回收器进水管进入一次风热回收器，吸收热一次风热量后产生高温凝结水，经一次风热回收器回水管和热媒水回水管回到机组的除氧器入口凝结水管道。

作为优选，本发明通过上升管测温仪和下降管测温仪监测蒸发器的壁面温度，保证蒸发器的壁面温度高于烟气酸露点温度，确保蒸发器不发生低温腐蚀，当蒸发器的壁面温度低于酸露点温度时，反馈信号至终端控制器，调节热媒水进水电动调节阀门，减少进入相变换热器汽包内的凝结水量，减少相变换热器汽包内换热工质的换热量，确保蒸发器不发生低温腐蚀。

作为优选，本发明通过脱硫塔入口烟气测温仪监测脱硫塔的入口烟气温度，保证烟气温度降低至较低值，当烟气温度低于设计值时，反馈信号至终端控制器，调节热媒水进水电动调节阀门，减少进入氟塑料换热器内的凝结水量，减少氟塑料换热器内换热工质的换热量，保证脱硫塔的入口烟气温度。

作为优选，本发明通过一次风测温仪监测热一次风温度，保证一次风温度满足运行要求，当一次风温度低于设计值时，反馈信号至终端控制器，调节电动调节风阀和一次风热回收器水侧旁路电动调节阀，减少一次风热回收器内的换热量，保证一次风温度。

作为优选，本发明采用一次风热回收器回收一次风热量，采用蒸发器与相变换热器汽包配套使用回收除尘器前烟气余热，采用氟塑料换热器深度回收烟气余热，避免了高负荷时一次风热回收器节能量较小的问题，实现了节能效益的最大化，且可有效减少脱硫系统水耗。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：节能减排系统的设计合理，构思独特，采用一次风热回收器可有效回收一次风热量，提高锅炉效率；采用蒸发器与相变换热汽包配套使用的技术可回收除尘器前烟气余热，保证蒸发器不存在低温腐蚀，保证系统的安全稳定运行；采用氟塑料换热器可深度回收烟气余热，减少脱硫系统的水耗，且换热器不存在低温腐蚀、积灰问题。本发明有效避免了高负荷时一次风热回收器节能量较小的问题，且可有效地实现烟气余热的深度回收利用；同时，随着脱硫塔入口烟气温度的降低，可有效减少脱硫系统的水耗，环保效益显著。

附图说明

图1是本发明实施例中风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统的结构示意图。

图中：1-空预器；2-一次风道；3-烟道；4-蒸发器；5-除尘器；6-引风机；7-氟塑料换热器；8-脱硫塔；9-脱硫塔入口烟气测温仪；10-氟塑料换热器进水管；11-热媒水进水电动调节阀；12-热媒水引出管；13-终端控制箱；14-i级低加；15-i+1级低加；16-i+2级低加；17-除氧器；18-相变换热器汽包；19-一次风热回收器；20-电动调节风阀；21-一次风测温仪；22-一次风热回收器回水隔离阀；23-一次风热回收器回水管；24-一次风热回收器进水隔离阀；25-一次风热回收器进水管；26-热媒水回水管；27-热媒水回水隔离阀；28-一次风热回收器水侧旁路管；29-一次风热回收器水侧旁路电动调节阀；30-相变换热汽包回水管；31-上升管接口；32-上升管连接管；33-上升管测温仪；34-蒸发器出水集箱；35-下降管接口；36-下降管连接管；37-下降管测温仪；38-蒸发器进水集箱；39-相变换热汽包进水管；40-氟塑料换热器回水管。

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，本实施例中风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统包括沿烟气流动方向依次安装在烟道3上的空预器1、蒸发器4、除尘器5、引风机6、氟塑料换热器7和脱硫塔8，安装在位于氟塑料换热器7出口处烟道3上的脱硫塔入口烟气测温仪9，安装在蒸发器4上方且与蒸发器4连接的相变换热器汽包18，热媒水引出管12，和空预器1连接的一次风道2，安装在热媒水引出管12上的热媒水进水电动调节阀11，依次连接的i级低加14、i+1级低加15、i+2级低加16和除氧器17，和一次风道2连接且设置有一次风热回收器进水管25和一次风热回收器回水管23的一次风热回收器19，安装在位于一次风热回收器19出口处的一次风道2上的一次风测温仪21，安装在一次风热回收器回水管23上的一次风热回收器回水隔离阀22，安装在一次风热回收器进水管25上的一次风热回收器进水隔离阀24，热媒水回水管26，安装在热媒水回水管26上的热媒水回水隔离阀27，终端控制箱13，上升管连接管32，上升管测温仪33，下降管连接管36，下降管测温仪37，电动调节风阀20，一次风热回收器水侧旁路管28，以及一次风热回收器水侧旁路电动调节阀29。

本实施例中的氟塑料换热器7设置有氟塑料换热器进水管10和氟塑料换热器回水管40，相变换热器汽包18设置有相变换热汽包进水管39和相变换热汽包回水管30，相变换热汽包进水管39和氟塑料换热器回水管40连接。

