CN108087902A - 电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统及其回收方法和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废热资源回收领域，尤其涉及电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统及其回收方法和控制方法，锅炉补给水先后经过管壳式换热器与环形低翅片管换热器进行预热，锅炉补给水与脱硫塔前的烟气进行换热，能有效降低脱硫塔入口烟温，提高脱硫效率。预热后的锅炉补给水直接输送至除氧器，能减少除氧器对锅炉补给水的加热能耗，脱硫塔后烟气在连续的两段换热器中接触冷却介质，能同时回收饱和烟气中水蒸汽汽化潜热与显热；烟气温度降低至水蒸汽露点以下，既能有效降低排烟中SO2与NOX等有害物质的浓度，又能将冷凝水作为水资源回收。本发明结构简单，投资及运行成本低，可为企业带来显著经济效益，并具有良好的环境与社会效益。
Description
技术领域
本发明属于废热资源回收领域，尤其涉及电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统及其回收方法和控制方法，主要适用于采用湿法脱硫的电厂。
背景技术
电力企业是我国国民经济的重要组成部分和支柱产业，煤电为主的格局将长期存在，但我国煤炭资源丰富的地区大多缺水，这种富煤缺水的困境严重制约了中国电力行业的发展。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺因具备超高的脱硫效率，技术成熟，副厂品脱硫石膏品质好，运行稳定且维护方便等特点被视为燃煤发电机组烟气脱硫的首选配置。但脱硫后烟气湿度较高，一般在100-200g/Nm3，远远高于大气平均湿度值约9g/Nm3。有研究表明，若烟气中20％的水蒸汽能被捕集，燃煤发电厂可达到水资源的自给自足，若超过20％的水蒸汽能被捕集，电厂可对外界提供一定量的水，即可以实现“无水耗电厂”运行。
烟气中水蒸汽的来源主要是电厂用煤以及脱硫塔，一方面，电厂用煤中水蒸汽一部分是煤中氢元素与氧气反应的生成的水蒸汽，另一部分是原煤中水分直接蒸发的水蒸汽，还有一小部分是随氧化空气带入的水蒸汽。根据煤种、煤质和机组容量的不同，燃煤产物中水蒸汽量有很大差异，以褐煤为燃料的电厂，煤燃烧所产生的烟气中水蒸汽体积分数为10％-12％；以烟煤为燃料的电厂，水蒸汽体积分数为7％-10％。另一方面，脱硫塔中补充水以及循环浆液的水分蒸发也会导致烟气中水蒸汽含量的增加。
针对当前燃煤电厂烟气中存在庞大的水蒸汽量的现状，国内外研究人员开发了各种回收烟气中水的方法。专利号为CN201610273797的中国专利公布了一种烟气余热回收系统，将锅炉排放出来的湿烟气通入烟气冷却器中的换热箱体中，冷却器中的换热管体一端通入冷流体与热烟气进行热交换，一端连接余热使用装置，提高烟气余热资源的利用效率；专利号为CN201110292730的中国专利公布了一种烟气水分回收的装置及方法，先将湿烟气的部分热量储存在热管换热器的热管中，降温后的湿烟气在管壳式换热器中与冷流体交换热量，最后再利用热管中储存的热量使烟气升温，有利于烟气在烟囱中向上流动。专利号为CN201710474560的中国专利公布了一种基于陶瓷膜换热器的烟气余热及水分回收系统，利用金属低温省煤器回收引风机后烟气显热，陶瓷膜换热器回收烟气显热与潜热及烟气中水蒸汽。以上方法都利用烟气中的余热来回收烟气中水蒸汽，主要采用低温冷凝技术以及膜法分离技术，这也是目前应用较为广泛的技术。低温冷凝具备技术经验较多，冷凝速度快，用料省，制造简单等优点，但在低温冷凝过程中大多采用金属材料换热器，会造成烟道酸腐蚀，且单一布置换热器无法同时回收烟气中水蒸汽的汽化潜热和显热，水资源回收率低；膜分离技术能在一定程度上同时回收烟气中水蒸汽汽化潜热和显热，但存在膜材料筛选复杂以及石膏垢污堵问题，运行不稳定，且投资成本大。因此，需要开发多段换热器系统同时回收烟气中水蒸汽汽化潜热和显热，可大大提高水回收效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统及其回收方法和控制方法，同时回收燃煤电厂高湿烟气中水蒸汽汽化潜热和显热，热利用效率和水回收率高。
为解决上述问题，本发明所采取的解决方案是：
