CN108679638A - 一种冷凝-再热一体化烟羽消白系统 - Google Patents

一种冷凝-再热一体化烟羽消白系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种冷凝‑再热一体化烟羽消白系统，该系统包括依次串联连接的脱硝装置、用于回收烟气余热的烟气余热利用器、静电除尘器、湿法脱硫装置、引风机、用于抬升烟气温度的尾部烟气加热器和烟囱。与现有技术相比，本发明利用烟气余热加热凝结水，回收烟气余热，并降低含盐量降低，尾部烟气加热器利用汽轮机抽气加热烟气，抬升烟气温度，此时烟气蒸汽含盐量不大，水蒸汽温度升高，密度下降，有利于排入大气后扩散到更高的高度，降低排入大气的局部浓度，减少烟气含烟对环境的影响。

Description

一种冷凝-再热一体化烟羽消白系统
技术领域
本发明涉及燃煤电厂尾部烟气处理系统，具体涉及一种冷凝-再热一体化烟羽消白系统。
背景技术
燃煤的大量使用，不可避免的会带来很多环境问题。煤燃烧会产生众多大气污染物，如氮氧化物、硫氧化物、粉尘、重金属等，应当采取有效技术措施净化燃煤电厂尾部烟气，使之达到日益严苛的环保要求。二氧化硫是燃煤电厂尾部烟气中主要的污染物之一，其对于人类和环境都是巨大的危害。石灰石-石膏湿法脱硫是目前电厂较为成熟的脱硫工艺，但其在脱硫过程中需喷射大量吸收浆液，导致烟气含湿量增加，容易在烟囱出口形成大量白色烟羽，影响观感。严重的视觉污染使周边居民对电厂排放烟气心存芥蒂，在人民群众中造成恶劣影响，同时烟气含盐也会对环境造成影响，因此，采取相关技术措施消除燃煤电厂烟囱出口的白色烟羽现象很有必要。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种冷凝-再热一体化烟羽消白系统，不仅能够消除燃煤电厂烟囱出口的白色烟羽，还能降低烟气含盐量，进而减轻烟气排放对环境造成的影响，消除白色烟羽造成的视觉污染，打消人民群众对燃煤电厂烟气排放的顾虑。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种冷凝-再热一体化烟羽消白系统，该系统包括依次串联连接的脱硝装置、用于回收烟气余热的烟气余热利用器、静电除尘器、湿法脱硫装置、引风机、用于抬升烟气温度的尾部烟气加热器和烟囱。
进一步地，所述烟气余热利用器包括第一烟气进口管路、第一烟气出口管路和设于其内部的第一间壁式换热器，所述第一间壁式换热器包括工质进口管路和工质出口管路，所述第一烟气进口路连接所述脱硝装置，所述第一烟气出口管路连接所述静电除尘器，所述第一间壁式换热器的工质进口管路和工质出口管路连接于电厂锅炉热力循环系统内。
进一步地，所述电厂锅炉热力循环系统包括依次串联连接的水冷式凝汽器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器、超临界直流锅炉以及凝汽式汽轮机，所述第一间壁式换热器设于凝结水泵与低压加热器之间。
进一步地，所述尾部烟气加热器包括第二烟气进口管路、第二烟气出口管路和第二间壁式换热器，所述第二间壁式换热器包括水蒸气进口管路和水蒸气出口管路，所述第二烟气进口管路连接所述引风机，所述烟气出口管路连接所述烟囱，所述第二间壁式换热器的水蒸气进口管路和水蒸气出口管路连接于电厂锅炉热力循环系统内。
进一步地，所述水蒸气进口管路和水蒸气出口管路连接于所述电厂锅炉热力循环系统内汽轮机的两端。
进一步地，所述第一间壁式换热器与第二间壁式换热器均采取U型翅片管束布置。
进一步地，所述第一间壁式换热器与第二间壁式换热器均采取逆流布置。
与现有的烟气-烟气再热技术(GGH)相比，本发明系统的烟气先经过脱硝装置进行脱硝，再到静电除尘器进行除尘，在脱硝装置与静电除尘器之间设置烟气余热利用器回收烟气余热，降低烟气温度，同时降低烟气中水蒸汽含盐量，回收的烟气余热用于加热凝结水，在静电除尘器入口处烟气的温度为140℃左右，烟气通过静电除尘器，再到湿法脱硫装置进行脱硫工艺，烟气进入吸收塔，吸收塔为逆流喷淋空塔结构，集吸收、氧化功能于一体，烟气与吸收塔内的循环浆液逆向接触，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应从而被脱除，该工艺过程导致烟气含湿量增加，排烟温度降低，最终在烟囱出口处烟气温度在露点温度之下，形成大量白色烟羽，烟气流经湿法脱硫装置，再到引风机，此时烟气温度为60℃左右，为消除烟囱出口的白色烟羽现象，在引风机与烟囱之间设置尾部烟气加热器，使烟气温度抬升到120℃左右，再到烟囱排放，烟气中的水蒸气温度升高，密度下降，有利于排入大气后扩散到更高的高度，降低排入大气的局部浓度，有效消除烟囱出口的白色烟羽，打消人民群众对电厂烟气排放的顾虑。
目前电厂实施的烟气-烟气再热技术(GGH)，将脱硫后的烟气加热，使排烟温度达到露点之上，企图通过此举消除白色烟羽，但此时烟气中含湿量较大，易形成排烟降落液滴的不良现象，并且此法会导致GGH部件的腐蚀以及换热元件的堵塞，从而降低WFGD系统的可用率。本发明在ESP进口对烟气进行换热降温，回收烟气余热，同时降低了烟气中水蒸汽含盐量，然后在烟囱入口抬升烟气温度，此时烟气中蒸汽含盐量不大，降低了烟囱内壁防腐的工艺技术要求。
本发明的有益效果在于：
