CN109237505A - 一种烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置及其工作方法。为了解决目前环保改造技术无法达到同时节能减排和消白。本发明包括空气预热器、高温烟气余热回收系统、高效除尘系统、引风机、烟气二次余热回收及再热系统、脱硫系统、烟气冷凝收水系统和烟囱；空气预热器、高温烟气余热回收系统、高效除尘系统、引风机、脱硫系统、烟气冷凝收水系统和烟囱沿着烟气的流动方向依次布置。本发明在有效回收利用高温烟气热量的同时，提高锅炉热效率，降低锅炉煤耗，并进行烟气的二次余热回收用于加热净烟气，从而有效的消除烟气白色烟羽的视觉污染，同时通过烟气冷凝脱水实现烟气中水分的回收利用，同时达到收水和烟气消白的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置及其工作方法。
背景技术
随着国家超低排放改造的推进，大部分燃煤电厂采用了“石灰石-石膏”湿法脱硫工艺，如申请号为200910262976.5的中国专利，烟气由干烟气转变为湿烟气，在去除污染物SO2的同时，大量液态水被气化进入烟气中。
烟囱排出的湿烟气与温度较低的环境空气发生接触，在烟气降温过程中，烟气中所含水蒸汽过饱和凝结，凝结水滴对光线产生折射、散射，从而使烟羽呈现出白色或者灰色，称其为“白烟”。
白色烟羽会产生较强烈的视觉污染，会对居住在电厂附近居民的生活造成一定的困扰。如果消除燃煤电厂“白烟”，可以有效的改善当地居民的生活环境。目前，国内一些地区相继提出了烟气“消白”的相关要求，为烟气“消白”提供了政策性支持。
另外，我国相当一部分燃煤机组建设在缺水地区，燃煤电厂排放大量的“白烟”的同时也会消耗大量的水分，以一台300MW机组为例，满负荷工况下通过烟囱排放的水分约150吨/小时，如果通过冷凝消白的方案，每小时可回收20~40吨/小时的水量，从而可实现水资源的回收利用，具有显著的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的环保改造技术无法达到同时节能减排和消白的不足，提供了一种烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置及其工作方法，在控制烟尘、SO2排放的同时，实现高温烟气热量的回收利用，同时协同脱除SO3，达到回收烟气水分、节煤降耗和消除白色烟羽视觉污染的目的。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置，包括空气预热器、高温烟气余热回收系统、高效除尘系统、引风机、烟气二次余热回收及再热系统、脱硫系统、烟气冷凝收水系统和烟囱；其特征在于，所述空气预热器、高温烟气余热回收系统、高效除尘系统、引风机、脱硫系统、烟气冷凝收水系统和烟囱沿着烟气的流动方向依次布置；所述高温烟气余热回收系统包括高温烟气换热系统和低加系统，所述高温烟气换热系统和低加系统连接，所述高温烟气换热系统布置在空气预热器之后；所述烟气二次余热回收及再热系统包括烟气二次余热回收系统、热媒水循环泵和烟气再热系统，所述烟气再热系统、热媒水循环泵和烟气二次余热回收系统依次连接，且烟气二次余热回收系统与烟气再热系统连接，所述烟气二次余热回收系统布置在引风机与脱硫系统之间，或烟气二次余热回收系统布置在高效除尘系统之前，所述烟气再热系统布置在烟囱之前；所述烟气冷凝收水系统包括烟气冷凝系统、冷凝水冷却系统和冷凝水循环泵，所述烟气冷凝系统、冷凝水循环泵和冷凝水冷却系统顺次首位连接，所述烟气冷凝系统布置在烟气再热系统之前。
进一步而言，所述烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置还包括湿式除尘系统，所述湿式除尘系统布置在脱硫系统之后。