电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统，包括环形低翅片管换热器、换热箱体；
锅炉的省煤器后端依次连接SCR脱硝系统、空气预热器、电除尘器、脱硫塔；
环形低翅片管换热器的烟气进口和烟气出口分别与电除尘器烟气出口、脱硫塔烟气进口连接；
换热箱体的烟气进口和烟气出口分别与脱硫塔的烟气出口、烟囱的烟气进口连接；换热箱体中依次包含相互独立的管壳式换热器A以及管壳式换热器B，用于与烟气换热，管壳式换热器A靠近换热箱的烟气进口一端，换热箱底部设有水槽，水槽通过冷凝水输送管道与化学水处理车间连接；
化学水处理车间的锅炉补给水出口设有补给水泵，补给水泵通过第三进水管道与管壳式换热器A进水口连接；管壳式换热器A与脱硫塔连接，与脱硫塔后高湿烟气进行换热；
管壳式换热器A的出水口通过第一进水管道连接环形低翅片管换热器进水口，环形低翅片管换热器的出水口通过第一出水管道连接除氧器的进水口，除氧器进水口还与低压加热器出水口连接，除氧器的出水口与高压加热器连接，高压加热器再与省煤器连接；
循环水冷却塔底部集水池设有第二循环水泵，第二循环水泵通过第二进水管道与管壳式换热器B进水口连接；管壳式换热器B出水口通过第二出水管道与第一循环水泵进水口连接，第一循环水泵的进水口还与汽轮机的循环冷却水管连接；第一循环水泵的出水口与循环水冷却塔连接；
循环水冷却塔底部集水池设排水口和补充水口。
进一步的，还包括控制中心，在环形低翅片管换热器的烟气进口、脱硫塔烟气进口分别都设有烟气流量传感器和温度传感器；换热箱的烟气进口、烟囱进气口分别设有烟气流量传感器；所述的除氧器的进水口设置温度传感器，第一进水管道、冷凝水输送管道以及第二出水管道设置温度传感器，第三进水管道以及第二进水管道分别都设置有水量检测设备和温度传感器；烟囱进气口设置烟气温度监测器；烟气温度监测器、各个温度传感器、烟气流量传感器、水量检测设备分别与控制中心连接；所述的控制中心还控制补给水泵和第二循环水泵。
所述环形低翅片管换热器采用不锈钢材质，管壳式换热器A和管壳式换热器B的换热管为聚四氟乙烯材料。低温冷凝段若继续采用金属材料作为换热管，会对换热器造成腐蚀，影响系统稳定运行，因此采用耐腐蚀的聚四氟乙烯换热管。
该电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统的回收方法，包括以下过程：化学水处理车间处理后的锅炉补给水先经过管壳式换热器A，吸收脱硫塔排出的高湿烟气中水蒸汽的汽化潜热，锅炉补给水再经过环形低翅片管换热器，与进入脱硫塔前的烟气进行换热，进一步将锅炉补给水加热，然后锅炉补给水送入除氧器进行常规锅炉补给水处理；循环水冷却塔的部分循环冷却水作为管壳式换热器B的冷却介质，进一步降低烟气温度；在换热箱体中，脱硫塔排出的饱和含湿烟气因温度降低，其中含有的气态水冷凝下来被收集，经过化学水处理车间处理后进行综合利用。
进一步的，从环形低翅片管换热器出水口排出的锅炉补给水，与经过低压加热器加热后的凝结水汇合进入除氧器，进行常规锅炉补给水处理；循环冷却水从管壳式换热器B出水口进入第二出水管道后，与吸收汽轮机乏气热量后的循环冷却水交汇，经第一循环水泵打至循环水冷却塔。
该电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统的控制方法，包括以下过程：采集环形低翅片管换热器的烟气进口、脱硫塔烟气进口、换热箱的烟气进口、烟囱进气口各个烟气参数；采集除氧器进水口、第一进水管道、冷凝水输送管道、第二出水管道、第三进水管道、第二进水管道的水参数；所述的烟气参数和水参数上传至控制中心，控制中心经运算和判断后，控制中心通过调节锅炉的补给水泵和第二循环水泵抽取的水量来进行控制。
进一步的，烟气温度监测器采集的烟囱入口烟气温度即监测温度，控制中心将监测温度与预设的最低排烟温度进行比较；若监测温度小于最低排烟温度，控制中心结合收集到的烟气参数和水参数，定量减少第二循环水泵抽取的循环冷却水量或者减少锅炉的补给水泵抽取的补给水量；
若监测温度高于最低烟囱排烟温度5℃以上，控制中心结合烟气参数和水参数，增大第二循环水泵抽取的循环冷却水量或者增大锅炉的补给水泵抽取的补给水量。
还包括，控制中心将脱硫塔烟气进口烟气温度作为次要指标，在确保烟气温度监测器的监测温度高于最低烟囱排烟温度3℃以内的基础上，控制中心根据烟气参数和水参数适当增大或者减小锅炉的补给水泵抽取的补给水量，降低脱硫塔入口烟气温度，提高脱硫效率。
