CN107036114B - 一种改进型烟气冷却及除尘系统及方法 - Google Patents

一种改进型烟气冷却及除尘系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种改进型烟气冷却及除尘系统及方法。现有的改进型烟气冷却及除尘系统难以解决既控制烟气温度又控制冷凝水温度并且有效防止部件腐蚀的问题。本发明包括低低温省煤器，其特点是：还包括循环水散热阀、冷却塔、蒸汽截止阀、凝水管道和冷凝水温度测量装置，低低温省煤器散热出水口连接循环水散热阀接口，循环水散热阀出口通过循环水散热送水管道与冷却塔水侧进口连接，冷却塔水侧出口通过循环水散热回水管道与低低温省煤器散热回水口连接。蒸汽管道与蒸汽截止阀进口连接，蒸汽截止阀出口与低压加热器蒸汽进口连接，低压加热器凝水出口与凝水管道连接。本发明能充分利用低品质热量，经济效益好。

Description

一种改进型烟气冷却及除尘系统及方法
技术领域
本发明涉及一种改进型烟气冷却及除尘系统及方法，是一种既能够充分利用低品质余热，又能够提高除尘效率的系统及方法，属于节能环保技术领域。
背景技术
低低温电除尘技术在国外开展应用已有一段时间了，国内也有相当多的火电厂采用此类技术。此技术的关键是将烟气温度降低到90℃以下，以使烟气中的大部分三氧化硫形成硫酸雾，与粉尘相黏附，并被碱性物质中和，可以大幅度降低粉尘的比电阻，避免反电晕现象，达到提高除尘效率的目的。低低温电除尘器技术在使用时一般都配有各类型热交换器，使系统具备节省能耗的作用。国内有专利如申请号为201310288968.4的发明专利，描述使用烟气热交换器降低烟气温度，从而提高低低温电除尘器的效率的系统，专利申请号为201510972237.0的发明专利提出了一种在机组运行过程中可即时调控烟气温度，使得电除尘效率稳定高效及无酸腐蚀风险的低低温省煤器系统。但是这些专利在实际应用中存在不足之处。
在低低温省煤器和低低温电除尘器之间的距离不能过长，因为经过低低温省煤器降温后的烟气温度一般低于90℃，在烟气未抵达除尘电场时，酸雾与粉尘的粘附并不明显，如果有大量的酸雾接触到烟气管道，则会对管道产生持续的腐蚀作用。
现有的烟气降温余热利用方法是直接将机组的低温凝结水引至低低温省煤器之中，这样凝水管道处于比较恶劣的工作环境下，一旦发生泄漏，会对冷凝水供应产生影响甚至可能需要停机维护。
为了防止循环水管道内水温过低，产生低温腐蚀，采用调控管道水温的方式是一种可行的手段，但是直接在冷凝水管道进行流量控制，会对整个冷凝水系统的阻力状况产生影响，频繁进行流量控制严重时会影响补水泵的工作性能，降低补水泵使用寿命。
现有的烟气冷却系统仅仅依靠低低温省煤器，当冷凝水无法完全吸收烟气过多的热量时，会使得烟气温度偏离设计值，从而降低低低温电除尘装置的效率。
目前电厂自动化、智能化的运行管理方式已经普及，烟气冷却及除尘系统也需要实现无人值守的运行维护方式。
现在已有的技术未对上述情况提出很好的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于可以有效解决现有的烟气冷却及除尘系统中存在的一系列问题：一是将低低温省煤器和低低温电除尘器紧靠布置，尽可能降低烟气中酸雾对系统的腐蚀；二是采用间接换热的方式来控制烟气的温度，降低低低温省煤器中管道腐蚀对冷凝水系统的影响；三是调节循环水温度时，只有中间循环换热管道系统发生阻力变化，对机组的冷凝水系统无阻力影响，保障补水泵稳定运行；四是当烟气热量过多而冷凝水系统无法及时带走热量，烟气温度会逐渐升高，加装补充散热系统后便可以及时散去多余的热量，控制烟气温度在设定值以下，保证系统的除尘效率；五是采用智能化控制系统，实时监测，提前控制，提高系统的控制精度，降低维护人员的工作量。本发明提供的改进型烟气冷却及除尘系统能够有效地控制烟气温度，避免冷凝水系统直接受到腐蚀的威胁，改善补水泵的工作状态，降低烟气对管道腐蚀的可能性，增加系统的自动化控制精度，提高了系统除尘效率的同时增加了系统的工作可靠性。