上述的烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置的工作方法如下：烟气依次经过空气预热器、高温烟气余热回收系统、高效除尘系统、引风机、脱硫系统、烟气冷凝收水系统和烟囱；当高温烟气经过高温烟气余热回收系统时，高温烟气换热系统回收高温烟气的余热供给凝结水系统进行凝结水加热，从而实现高温余热的回收利用；当烟气经过烟气二次余热回收及再热系统时，烟气经烟气二次余热回收系统二次回收烟气余热来加热热媒水，加热后的热媒水由热媒水循环泵输送到烟气再热系统对烟气进行加热，加热后的烟气排入烟囱，换热后热媒水温度降低返回到烟气二次余热回收系统；当烟气经过烟气冷凝收水系统时，烟气经烟气冷凝系统进行冷凝并凝结出烟气中水分，冷凝水被加热后通过冷凝水循环泵输送到冷凝水冷却系统被再次冷却，之后返回到烟气冷凝系统。
进一步而言，高温烟气换热系统布置在高效除尘系统之前，将高温烟气由140-200℃降低到120-130℃。
进一步而言，烟气二次余热回收系统布置在高温烟气换热系统和高效除尘系统之间，或布置在高效除尘系统和脱硫系统之间，将烟气由120-130℃降低到85-95℃；烟气再热系统布置在烟气冷凝系统和烟囱之间，将烟气温度由40-50℃加热到65-75℃。
进一步而言，烟气冷凝系统布置在脱硫系统和烟气再热系统之间，或烟气冷凝系统布置在湿式除尘系统和烟气再热系统之间，将烟气由45-55℃冷凝到40-50℃；冷凝水冷却系统将在烟气冷凝系统中加热的冷凝水进一步冷却。
进一步而言，高温烟气换热系统采用ND钢或碳钢材质，有效的降低高效除尘系统入口的烟气温度、烟气量及飞灰比电阻，从而提高高效除尘系统的除尘效果；烟气二次余热回收系统采用316L钢、2205钢或氟塑料材质，有效的降低高效除尘系统或脱硫系统入口的烟气温度。
进一步而言，烟气二次余热回收系统布置在高温烟气换热系统和高效除尘系统之间时，降低高效除尘系统入口的烟气温度、烟气量及飞灰比电阻，从而提高高效除尘系统的除尘效果，并将SO3包裹在飞灰中有效的脱除，实现SO3的协同脱除效果，且降低脱硫系统蒸发造成的水耗量，同时减小脱硫系统内烟气流速，提高脱硫系统的脱硫效果及协同洗尘效果。
进一步而言，烟气二次余热回收系统布置在高效除尘系统和脱硫系统之间时，降低脱硫系统蒸发造成的水耗量，同时减小脱硫系统内烟气流速，提高脱硫系统的脱硫效果及协同洗尘效果。
进一步而言，烟气再热系统采用316L钢、2205钢或氟塑料材质，有效的提高烟囱入口烟气的温度，从而保证烟囱入口烟气处于未饱和状态，有效的消除“白烟”现象；烟气冷凝系统采用氟塑料或2205钢材质，有效的降低脱硫系统或湿式除尘系统出口的烟气温度，从而将烟气中的水分冷凝并凝结回来，实现烟气中水分的回收，并降低烟气的湿度，从而更利于烟气消白的实现。
进一步而言，冷凝水冷却系统可采用机械通风冷却塔的方式对冷凝水进行冷却。
高温烟气余热回收系统、烟气二次余热回收及再热系统和烟气冷凝收水系统协同工作可实现高温烟气的余热回收利用，低温烟气的冷凝脱水，净烟气的再热消白多种功效，从而实现烟气分级余热回收冷凝脱水消白。
本发明提出的烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置及其工作方法，在有效回收利用高温烟气热量的同时，提高锅炉热效率，降低锅炉煤耗，并进行烟气的二次余热回收用于加热净烟气，从而有效的消除烟气白色烟羽的视觉污染，同时通过烟气冷凝脱水实现烟气中水分的回收利用，并进一步降低烟气消白的投资，从而实现环保达标的同时达到高效节能降耗的效果，同时达到收水和烟气消白的目的。在燃煤锅炉尾部经烟气分级余热回收冷凝脱水消白的装置处理后污染物(SO2、烟尘)，减排烟气中98-99%的SO2，99.9-99.99%的烟尘，50～80%的SO3，回收烟气水量20-75t/h，可降低2-4g/kWh的煤耗，同时消除烟囱的白色烟羽视觉污染。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1）有效回收烟气中的水分，实现水资源的回收利用；