本发明提供的电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统及其回收方法和控制方法，充分利用电除尘器后烟气热量以及脱硫塔后的烟气热量预热锅炉补给水，高湿烟气接触冷却介质，先释放水蒸汽的汽化潜热，再释放显热，待温度降低至水蒸汽露点以下，烟气中水蒸汽冷凝下来，从而达到水资源回收的目的。本发明采用多段换热器布置，不锈钢材料的环形低翅片管换热器布置在脱硫塔前烟道中，不会造成换热管的积灰堵塞，且换热器需要的换热面积小、成本较低。烟气经换热器后温度降低，提高脱硫效率的同时还减少了脱硫塔的补水，但脱硫塔前单一换热器布置是无法将烟气中的水直接回收下来，因此，将聚四氟乙烯材料的两个管壳式换热器按前后顺序布置在脱硫塔后烟道中，深度回收水资源。
采用上述技术方案，本发明的有益效果为：
本发明提出了电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统及其回收方法和控制方法，采用多段换热器设计，能有效利用烟气中水蒸汽汽化潜热与显热，大大提高水回收率。锅炉补给水先后经过管壳式换热器A与环形低翅片管换热器进行预热，一方面能充分利用锅炉烟气余热，避免造成烟气余热资源的损失，锅炉补给水与脱硫塔前的烟气进行换热，能有效降低脱硫塔入口烟温，提高脱硫效率。另一方面，预热后的锅炉补给水直接输送至除氧器，能保证余热最大利用效率，由于锅炉补给水已经经过预热过程，能减少除氧器对锅炉补给水的加热能耗，节省能源消耗；脱硫塔后烟气在连续的两段换热器中接触冷却介质，能同时回收饱和烟气中水蒸汽汽化潜热与显热，热能利用率高。在显热利用阶段，烟气温度降低至水蒸汽露点以下，烟气中水蒸汽冷凝下来，既能有效降低排烟中SO2与NOX等有害物质的浓度，减轻对环境的污染程度，又能将冷凝水作为水资源回收至化学水处理车间，缓解水资源紧张；控制中心通过监测关键位置温度以及水量参数，通过调节水量来调控，能保证整个系统的稳定运行。本发明结构简单，投资及运行成本低，可为企业带来显著经济效益，并具有良好的环境与社会效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明控制中心参数采集点及控制点示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
如图1所示，电厂烟气中水蒸汽汽化潜热与水回收系统，包括环形低翅片管换热器8、换热箱体11；
锅炉1的省煤器2后端依次连接SCR脱硝系统5、空气预热器6、电除尘器7、脱硫塔9；锅炉1的蒸汽依次进入汽轮机20、凝汽器19，凝汽器19与低压加热器21连接，凝汽器19还通过管道与循环水冷却塔14底部集水池循环连接；
环形低翅片管换热器8的烟气进口和出口分别与电除尘器7烟气出口、脱硫塔9烟气进口连接；
换热箱体11的烟气进口和出口分别与脱硫塔9的烟气出口、烟囱13的烟气进口连接；换热箱体11中依次包含相互独立的管壳式换热器A10以及管壳式换热器B12，用于与烟气换热，管壳式换热器A10靠近换热箱11的烟气进口一端，换热箱11底部设有水槽，水槽通过冷凝水输送管道26与化学水处理车间18连接；
化学水处理车间18的锅炉补给水出口设有补给水泵17，补给水泵17通过第三进水管道25与管壳式换热器A10进水口连接；管壳式换热器A10与脱硫塔9连接，与脱硫塔9后高湿烟气进行换热；
管壳式换热器A10的出水口通过第一进水管道24连接环形低翅片管换热器8进水口，环形低翅片管换热器8的出水口通过第一出水管道23连接除氧器4的进水口，除氧器4进水口还与低压加热器21出口连接，除氧器4的出水口与高压加热器3连接，高压加热器3再与省煤器2连接；
循环水冷却塔14底部集水池设有第二循环水泵16，第二循环水泵16通过第二进水管道28与管壳式换热器B12进水口连接；管壳式换热器B12出水口通过第二出水管道27与第一循环水泵15进水口连接，第一循环水泵15的进水口还与汽轮机20的循环冷却水管连接；第一循环水泵15的出水口与循环水冷却塔14连接；
循环水冷却塔14底部集水池设排水口和补充水口。
还包括控制中心32，在环形低翅片管换热器8的烟气进口、脱硫塔9烟气进口分别都设有烟气流量传感器和温度传感器；
换热箱11的烟气进口、烟囱13进气口分别设有烟气流量传感器；