本实施例中的一次风热回收器进水管25和相变换热汽包回水管30连接，热媒水回水管26的一端和一次风热回收器回水管23连接，该热媒水回水管26的另一端和除氧器17的入口凝结水管道连接，热媒水引出管12的一端和氟塑料换热器进水管10连接，该热媒水引出管12的另一端和i级低加14的进口凝结水管道连接。

本实施例中的脱硫塔入口烟气测温仪9、热媒水进水电动调节阀11、一次风测温仪21、一次风热回收器水侧旁路电动调节阀29、上升管测温仪33和下降管测温仪37均与终端控制箱13连接。

本实施例中的相变换热器汽包18设置有上升管接口31和下降管接口35，蒸发器4设置有蒸发器出水集箱34和蒸发器进水集箱38，上升管连接管32的两端分别连接在上升管接口31和蒸发器出水集箱34上，上升管测温仪33安装在上升管连接管32上，下降管连接管36的两端分别连接在下降管接口35和蒸发器进水集箱38上，下降管测温仪37安装在下降管连接管36上。

本实施例一次风热回收器19的一次风侧设置有旁路风道，电动调节风阀20布置在旁路风道中。一次风热回收器水侧旁路管28的两端分别连接在一次风热回收器进水管25和一次风热回收器回水管23上，一次风热回收器水侧旁路电动调节阀29安装在一次风热回收器水侧旁路管28上。

本实施例中使用风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统的节能减排方法的步骤如下：烟气沿烟道3依次流经空预器1、蒸发器4、除尘器5、引风机6、氟塑料换热器7和脱硫塔8，引自机组的i级低加14的进口凝结水沿热媒水引出管12依次流经氟塑料换热器7、相变换热器汽包18和一次风热回收器19，凝结水流经氟塑料换热器7，被流经氟塑料换热器7的烟气加热成低温凝结水，低温凝结水通过氟塑料换热器回水管40引出；低温凝结水经相变换热汽包进水管39进入相变换热器汽包18，吸收相变换热器汽包18内饱和蒸汽的热量产生中温凝结水，饱和蒸汽被冷却形成冷凝工质，冷凝工质经下降管连接管36回到蒸发器4内与烟气进行换热产生饱和蒸汽，饱和蒸汽经上升管连接管32进入相变换热器汽包18与低温凝结水换热；中温凝结水经一次风热回收器进水管25进入一次风热回收器19，吸收热一次风热量后产生高温凝结水，经一次风热回收器回水管23和热媒水回水管26回到机组的除氧器17入口凝结水管道。

本实施例通过上升管测温仪33和下降管测温仪37监测蒸发器4的壁面温度，保证蒸发器4的壁面温度高于烟气酸露点温度，确保蒸发器4不发生低温腐蚀，当蒸发器4的壁面温度低于酸露点温度时，反馈信号至终端控制器13，调节热媒水进水电动调节阀门11，减少进入相变换热器汽包18内的凝结水量，减少相变换热器汽包18内换热工质的换热量，确保蒸发器4不发生低温腐蚀。

本实施例通过脱硫塔入口烟气测温仪9监测脱硫塔8的入口烟气温度，保证烟气温度降低至较低值，当烟气温度低于设计值时，反馈信号至终端控制器13，调节热媒水进水电动调节阀门11，减少进入氟塑料换热器7内的凝结水量，减少氟塑料换热器7内换热工质的换热量，保证脱硫塔8的入口烟气温度。

本实施例一次风测温仪21用于监测热一次风的出口风温，保证一次风温度满足运行要求，当一次风温度低于设计值时，反馈信号至终端控制器13，调节电动调节风阀20和一次风热回收器水侧旁路电动调节阀29，减少一次风热回收器19内的换热量，从而调整烟气温度和介质温度满足设定要求，保证一次风温度。

本实施例采用一次风热回收器19回收一次风热量，采用蒸发器4与相变换热器汽包18配套使用回收除尘器5前烟气余热，采用氟塑料换热器7深度回收烟气余热，避免了高负荷时一次风热回收器19节能量较小的问题，实现了节能效益的最大化，且可有效减少脱硫系统水耗。

上升管连接管32上的上升管测温仪33用于检测上升管连接管32内的介质温度，下降管连接管36上的下降管测温仪37用于检测下降管连接管36内的介质温度，当烟气温度或介质温度不满足设定要求值时，反馈信号至终端控制器13，通过调节热媒水进水电动调节阀11的开度，调节进入氟塑料换热器7和相变换热汽包18内的热媒水流量，从而调整烟气温度和介质温度满足设定要求。

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 (10)