2）有效的消除烟囱白色烟羽的视觉污染，显著改善当地居民的生活环境；
3）实现环保达标的同时回收高温烟气的热量，降低发电煤耗，达到节能降耗的目的；
4）本发明的工艺路线，可以有效降低环保改造后的运行成本；
5）大幅度节约脱硫系统的用水量；
6）除尘与脱硫紧密结合，协同脱除SO3，减少除尘及脱硫系统各设备的硫酸性腐蚀。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
图2是本发明实施例的整体结构示意图。
图中：空气预热器1、高温烟气余热回收系统2、高效除尘系统3、引风机4、烟气二次余热回收及再热系统5、脱硫系统6、烟气冷凝收水系统7、烟囱8、高温烟气换热系统9、低加系统10、烟气二次余热回收系统11、热媒水循环泵12、烟气再热系统13、烟气冷凝系统14、冷凝水冷却系统15、冷凝水循环泵16、湿式除尘系统17。
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至图2，本实施例中的烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置，包括空气预热器1、高温烟气余热回收系统2、高效除尘系统3、引风机4、烟气二次余热回收及再热系统5、脱硫系统6、烟气冷凝收水系统7和烟囱8；空气预热器1、高温烟气余热回收系统2、高效除尘系统3、引风机4、脱硫系统6、烟气冷凝收水系统7和烟囱8沿着烟气的流动方向依次布置；高温烟气余热回收系统2包括高温烟气换热系统9和低加系统10，高温烟气换热系统9和低加系统10连接，高温烟气换热系统9布置在空气预热器1之后；烟气二次余热回收及再热系统5包括烟气二次余热回收系统11、热媒水循环泵12和烟气再热系统13，烟气再热系统13、热媒水循环泵12和烟气二次余热回收系统11依次连接，且烟气二次余热回收系统11与烟气再热系统13连接，烟气二次余热回收系统11布置在引风机4与脱硫系统6之间，或烟气二次余热回收系统11布置在高效除尘系统3之前，烟气再热系统13布置在烟囱8之前；烟气冷凝收水系统7包括烟气冷凝系统14、冷凝水冷却系统15和冷凝水循环泵16，烟气冷凝系统14、冷凝水循环泵16和冷凝水冷却系统15顺次首位连接，烟气冷凝系统14布置在烟气再热系统13之前。
烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置还包括湿式除尘系统17，湿式除尘系统17布置在脱硫系统6之后。
低加系统10包括下一级低加系统10和上一级低加系统10。
上述的烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置的工作方法如下：烟气依次经过空气预热器1、高温烟气余热回收系统2、高效除尘系统3、引风机4、脱硫系统6、烟气冷凝收水系统7和烟囱8；当高温烟气经过高温烟气余热回收系统2时，高温烟气换热系统9回收高温烟气的余热供给凝结水系统进行凝结水加热，从而实现高温余热的回收利用；当烟气经过烟气二次余热回收及再热系统5时，烟气经烟气二次余热回收系统11二次回收烟气余热来加热热媒水，加热后的热媒水由热媒水循环泵12输送到烟气再热系统13对烟气进行加热，加热后的烟气排入烟囱8，换热后热媒水温度降低返回到烟气二次余热回收系统11；当烟气经过烟气冷凝收水系统7时，烟气经烟气冷凝系统14进行冷凝并凝结出烟气中水分，冷凝水被加热后通过冷凝水循环泵16输送到冷凝水冷却系统15被再次冷却，之后返回到烟气冷凝系统14。
高温烟气余热回收系统2、烟气二次余热回收及再热系统5和烟气冷凝收水系统7需协同工作才能实现烟气的分级余热回收冷凝脱水消白。
高温烟气换热系统9布置在高效除尘系统3之前，将高温烟气由140-200℃降低到120-130℃。