除氧器4的进水口设置温度传感器，第一进水管道24、冷凝水输送管道26以及第二出水管道27设置温度传感器，第三进水管道25以及第二进水管道28分别都设置有水量检测设备和温度传感器；
烟囱13进气口设置烟气温度监测器33；
烟气温度监测器33、各个温度传感器、烟气流量传感器、水量检测设备分别与控制中心32连接；
所述的控制中心32还控制补给水泵17和第二循环水泵16。
环形低翅片管换热器8所用材料为不锈钢，换热箱体11包含管壳式换热器A10以及管壳式换热器B12，二者分别位于换热箱体11的前段与后段，中间相互隔离，均采用聚四氟乙烯换热管，能有效防止换热器腐蚀。
采用上述电厂烟气中水蒸汽汽化潜热与水回收系统进行高湿烟气中水蒸汽汽化潜热和水资源回收的方法，包括以下步骤：
1)经过化学水处理车间18处理过的锅炉补给水经补给水泵17从管壳式换热器A10管程进水口处进入，与从脱硫塔9排入到换热箱体11中的高湿烟气进行换热，吸收烟气中水蒸汽汽化潜热；
2)经过预热后的锅炉补给水再从管壳式换热器A10进入环形低翅片管换热器8，在管程中同壳程中电除尘器7后的烟气进行热交换，进一步给锅炉补给水加热，从环形低翅片管换热器8出水口排出的锅炉补给水进入除氧器4，与经过低压加热器21加热后的凝结水汇合，进行常规锅炉补给水处理；
3)第二循环水泵16抽取循环水冷却塔14底部集水池中部分循环冷却水，通过第二进水管道28送至管壳式换热器B12管程进水口，与经过管壳式换热器A10换热后的烟气交换热量。吸收高湿烟气热量后的循环冷却水从管壳式换热器B12出水口进入第二出水管道27，与吸收汽轮机20乏气热量后的循环冷却水交汇，经第一循环水泵15打至循环水冷却塔14，这部分循环冷却水的热量散发到大气中，冷却后的循环冷却水在循环冷却水回路中循环，经过管壳式换热器B12后的烟气通过烟囱13排放；
4)在换热箱体11中，即管壳式换热器A10和管壳式换热器B12的壳程中，由于脱硫塔后饱和含湿烟气与冷却介质换热，水蒸汽汽化潜热被冷却介质吸收完毕后，烟气中的气态水会冷凝，收集的冷凝水通过冷凝水输送管道26送至化学水处理车间18，处理后的水可再利用，达到节水目的。
如图2所示，为了实现该系统的自动控制，所述系统外单独设立控制中心32，在环形低翅片管换热器8的烟气进口、脱硫塔9烟气进口，设置温度传感器以及烟气流量传感器，换热箱11的烟气进口、烟囱13进气口设置温度传感器，来收集工艺中烟气参数；在第一出水管道23末端即除氧器4前端设置温度传感器，第一进水管道24、冷凝水输送管道26以及第二出水管道27设置温度传感器，第三进水管道25以及第二进水管道28同时设置水量检测设备以及温度传感器，来收集工艺中水参数。所述的烟气参数和水参数上传至控制中心32，控制中心32经运算和判断后，控制中心32通过调节锅炉的补给水泵17和第二循环水泵16抽取的水量来进行控制，达到自动控制的目的。
为了保证系统的稳定运行，在烟道末端烟囱13进气口前设置烟气温度监测器33，用来监测烟囱进口温度，保证烟气温度控制在最低排烟温度以上。
控制中心32采集烟气温度监测器33采集的烟囱入口烟气温度即监测温度，将监测温度与预设的最低排烟温度进行比较；若监测温度小于最低排烟温度，控制中心32结合收集到的烟气参数和水参数，定量减少第二循环水泵16抽取的循环冷却水量或者减少锅炉的补给水泵17抽取的补给水量；既能保证烟气余热的高利用率，实现水资源回收最大量化，大大提高水回收率，又能防止排烟温过低造成烟气自然爬升高度不够以及烟囱内壁和尾部受热面腐蚀；若监测温度高于最低烟囱排烟温度5℃以上，控制中心32结合烟气参数和水参数，增大第二循环水泵16抽取的循环冷却水量或者增大锅炉的补给水泵17抽取的补给水量，减少排烟热损失，尽可能的将高湿烟气中水分冷凝下来，获得含湿量更低的干化烟气，减少环境危害。
此外，控制中心32将脱硫塔9烟气进口烟气温度作为次要指标，在确保烟气温度监测器33的监测温度高于最低烟囱排烟温度3℃以内的基础上，控制中心32根据烟气参数和水参数适当增大或者减小锅炉的补给水泵17抽取的补给水量，不仅可以提高脱硫塔9的脱硫效率，还可以使脱硫塔9的出口烟气含湿量减少。这样，分别以烟气温度监测器33的温度和脱硫塔9烟气进口温度为主要和次要目标来调整系统运行，既能保证系统的稳定运行，又能提高水资源回收率以及烟气余热利用率。
Claims (8)