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该改进型烟气冷却及除尘系统包括低低温省煤器，其结构特点在于：还包括中低温烟气管道、烟气温度测量装置、设备连接管路、低低温电除尘器、低温烟气排出管道、循环水送水管道、循环水泵、低压加热器、循环水旁路联锁调节阀、循环水回水电动阀、循环水回水温度测量装置、循环水回水管道、循环水散热阀、循环水散热送水管道、冷却塔、循环水散热回水管道、蒸汽管道、蒸汽截止阀、凝水管道和冷凝水温度测量装置，所述中低温烟气管道与低低温省煤器的烟气进口连接，所述低低温省煤器通过设备连接管路与低低温电除尘器的烟气进口连接，所述烟气温度测量装置安装在设备连接管路上，所述低低温电除尘器的烟气出口与低温烟气排出管道连接；所述低低温省煤器的循环水出口通过循环水送水管道与循环水泵的进口连接，所述循环水泵的出口与低压加热器的循环水进口连接，所述低压加热器的循环水旁路出口与循环水旁路联锁调节阀的进口连接，所述低压加热器的循环水出口与循环水回水电动阀的进口连接，所述循环水旁路联锁调节阀的出口和循环水回水电动阀的出口均与循环水回水管道连接，所述循环水回水温度测量装置安装在循环水回水管道上，所述循环水回水管道连接于低低温省煤器的循环水进口；所述循环水泵连接循环水散热阀的进口，所述循环水散热阀的出口通过循环水散热送水管道与冷却塔的水侧进口连接，所述冷却塔的水侧出口通过循环水散热回水管道与低低温省煤器的散热回水口连接；所述蒸汽管道与蒸汽截止阀的进口连接，所述蒸汽截止阀的出口与低压加热器的蒸汽进口连接，所述低压加热器的凝水出口与凝水管道连接，所述冷凝水温度测量装置安装在低压加热器的测温点处。
作为优选，本发明所述冷却塔为闭式循环冷却塔。
作为优选，本发明所述循环水泵为变频循环水泵。
作为优选，本发明所述循环水旁路联锁调节阀、循环水回水电动阀、蒸汽截止阀受到循环水回水温度测量装置控制，根据回水温度进行相应的开启或闭合操作。
作为优选，本发明所述循环水散热阀受烟气温度测量装置控制，根据烟气温度参数进行开启或闭合操作。
作为优选，本发明所述设备连接管路极短，使得低低温省煤器和低低温电除尘器紧靠着布置。
一种改进型烟气冷却及除尘方法，其特点在于：使用所述的改进型烟气冷却及除尘系统，所述改进型烟气冷却及除尘方法的运行步骤如下：
（1）在设计状态下，燃煤发电机组产生的烟气经过层层降温后到达低低温省煤器，由循环水进行冷却，此时循环水回水电动阀打开，而循环水旁路联锁调节阀、蒸汽截止阀和循环水散热阀关闭，补充散热系统不工作，蒸汽补热系统不工作，烟气经过换热后达到设计温度之后直接排入低低温电除尘器进行除尘，最后由低温烟气排出管道排出；
（2）当烟气所携带的热量过多，低压加热器中的冷凝水无法及时带走热量时，烟气温度测量装置会实时检测到烟气温度，当烟气温度超过设定值时，打开循环水散热阀，其余阀门保持不变，通过调节循环水散热阀的开度，逐渐降低烟气温度至合理水平；当烟气温度下降至设计值以下则关闭循环水散热阀，其余阀门保持不变；
（3）当烟气携带的热量不足，无法将冷凝水加热至设计值时，会造成循环水温度逐渐降低，同时低压加热器的出口水温也会不达标，此时根据循环水回水温度测量装置实时测量的温度，对循环水旁路联锁调节阀和循环水回水电动阀的开度进行调节，合理分配旁通管路和回水管路的流量，最总使得循环水回水温度超过设计最低限制；同时关闭循环水散热阀，打开蒸汽截止阀，根据冷凝水温度测量装置测得的数据决定阀门开度，保证低压加热器出口水温达标。
作为优选，本发明烟气进入低低温省煤器，随后进入低低温电除尘器后排出形成烟气降温除尘通道；循环水由低低温省煤器中排出，通过循环水泵进入低压加热器，随后通过循环水旁路联锁调节阀和循环水回水电动阀返回低低温省煤器形成循环水吸放热通道；循环水从循环水泵出来之后通过循环水散热阀进入冷却塔，随后返回低低温省煤器形成循环水补充散热通道；蒸汽通过蒸汽截止阀进入低压加热器，随后变成凝水排出形成蒸汽补热通道。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）低低温省煤器和低低温电除尘器紧靠布置，可以有效避免酸雾对管道的腐蚀；（2）采用间接换热的方式，避免低低温省煤器中可能存在的腐蚀对冷凝水系统的影响；（3）进行循环水温度调节时，不影响机组冷凝水系统的阻力状况，保障补水泵稳定运行；（4）补充散热系统能够及时散去多余的热量，提高系统的可靠性；（5）智能化的控制系统，实时监测，提高了系统的智能化水平；（6）结构设计合理，构思独特，运行平稳，可靠性好。