烟气二次余热回收系统11布置在高温烟气换热系统9和高效除尘系统3之间，或布置在高效除尘系统3和脱硫系统6之间，将烟气由120-130℃降低到85-95℃；烟气再热系统13布置在烟气冷凝系统14和烟囱8之间，将烟气温度由40-50℃加热到65-75℃。
烟气冷凝系统14布置在脱硫系统6和烟气再热系统13之间，或烟气冷凝系统14布置在湿式除尘系统17和烟气再热系统13之间，将烟气由45-55℃冷凝到40-50℃；冷凝水冷却系统15将在烟气冷凝系统14中加热的冷凝水进一步冷却。
高温烟气换热系统9采用ND钢或碳钢材质，有效的降低高效除尘系统3入口的烟气温度、烟气量及飞灰比电阻，从而提高高效除尘系统3的除尘效果；烟气二次余热回收系统11采用316L钢、2205钢或氟塑料材质，有效的降低高效除尘系统3或脱硫系统6入口的烟气温度。
烟气二次余热回收系统11布置在高温烟气换热系统9和高效除尘系统3之间时，降低高效除尘系统3入口的烟气温度、烟气量及飞灰比电阻，从而提高高效除尘系统3的除尘效果，并将SO3包裹在飞灰中有效的脱除，实现SO3的协同脱除效果，且降低脱硫系统6蒸发造成的水耗量，同时减小脱硫系统6内烟气流速，提高脱硫系统6的脱硫效果及协同洗尘效果。
烟气二次余热回收系统11布置在高效除尘系统3和脱硫系统6之间时，降低脱硫系统6蒸发造成的水耗量，同时减小脱硫系统6内烟气流速，提高脱硫系统6的脱硫效果及协同洗尘效果。
烟气再热系统13采用316L钢、2205钢或氟塑料材质，有效的提高烟囱8入口烟气的温度，从而保证烟囱8入口烟气处于未饱和状态，有效的消除“白烟”现象；烟气冷凝系统14采用氟塑料或2205钢材质，有效的降低脱硫系统6或湿式除尘系统17出口的烟气温度，从而将烟气中的水分冷凝并凝结回来，实现烟气中水分的回收，并降低烟气的湿度，从而更利于烟气消白的实现。
冷凝水冷却系统15可采用机械通风冷却塔的方式对冷凝水进行冷却。
高温烟气余热回收系统2、烟气二次余热回收及再热系统5和烟气冷凝收水系统7协同工作可实现高温烟气的余热回收利用，低温烟气的冷凝脱水，净烟气的再热消白多种功效，从而实现烟气分级余热回收冷凝脱水消白。
虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置，包括空气预热器、高温烟气余热回收系统、高效除尘系统、引风机、烟气二次余热回收及再热系统、脱硫系统、烟气冷凝收水系统和烟囱；其特征在于，所述空气预热器、高温烟气余热回收系统、高效除尘系统、引风机、脱硫系统、烟气冷凝收水系统和烟囱沿着烟气的流动方向依次布置；所述高温烟气余热回收系统包括高温烟气换热系统和低加系统，所述高温烟气换热系统和低加系统连接，所述高温烟气换热系统布置在空气预热器之后；所述烟气二次余热回收及再热系统包括烟气二次余热回收系统、热媒水循环泵和烟气再热系统，所述烟气再热系统、热媒水循环泵和烟气二次余热回收系统依次连接，且烟气二次余热回收系统与烟气再热系统连接，所述烟气二次余热回收系统布置在引风机与脱硫系统之间，或烟气二次余热回收系统布置在高效除尘系统之前，所述烟气再热系统布置在烟囱之前；所述烟气冷凝收水系统包括烟气冷凝系统、冷凝水冷却系统和冷凝水循环泵，所述烟气冷凝系统、冷凝水循环泵和冷凝水冷却系统顺次首位连接，所述烟气冷凝系统布置在烟气再热系统之前。
2.根据权利要求1所述的烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置，其特征在于，所述烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置还包括湿式除尘系统，所述湿式除尘系统布置在脱硫系统之后。