1.电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统，锅炉(1)的省煤器(2)后端依次连接SCR脱硝系统(5)、空气预热器(6)、电除尘器(7)、脱硫塔(9)；
其特征在于，包括环形低翅片管换热器(8)、换热箱体(11)；
所述的环形低翅片管换热器(8)的烟气进口和烟气出口分别与电除尘器(7)烟气出口、脱硫塔(9)烟气进口连接；
所述的换热箱体(11)的烟气进口和烟气出口分别与脱硫塔(9)的烟气出口、烟囱(13)的烟气进口连接；换热箱体(11)中依次包含相互独立的管壳式换热器A(10)以及管壳式换热器B(12)，用于与烟气换热，管壳式换热器A(10)靠近换热箱(11)的烟气进口一端，换热箱(11)底部设有水槽，水槽通过冷凝水输送管道(26)与化学水处理车间(18)连接；
化学水处理车间(18)的锅炉补给水出口设有补给水泵(17)，补给水泵(17)通过第三进水管道(25)与管壳式换热器A(10)进水口连接；管壳式换热器A(10)与脱硫塔(9)连接，与脱硫塔(9)后高湿烟气进行换热；
管壳式换热器A(10)的出水口通过第一进水管道(24)连接环形低翅片管换热器(8)进水口，环形低翅片管换热器(8)的出水口通过第一出水管道(23)连接除氧器(4)的进水口，除氧器(4)进水口还与低压加热器(21)出水口连接，除氧器(4)的出水口与高压加热器(3)连接，高压加热器(3)再与省煤器(2)连接；
循环水冷却塔(14)底部集水池设有第二循环水泵(16)，第二循环水泵(16)通过第二进水管道(28)与管壳式换热器B(12)进水口连接；管壳式换热器B(12)出水口通过第二出水管道(27)与第一循环水泵(15)进水口连接，第一循环水泵(15)的进水口还与汽轮机(20)的循环冷却水管连接；第一循环水泵(15)的出水口与循环水冷却塔(14)连接；
循环水冷却塔(14)底部集水池设排水口和补充水口。
2.根据权利要求1所述的电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统，其特征在于，所述环形低翅片管换热器(8)采用不锈钢材质，管壳式换热器A(10)和管壳式换热器B(12)的换热管为聚四氟乙烯材料。
3.根据权利要求1所述的电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统，其特征在于，还包括控制中心(32)，在环形低翅片管换热器(8)的烟气进口、脱硫塔(9)烟气进口分别都设有烟气流量传感器和温度传感器；
换热箱(11)的烟气进口、烟囱(13)进气口分别设有烟气流量传感器；
除氧器(4)的进水口设置温度传感器，第一进水管道(24)、冷凝水输送管道(26)以及第二出水管道(27)设置温度传感器，第三进水管道(25)以及第二进水管道(28)分别都设置有水量检测设备和温度传感器；
烟囱(13)进气口设置烟气温度监测器(33)；
烟气温度监测器(33)、各个温度传感器、烟气流量传感器、水量检测设备分别与控制中心(32)连接；
所述的控制中心(32)还控制补给水泵(17)和第二循环水泵(16)。
4.根据权利要求1所述的电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统的回收方法，其特征在于，包括以下过程：所述的化学水处理车间(18)处理后的锅炉补给水先经过管壳式换热器A(10)，吸收脱硫塔(9)排出的高湿烟气中水蒸汽的汽化潜热，锅炉补给水再经过环形低翅片管换热器(8)，与进入脱硫塔(9)前的烟气进行换热，进一步将锅炉补给水加热，然后将锅炉补给水送入除氧器(4)进行常规锅炉补给水处理；循环水冷却塔(14)的部分循环冷却水作为管壳式换热器B(12)的冷却介质，进一步降低烟气温度；
在换热箱体(11)中，脱硫塔(9)排出的饱和含湿烟气因温度降低，其中含有的气态水冷凝下来被收集，经过化学水处理车间(18)处理后进行综合利用。
5.根据权利要求4所述的电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统的回收方法，其特征在于，还包括以下过程：从环形低翅片管换热器(8)出水口排出的锅炉补给水，与经过低压加热器(21)加热后的凝结水汇合进入除氧器(4)，进行常规锅炉补给水处理；
循环冷却水从管壳式换热器B(12)出水口进入第二出水管道(27)后，与吸收汽轮机(20)乏气热量后的循环冷却水交汇，经第一循环水泵(15)打至循环水冷却塔(14)。