附图说明
图1是本发明实施例中改进型烟气冷却及除尘系统的结构示意图。
图中：1、中低温烟气管道；2、低低温省煤器；3、烟气温度测量装置；4、设备连接管路；5、低低温电除尘器；6、低温烟气排出管道；7、循环水送水管道；8、循环水泵；9、低压加热器；10、循环水旁路联锁调节阀；11、循环水回水电动阀；12、循环水回水温度测量装置；13、循环水回水管道；14、循环水散热阀；15、循环水散热送水管道；16、冷却塔；17、循环水散热回水管道；18、蒸汽管道；19、蒸汽截止阀；20、凝水管道；21、冷凝水温度测量装置。
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，本实施例中的改进型烟气冷却及除尘系统包括中低温烟气管道1、低低温省煤器2、烟气温度测量装置3、设备连接管路4、低低温电除尘器5、低温烟气排出管道6、循环水送水管道7、循环水泵8、低压加热器9、循环水旁路联锁调节阀10、循环水回水电动阀11、循环水回水温度测量装置12、循环水回水管道13、循环水散热阀14、循环水散热送水管道15、冷却塔16、循环水散热回水管道17、蒸汽管道18、蒸汽截止阀19、凝水管道20和冷凝水温度测量装置21，其中，循环水泵8可以为变频循环水泵，冷却塔16可以为闭式循环冷却塔。
本实施例中的中低温烟气管道1与低低温省煤器2的烟气进口连接，低低温省煤器2通过设备连接管路4与低低温电除尘器5的烟气进口连接，烟气温度测量装置3安装在设备连接管路4上，低低温电除尘器5的烟气出口与低温烟气排出管道6连接。
本实施例中低低温省煤器2的循环水出口通过循环水送水管道7与循环水泵8的进口连接，循环水泵8的出口与低压加热器9的循环水进口连接，低压加热器9的循环水旁路出口与循环水旁路联锁调节阀10的进口连接，低压加热器9的循环水出口与循环水回水电动阀11的进口连接，循环水旁路联锁调节阀10的出口和循环水回水电动阀11的出口均连接于循环水回水管道13，循环水回水温度测量装置12安装在循环水回水管道13上，循环水回水管道13连接于低低温省煤器2的循环水进口。
本实施例中的循环水泵8连接循环水散热阀14的接口，循环水散热阀14的出口通过循环水散热送水管道15与冷却塔16的水侧进口连接，冷却塔16的水侧出口通过循环水散热回水管道17与低低温省煤器2的散热回水口连接。
本实施例中的蒸汽管道18与蒸汽截止阀19的进口连接，蒸汽截止阀19的出口与低压加热器9的蒸汽进口连接，低压加热器9的凝水出口与凝水管道20连接，冷凝水温度测量装置21装设在低压加热器9的测温点处。
本实施例中的改进型烟气冷却及除尘系统包括以下通道：烟气进入低低温省煤器2，随后进入低低温电除尘器5后排出形成烟气降温除尘通道；循环水由低低温省煤器2中排出，通过循环水泵8进入低压加热器9，随后通过循环水旁路联锁调节阀10和循环水回水电动阀11返回低低温省煤器2形成循环水吸放热通道；循环水从循环水泵8出来之后通过循环水散热阀14进入冷却塔16，随后返回低低温省煤器2形成循环水补充散热通道；蒸汽通过蒸汽截止阀19进入低压加热器9，随后变成凝水排出形成蒸汽补热通道。
本实施例中的改进型烟气冷却及除尘系统的运行步骤如下。
（1）在设计状态下，燃煤发电机组产生的烟气经过层层降温后到达低低温省煤器2，由循环水进行冷却，此时循环水回水电动阀11打开，而循环水旁路联锁调节阀10、蒸汽截止阀19和循环水散热阀14关闭，补充散热系统不工作，蒸汽补热系统不工作，烟气经过换热后达到设计温度之后直接排入低低温电除尘器5进行除尘，最后由低温烟气排出管道排出。
（2）当烟气所携带的热量过多，低压加热器9中的冷凝水无法及时带走热量时，烟气温度测量装置3会实时检测到烟气温度，当烟气温度超过设定值时，打开循环水散热阀14，其余阀门保持不变，通过调节循环水散热阀14的开度，逐渐降低烟气温度至合理水平；当烟气温度下降至设计值以下则关闭循环水散热阀14，其余阀门保持不变。