1、利用烟气余热加热凝结水，回收烟气余热，降低发电厂热力损失，降低发电煤耗，节约一次能源，烟气与工质间壁式换热，使得烟气温度降低，并降低含盐量降低，减轻对环境造成的影响。
2、尾部烟气加热器利用汽轮机抽气加热烟气，抬升烟气温度，此时烟气蒸汽含盐量不大，水蒸汽温度升高，密度下降，有利于排入大气后扩散到更高的高度，降低排入大气的局部浓度，减少烟气含烟对环境的影响。
3、排烟温度上升，且烟气中的水蒸气含盐量不大，减轻低温腐蚀对烟囱的影响，从而间接减少了烟囱内衬钛合金钢板材的耗损，降低日常维护成本。
4、本发明系统结构设计合理，操作简单，初投资小，后期维护成本低，有利于大范围推广和实施。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图；
图2为本发明烟气余热利用器连接于电厂锅炉热力循环系统的结构示意图；
图3为本发明尾部烟气加热器连接于电厂锅炉热力循环系统的结构示意图；
图中：脱硝装置1、烟气余热利用器2、静电除尘器3、湿法脱硫装置4、引风机5、尾部烟气加热器6、烟囱7、第一烟气进口管路21、第一烟气出口管路22、工质进口管路23、工质出口管路24、第一间壁式换热器25、第二烟气进口管路61、第二烟气出口管路62、水蒸气进口管路63、水蒸气出口管路64、第二间壁式换热器65。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种冷凝-再热一体化烟羽消白系统，如图1，该系统包括依次串联连接的脱硝装置1、用于回收烟气余热的烟气余热利用器2、静电除尘器3、湿法脱硫装置4、引风机5、用于抬升烟气温度的尾部烟气加热器6和烟囱7。烟气余热利用器2包括第一烟气进口管路21、第一烟气出口管路22和设于其内部的第一间壁式换热器25，第一间壁式换热器25包括工质进口管路23和工质出口管路24，第一烟气进口路21连接脱硝装置1，第一烟气出口管路22连接静电除尘器3，第一间壁式换热器25的工质进口管路23和工质出口管路24连接于电厂锅炉热力循环系统内。如图2，电厂锅炉热力循环系统包括依次串联连接的水冷式凝汽器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器、超临界直流锅炉以及凝汽式汽轮机，第一间壁式换热器25设于凝结水泵与低压加热器之间。尾部烟气加热器6包括第二烟气进口管路61、第二烟气出口管路62和第二间壁式换热器65，第二间壁式换热器65包括水蒸气进口管路63和水蒸气出口管路64，第二烟气进口管路61连接引风机5，烟气出口管路62连接烟囱7，第二间壁式换热器65的水蒸气进口管路63和水蒸气出口管路64连接于电厂锅炉热力循环系统内，如图3，水蒸气进口管路63和水蒸气出口管路64连接于电厂锅炉热力循环系统内汽轮机的两端。第一间壁式换热器25与第二间壁式换热器65均采取U型翅片管束布置，第一间壁式换热器25与第二间壁式换热器65均采取逆流布置。
电厂烟气处理过程为：烟气流经脱硝装置进行脱硝，再到静电除尘器进行除尘，在脱硝装置与静电除尘器之间设置烟气余热利用器回收烟气余热，降低烟气温度，同时降低烟气中水蒸汽含盐量，回收的烟气余热用于加热凝结水，在静电除尘器入口处烟气的温度为140℃左右。烟气通过静电除尘器，再到湿法脱硫装置进行脱硫工艺，烟气进入吸收塔，吸收塔为逆流喷淋空塔结构，集吸收、氧化功能于一体，烟气与吸收塔内的循环浆液逆向接触，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应从而被脱除，该工艺过程导致烟气含湿量增加，排烟温度降低，最终在烟囱出口处烟气温度在露点温度之下，形成大量白色烟羽。烟气流经湿法脱硫装置，再到引风机，此时烟气温度为60℃左右，为消除烟囱出口的白色烟羽现象，在引风机与烟囱之间设置尾部烟气加热器，使烟气温度抬升到120℃左右，再到烟囱排放，烟气中的水蒸气温度升高，密度下降，有利于排入大气后扩散到更高的高度，降低排入大气的局部浓度，有效消除烟囱出口的白色烟羽，打消人民群众对电厂烟气排放的顾虑。
参阅图2，烟气余热利用器通过工质与烟气的换热来回收烟气余热，凝汽器通过凝结水泵连接低压加热器，低压加热器连接除氧器，除氧器通过给水泵连接高压加热器，高压加热器连接锅炉，锅炉连接汽轮机，汽轮机连接所述凝汽器构成汽水系统热力循环，烟气余热利用器分别连接所述凝汽器出口和所述低压加热器入口。
烟气余热利用器的烟气流程为：经过脱硝装置后烟气温度为140℃左右，烟气通过烟气进口管路进入烟气-工质间壁式换热器，在烟气-工质间壁式换热器内烟气与工质进行间壁式换热，使烟气温度降低到80℃左右，之后烟气通过烟气出口管路进入静电除尘器。
烟气余热利用器的工质流程为：从凝汽器抽取的部分工质，由工质进口管路进入烟气-工质间壁式换热器吸收烟气余热，升温后的工质再通过工质出口管路回到低压加热器。
参阅图3，尾部烟气加热器通过汽轮机抽气与烟气换热从而抬高烟气温度，凝汽器通过凝结水泵连接低压加热器，低压加热器连接除氧器，除氧器通过给水泵连接高压加热器，高压加热器连接锅炉，锅炉连接汽轮机，汽轮机连接所述凝汽器构成汽水系统热力循环，尾部烟气加热器分别连接汽轮机抽气管路和所述凝汽器入口。
以上实施例旨在于描述本发明的具体实施过程，主要特征和优点。应当指出，本发明不受上述实施例限定。在本发明基本原理和精神之下，所作的改进或润饰，均应视为本发明保护范围。