6.根据权利要求1所述的电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统的控制方法，其特征在于，包括以下过程：采集环形低翅片管换热器(8)的烟气进口、脱硫塔(9)烟气进口、换热箱(11)的烟气进口、烟囱(13)进气口各个烟气参数；采集除氧器(4)进水口、第一进水管道(24)、冷凝水输送管道(26)、第二出水管道(27)、第三进水管道(25)、第二进水管道(28)的水参数；所述的烟气参数和水参数上传至控制中心(32)，控制中心(32)经运算和判断后，控制中心(32)通过调节锅炉补给水泵(17)和第二循环水泵(16)抽取的水量来进行控制。
7.根据权利要求6所述的电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统的控制方法，其特征在于，还包括，所述的烟气温度监测器(33)采集的烟囱入口烟气温度即监测温度，控制中心(32)将监测温度与预设的最低烟囱排烟温度进行比较；若监测温度小于最低烟囱排烟温度，控制中心(32)结合收集到的烟气参数和水参数，定量减少第二循环水泵(16)抽取的循环冷却水量或者减少锅炉的补给水泵(17)抽取的补给水量；
若监测温度高于最低烟囱排烟温度5℃以上，控制中心(32)结合烟气参数和水参数，增大第二循环水泵(16)抽取的循环冷却水量或者增大锅炉的补给水泵(17)抽取的补给水量。
8.根据权利要求7所述的电厂烟气中蒸汽潜热与水回收系统的控制方法，其特征在于，还包括，控制中心(32)将脱硫塔(9)烟气进口烟气温度作为次要指标，在确保烟气温度监测器(33)的监测温度高于最低烟囱排烟温度3℃以内的基础上，控制中心(32)根据烟气参数和水参数适当增大或者减小锅炉的补给水泵(17)抽取的补给水量，降低脱硫塔(9)入口烟气温度。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109794077A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-05-24 | 南京碧林环保科技有限公司 | 利用高压天然气余压的烟气脱白装置及烟气脱白方法 |
| CN111068453A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-28 | 广州智光节能有限公司 | 一种烟气脱白系统及烟气脱白方法 |
| CN111609393A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-09-01 | 青岛创客智造机械设备有限公司 | 一种锅炉增效一体化系统 |
| CN113074034A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-07-06 | 中国人民解放军火箭军工程设计研究院 | 地下工程柴油机烟气排放控制系统 |
| CN113339830A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-09-03 | 华北电力大学 | 一种基于陶瓷膜法的燃煤机组烟气水分及余热回收利用系统 |
| CN114811630A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-07-29 | 清华大学 | 一种热泵与气水面式换热器耦合的烟气余热回收系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5819620A (ja) * | 1981-07-28 | 1983-02-04 | Kenichi Nakagawa | 排ガスからの熱回収方法 |
| JP3584477B2 (ja) * | 1993-05-21 | 2004-11-04 | 石川島播磨重工業株式会社 | ボイラ発電設備 |
| CN102012036A (zh) * | 2010-11-02 | 2011-04-13 | 杨本洛 | 湿法脱硫后净烟气升温和余热回收的复合相变换热装置 |
| CN102563610A (zh) * | 2011-10-24 | 2012-07-11 | 上海上电电力工程有限公司 | 一种锅炉的节能系统 |