3.一种如权利要求1或2所述的烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置的工作方法，其特征在于，所述工作方法如下：烟气依次经过空气预热器、高温烟气余热回收系统、高效除尘系统、引风机、脱硫系统、烟气冷凝收水系统和烟囱；当高温烟气经过高温烟气余热回收系统时，高温烟气换热系统回收高温烟气的余热供给凝结水系统进行凝结水加热，从而实现高温余热的回收利用；当烟气经过烟气二次余热回收及再热系统时，烟气经烟气二次余热回收系统二次回收烟气余热来加热热媒水，加热后的热媒水由热媒水循环泵输送到烟气再热系统对烟气进行加热，加热后的烟气排入烟囱，换热后热媒水温度降低返回到烟气二次余热回收系统；当烟气经过烟气冷凝收水系统时，烟气经烟气冷凝系统进行冷凝并凝结出烟气中水分，冷凝水被加热后通过冷凝水循环泵输送到冷凝水冷却系统被再次冷却，之后返回到烟气冷凝系统。
4.根据权利要求3所述的烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置的工作方法，其特征在于，高温烟气换热系统布置在高效除尘系统之前，将高温烟气由140-200℃降低到120-130℃。
5.根据权利要求3所述的烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置的工作方法，其特征在于，烟气二次余热回收系统布置在高温烟气换热系统和高效除尘系统之间，或布置在高效除尘系统和脱硫系统之间，将烟气由120-130℃降低到85-95℃；烟气再热系统布置在烟气冷凝系统和烟囱之间，将烟气温度由40-50℃加热到65-75℃。
6.根据权利要求3所述的烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置的工作方法，其特征在于，烟气冷凝系统布置在脱硫系统和烟气再热系统之间，或烟气冷凝系统布置在湿式除尘系统和烟气再热系统之间，将烟气由45-55℃冷凝到40-50℃；冷凝水冷却系统将在烟气冷凝系统中加热的冷凝水进一步冷却。
7.根据权利要求3所述的烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置的工作方法，其特征在于，高温烟气换热系统采用ND钢或碳钢材质，有效的降低高效除尘系统入口的烟气温度、烟气量及飞灰比电阻，从而提高高效除尘系统的除尘效果；烟气二次余热回收系统采用316L钢、2205钢或氟塑料材质，有效的降低高效除尘系统或脱硫系统入口的烟气温度。
8.根据权利要求3所述的烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置的工作方法，其特征在于，烟气二次余热回收系统布置在高温烟气换热系统和高效除尘系统之间时，降低高效除尘系统入口的烟气温度、烟气量及飞灰比电阻，从而提高高效除尘系统的除尘效果，并将SO3包裹在飞灰中有效的脱除，实现SO3的协同脱除效果，且降低脱硫系统蒸发造成的水耗量，同时减小脱硫系统内烟气流速，提高脱硫系统的脱硫效果及协同洗尘效果。
9.根据权利要求3所述的烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置的工作方法，其特征在于，烟气二次余热回收系统布置在高效除尘系统和脱硫系统之间时，降低脱硫系统蒸发造成的水耗量，同时减小脱硫系统内烟气流速，提高脱硫系统的脱硫效果及协同洗尘效果。
10.根据权利要求3所述的烟气分级余热回收冷凝收水消白的装置的工作方法，其特征在于，烟气再热系统采用316L钢、2205钢或氟塑料材质，有效的提高烟囱入口烟气的温度，从而保证烟囱入口烟气处于未饱和状态，有效的消除“白烟”现象；烟气冷凝系统采用氟塑料或2205钢材质，有效的降低脱硫系统或湿式除尘系统出口的烟气温度，从而将烟气中的水分冷凝并凝结回来，实现烟气中水分的回收，并降低烟气的湿度，从而更利于烟气消白的实现。
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