1.一种风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统，包括沿烟气流动方向依次安装在烟道上的空预器、蒸发器、除尘器、引风机、氟塑料换热器和脱硫塔，安装在位于氟塑料换热器出口处烟道上的脱硫塔入口烟气测温仪，以及安装在蒸发器上方且与蒸发器连接的相变换热器汽包；所述氟塑料换热器设置有氟塑料换热器进水管和氟塑料换热器回水管，所述相变换热器汽包设置有相变换热汽包进水管和相变换热汽包回水管，所述相变换热汽包进水管和氟塑料换热器回水管连接；其特征在于：还包括热媒水引出管，和空预器连接的一次风道，安装在热媒水引出管上的热媒水进水电动调节阀，依次连接的i级低加、i+1级低加、i+2级低加和除氧器，和一次风道连接且设置有一次风热回收器进水管和一次风热回收器回水管的一次风热回收器，安装在位于一次风热回收器出口处的一次风道上的一次风测温仪，安装在一次风热回收器回水管上的一次风热回收器回水隔离阀，安装在一次风热回收器进水管上的一次风热回收器进水隔离阀，热媒水回水管，以及安装在热媒水回水管上的热媒水回水隔离阀；所述一次风热回收器进水管和相变换热汽包回水管连接，所述热媒水回水管的一端和一次风热回收器回水管连接，该热媒水回水管的另一端和除氧器的入口凝结水管道连接，所述热媒水引出管的一端和氟塑料换热器进水管连接，该热媒水引出管的另一端和i级低加的进口凝结水管道连接。

2.根据权利要求1所述的风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统，其特征在于：还包括终端控制箱，所述脱硫塔入口烟气测温仪、热媒水进水电动调节阀和一次风测温仪均和终端控制箱连接。

3.根据权利要求1所述的风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统，其特征在于：还包括上升管连接管、上升管测温仪、下降管连接管和下降管测温仪，所述相变换热器汽包设置有上升管接口和下降管接口，所述蒸发器设置有蒸发器出水集箱和蒸发器进水集箱，所述上升管连接管的两端分别连接在上升管接口和蒸发器出水集箱上，所述上升管测温仪安装在上升管连接管上，所述下降管连接管的两端分别连接在下降管接口和蒸发器进水集箱上，所述下降管测温仪安装在下降管连接管上。

4.根据权利要求1所述的风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统，其特征在于：还包括电动调节风阀，所述一次风热回收器的一次风侧设置有旁路风道，所述电动调节风阀布置在旁路风道中。

5.根据权利要求1所述的风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统，其特征在于：还包括一次风热回收器水侧旁路管和一次风热回收器水侧旁路电动调节阀，所述一次风热回收器水侧旁路管的两端分别连接在一次风热回收器进水管和一次风热回收器回水管上，所述一次风热回收器水侧旁路电动调节阀安装在一次风热回收器水侧旁路管上。

6.一种使用如权利要求1～5任一权利要求所述的风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统的节能减排方法，其特征在于：所述节能减排方法的步骤如下：烟气沿烟道依次流经空预器、蒸发器、除尘器、引风机、氟塑料换热器和脱硫塔，引自机组的i级低加的进口凝结水沿热媒水引出管依次流经氟塑料换热器、相变换热器汽包和一次风热回收器，凝结水流经氟塑料换热器，被流经氟塑料换热器的烟气加热成低温凝结水，低温凝结水通过氟塑料换热器回水管引出；低温凝结水经相变换热汽包进水管进入相变换热器汽包，吸收相变换热器汽包内饱和蒸汽的热量产生中温凝结水，饱和蒸汽被冷却形成冷凝工质，冷凝工质经下降管连接管回到蒸发器内与烟气进行换热产生饱和蒸汽，饱和蒸汽经上升管连接管进入相变换热器汽包与低温凝结水换热；中温凝结水经一次风热回收器进水管进入一次风热回收器，吸收热一次风热量后产生高温凝结水，经一次风热回收器回水管和热媒水回水管回到机组的除氧器入口凝结水管道。

7.根据权利要求6所述的风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排方法，其特征在于：通过上升管测温仪和下降管测温仪监测蒸发器的壁面温度，保证蒸发器的壁面温度高于烟气酸露点温度，确保蒸发器不发生低温腐蚀，当蒸发器的壁面温度低于酸露点温度时，反馈信号至终端控制器，调节热媒水进水电动调节阀门，减少进入相变换热器汽包内的凝结水量，减少相变换热器汽包内换热工质的换热量，确保蒸发器不发生低温腐蚀。

8.根据权利要求6所述的风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排方法，其特征在于：通过脱硫塔入口烟气测温仪监测脱硫塔的入口烟气温度，保证烟气温度降低至较低值，当烟气温度低于设计值时，反馈信号至终端控制器，调节热媒水进水电动调节阀门，减少进入氟塑料换热器内的凝结水量，减少氟塑料换热器内换热工质的换热量，保证脱硫塔的入口烟气温度。

9.根据权利要求6所述的风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排方法，其特征在于：通过一次风测温仪监测热一次风温度，保证一次风温度满足运行要求，当一次风温度低于设计值时，反馈信号至终端控制器，调节电动调节风阀和一次风热回收器水侧旁路电动调节阀，减少一次风热回收器内的换热量，保证一次风温度。

10.根据权利要求6所述的风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排方法，其特征在于：采用一次风热回收器回收一次风热量，采用蒸发器与相变换热器汽包配套使用回收除尘器前烟气余热，采用氟塑料换热器深度回收烟气余热，避免了高负荷时一次风热回收器节能量较小的问题，实现了节能效益的最大化，且可有效减少脱硫系统水耗。