| CN203823787U (zh) * | 2014-05-13 | 2014-09-10 | 北京华景天润科技有限公司 | 烟气余热综合利用系统 |
| CN205619357U (zh) * | 2016-04-18 | 2016-10-05 | 惠州金太阳节能环保技术有限公司 | 锅炉尾部烟气余热回收设备 |
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2017
- 2017-12-13 CN CN201711323505.1A patent/CN108087902B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5819620A (ja) * | 1981-07-28 | 1983-02-04 | Kenichi Nakagawa | 排ガスからの熱回収方法 |
| JP3584477B2 (ja) * | 1993-05-21 | 2004-11-04 | 石川島播磨重工業株式会社 | ボイラ発電設備 |
| CN102012036A (zh) * | 2010-11-02 | 2011-04-13 | 杨本洛 | 湿法脱硫后净烟气升温和余热回收的复合相变换热装置 |
| CN102563610A (zh) * | 2011-10-24 | 2012-07-11 | 上海上电电力工程有限公司 | 一种锅炉的节能系统 |
| CN203823787U (zh) * | 2014-05-13 | 2014-09-10 | 北京华景天润科技有限公司 | 烟气余热综合利用系统 |
| CN205619357U (zh) * | 2016-04-18 | 2016-10-05 | 惠州金太阳节能环保技术有限公司 | 锅炉尾部烟气余热回收设备 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 王金平: "《330MW供热机组锅炉排烟余热及水分回收系统》", 《动力工程学报》 * |
| 郑国宽: "《燃用褐煤直流锅炉烟气余热深度梯级利用及减排系统分析》", 《热力发电》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109794077A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-05-24 | 南京碧林环保科技有限公司 | 利用高压天然气余压的烟气脱白装置及烟气脱白方法 |
| CN111068453A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-28 | 广州智光节能有限公司 | 一种烟气脱白系统及烟气脱白方法 |
| CN111609393A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-09-01 | 青岛创客智造机械设备有限公司 | 一种锅炉增效一体化系统 |
| CN111609393B (zh) * | 2020-05-29 | 2022-04-29 | 青岛创客智造机械设备有限公司 | 一种锅炉增效一体化系统 |
| CN113074034A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-07-06 | 中国人民解放军火箭军工程设计研究院 | 地下工程柴油机烟气排放控制系统 |
| CN113339830A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-09-03 | 华北电力大学 | 一种基于陶瓷膜法的燃煤机组烟气水分及余热回收利用系统 |
| CN114811630A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-07-29 | 清华大学 | 一种热泵与气水面式换热器耦合的烟气余热回收系统 |
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| Publication number | Publication date |
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