Claims (7)

1.一种冷凝-再热一体化烟羽消白系统，其特征在于，该系统包括依次串联连接的脱硝装置(1)、用于回收烟气余热的烟气余热利用器(2)、静电除尘器(3)、湿法脱硫装置(4)、引风机(5)、用于抬升烟气温度的尾部烟气加热器(6)和烟囱(7)。
2.根据权利要求1所述的一种冷凝-再热一体化烟羽消白系统，其特征在于，所述烟气余热利用器(2)包括第一烟气进口管路(21)、第一烟气出口管路(22)和设于其内部的第一间壁式换热器(25)，所述第一间壁式换热器(25)包括工质进口管路(23)和工质出口管路(24)，所述第一烟气进口路(21)连接所述脱硝装置(1)，所述第一烟气出口管路(22)连接所述静电除尘器(3)，所述第一间壁式换热器(25)的工质进口管路(23)和工质出口管路(24)连接于电厂锅炉热力循环系统内。
3.根据权利要求2所述的一种冷凝-再热一体化烟羽消白系统，其特征在于，所述电厂锅炉热力循环系统包括依次串联连接的水冷式凝汽器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器、超临界直流锅炉以及凝汽式汽轮机，所述第一间壁式换热器(25)设于凝结水泵与低压加热器之间。
4.根据权利要求3所述的一种冷凝-再热一体化烟羽消白系统，其特征在于，所述尾部烟气加热器(6)包括第二烟气进口管路(61)、第二烟气出口管路(62)和第二间壁式换热器(65)，所述第二间壁式换热器(65)包括水蒸气进口管路(63)和水蒸气出口管路(64)，所述第二烟气进口管路(61)连接所述引风机(5)，所述烟气出口管路(62)连接所述烟囱(7)，所述第二间壁式换热器(65)的水蒸气进口管路(63)和水蒸气出口管路(64)连接于电厂锅炉热力循环系统内。
5.根据权利要求4所述的一种冷凝-再热一体化烟羽消白系统，其特征在于，所述水蒸气进口管路(63)和水蒸气出口管路(64)连接于所述电厂锅炉热力循环系统内汽轮机的两端。
6.根据权利要求4所述的一种冷凝-再热一体化烟羽消白系统，其特征在于，所述第一间壁式换热器(25)与第二间壁式换热器(65)均采取U型翅片管束布置。
7.根据权利要求4所述的一种冷凝-再热一体化烟羽消白系统，其特征在于，所述第一间壁式换热器(25)与第二间壁式换热器(65)均采取逆流布置。
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