（3）当烟气携带的热量不足，无法将冷凝水加热至设计值时，会造成循环水温度逐渐降低，同时低压加热器9的出口水温也会不达标，此时根据循环水回水温度测量装置12实时测量的温度，对循环水旁路联锁调节阀10和循环水回水电动阀11的开度进行调节，合理分配旁通管路和回水管路的流量，最总使得循环水回水温度超过设计最低限制；同时关闭循环水散热阀14，打开蒸汽截止阀19，根据冷凝水温度测量装置21测得的数据决定阀门开度，保证低压加热器9出口水温达标。
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 (3)

1.一种改进型烟气冷却及除尘系统，包括低低温省煤器，其特征在于：还包括中低温烟气管道、烟气温度测量装置、设备连接管路、低低温电除尘器、低温烟气排出管道、循环水送水管道、循环水泵、低压加热器、循环水旁路联锁调节阀、循环水回水电动阀、循环水回水温度测量装置、循环水回水管道、循环水散热阀、循环水散热送水管道、冷却塔、循环水散热回水管道、蒸汽管道、蒸汽截止阀、凝水管道和冷凝水温度测量装置，所述中低温烟气管道与低低温省煤器的烟气进口连接，所述低低温省煤器通过设备连接管路与低低温电除尘器的烟气进口连接，所述烟气温度测量装置安装在设备连接管路上，所述低低温电除尘器的烟气出口与低温烟气排出管道连接；所述低低温省煤器的循环水出口通过循环水送水管道与循环水泵的进口连接，所述循环水泵的出口与低压加热器的循环水进口连接，所述低压加热器的循环水旁路出口与循环水旁路联锁调节阀的进口连接，所述低压加热器的循环水出口与循环水回水电动阀的进口连接，所述循环水旁路联锁调节阀的出口和循环水回水电动阀的出口均与循环水回水管道连接，所述循环水回水温度测量装置安装在循环水回水管道上，所述循环水回水管道连接于低低温省煤器的循环水进口；所述循环水泵连接循环水散热阀的进口，所述循环水散热阀的出口通过循环水散热送水管道与冷却塔的水侧进口连接，所述冷却塔的水侧出口通过循环水散热回水管道与低低温省煤器的散热回水口连接；所述蒸汽管道与蒸汽截止阀的进口连接，所述蒸汽截止阀的出口与低压加热器的蒸汽进口连接，所述低压加热器的凝水出口与凝水管道连接，所述冷凝水温度测量装置安装在低压加热器的测温点处；所述冷却塔为闭式循环冷却塔；所述循环水泵为变频循环水泵。
2.一种改进型烟气冷却及除尘方法，其特征在于：使用如权利要求1所述的改进型烟气冷却及除尘系统，所述改进型烟气冷却及除尘方法的运行步骤如下：
（1）在设计状态下，燃煤发电机组产生的烟气经过层层降温后到达低低温省煤器，由循环水进行冷却，此时循环水回水电动阀打开，而循环水旁路联锁调节阀、蒸汽截止阀和循环水散热阀关闭，补充散热系统不工作，蒸汽补热系统不工作，烟气经过换热后达到设计温度之后直接排入低低温电除尘器进行除尘，最后由低温烟气排出管道排出；
（2）当烟气所携带的热量过多，低压加热器中的冷凝水无法及时带走热量时，烟气温度测量装置会实时检测到烟气温度，当烟气温度超过设定值时，打开循环水散热阀，其余阀门保持不变，通过调节循环水散热阀的开度，逐渐降低烟气温度至合理水平；当烟气温度下降至设计值以下则关闭循环水散热阀，其余阀门保持不变；
（3）当烟气携带的热量不足，无法将冷凝水加热至设计值时，会造成循环水温度逐渐降低，同时低压加热器的出口水温也会不达标，此时根据循环水回水温度测量装置实时测量的温度，对循环水旁路联锁调节阀和循环水回水电动阀的开度进行调节，合理分配旁通管路和回水管路的流量，最总使得循环水回水温度超过设计最低限制；同时关闭循环水散热阀，打开蒸汽截止阀，根据冷凝水温度测量装置测得的数据决定阀门开度，保证低压加热器出口水温达标。
3.根据权利要求2所述的改进型烟气冷却及除尘方法，其特征在于：烟气进入低低温省煤器，随后进入低低温电除尘器后排出形成烟气降温除尘通道；循环水由低低温省煤器中排出，通过循环水泵进入低压加热器，随后通过循环水旁路联锁调节阀和循环水回水电动阀返回低低温省煤器形成循环水吸放热通道；循环水从循环水泵出来之后通过循环水散热阀进入冷却塔，随后返回低低温省煤器形成循环水补充散热通道；蒸汽通过蒸汽截止阀进入低压加热器，随后变成凝水排出形成蒸汽补热通道。
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