CN109681905A - 一种净烟气再热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及火电厂烟气净化技术领域，特别是一种净烟气再热系统。现有电站使用MGGH系统存在烟气冷却端换热管漏水腐蚀问题，本发明提出了一种净烟气再热系统，包括通过管路依序连接的锅炉、空气预热器、电除尘器、引风机、脱硫装置及烟囱，空气预热器的烟气进口和烟气出口分别与锅炉及电除尘器管路连接，空气预热器的二次风出口和锅炉通过管路连接且该管路形成热二次风母管，热二次风母管上开口设管路连接混合式换热装置，混合式换热装置设于脱硫装置和烟囱之间的连接管路上，热二次风母管和混合式换热装置之间的连接管路上设电动截止门，空气预热器接送风机。本发明能在现有设备上改造实现，并替代MGGH系统，无漏水腐蚀问题同时满足烟气排放温度要求。

Description

一种净烟气再热系统

技术领域

本发明涉及火电厂烟气净化技术领域，特别是一种净烟气再热系统。

背景技术

目前，国内大型火电发电厂烟气脱硫都使用石灰石-石膏湿法脱硫工艺为主。若不对净烟气进行加热排放，带有饱和水的净烟气会凝结成小液滴，烟气难以有效抬升并难以快速扩散到大气中，造成湿烟气中的酸性气体溶解在烟囱内壁的小液滴中，最终形成强酸性液体腐蚀烟囱壁面；同时烟囱出口烟气会携带残余的石膏浆液落到地面会形成“石膏雨”，影响环境和人体健康。现有通过MGGH（水媒式烟气换热器）系统解决前述问题，所述系统将烟气冷却器放在电除尘前，用原烟气加热热媒水，然后用热媒水加热脱硫后净烟气，同时达到低温电除尘和烟气再热的目的，从电厂实际应用情况来看现有MGGH系统存在烟气冷却端换热管漏水腐蚀的现象，而且MGGH系统前期投入成本高、设备改造工作量大。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是解决现有大型电站使用MGGH系统存在烟气冷却端换热管漏水腐蚀问题，并同时满足尾部烟气排放温度需求，本发明提出了一种净烟气再热系统，所述净烟气再热系统可替代现有MGGH（水媒式烟气换热器）系统，系统投入成本低、设备改造工作量小，适合火电厂实施运行。

本发明解决技术问题采用的技术方案：一种净烟气再热系统，包括通过管路依序连接的锅炉、空气预热器、电除尘器、引风机、脱硫装置及烟囱，所述空气预热器的烟气进口和烟气出口分别与锅炉及电除尘器管路连接，空气预热器的二次风出口和锅炉通过管路连接且所述管路形成热二次风母管，其特征是所述热二次风母管上开口设管路连接混合式换热装置，且混合式换热装置设于脱硫装置和烟囱之间的连接管路上，热二次风母管和混合式换热装置之间的连接管路上设电动截止门，所述空气预热器接送风机。本发明在现有空气预热器上连接送风机，增大二次冷风进风量，所述二次冷风进入空气预热器内部和烟气发生换热，二次冷风升温后成为热二次风进入热二次风母管，空气预热器出口烟气温度降低，飞灰比电阻下降，除尘效率提高；同时引入热二次风母管中的热二次风，与脱硫装置送出的净烟气在混合式换热装置内混合，提升混合烟气的温度并干燥混合烟气，干燥升温的混合烟气从烟囱排出后可以有效抬升并快速扩散到大气中，防止烟气温度低不干燥导致的酸性气体溶解在烟囱内壁小液滴形成强酸性液体腐蚀烟囱壁面，避免烟囱出口烟气扩散高度差导致低空凝结形成“石膏雨”落到地面影响环境及人体健康。本发明可替代现有成本较高的MGGH系统，并可以在现有设备上通过较少工作量改造实现，解决了大型电站MGGH系统漏水腐蚀问题，并满足烟气排放温度要求。在夏季运行时，若不需要对净烟气进行加热升温，可以关断电动截止门，停止从热二次风母管向外送风，减少热二次风的风量损失。此外，空预器为常用的烟气换热设备，工作时可以通过交换烟气热量加热送入的冷风；二次冷风量增加，还需增加空预器高度来增加受热面，提高换热量，从而使空预器出口热二次风温度达到要求。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施：所述空气预热器为三分仓回转式空气预热器，其旋转方向先加热一次风再加热二次风。三分仓回转式空气预热器为现有技术，其内部通过换热结构获取输入烟气的热量以加热两个不同分区的冷空气，所述两个分区的冷空气对应为一次冷风（一次风）和二次冷风（二次风），加热后对应输出热一次风和热二次风，空气预热器的转动部件和静止部件之间有一定间隙，在转动过程中不可避免地将部分烟气带入空气，这部分携带漏风量占二次风总风量的1%左右，为使混合后净烟气中NOx、SOx和粉尘浓度满足超低排放要求，限定空气预热器的旋转方向，先加热一次风再加热二次风，可以使二次风中携带原烟气量下降到0.01%。此外，实际使用中还需根据环境参数和湿空气焓湿图确定混合烟气出口温度大小，并设置热二次风最大抽取量不超过14%。

所述混合式换热装置接电动截止门一侧管路的入口位置设置多个旋流送风喷口。通过多个旋流送风喷口使从电动截止门一侧管路送来的热二次风与脱硫装置送过来的净烟气均匀混合及换热，满足烟囱出口烟气排放温度要求。

所述旋流送风喷口的数量为4～8个。旋流送风喷口数量过少，容易使冷热风混合不均匀，数量过多则会增加改造投入的成本，并加大风道阻力，本发明的旋流送粉喷口限定为4～8个较为合适。

所述电动截止门和混合式换热装置之间的连接管路上沿送风方向设电动调节门和风量测量装置。通过电动调节门和风量测量装置配合，控制抽取的热二次风风量，使热二次风和脱硫装置送出来的净烟气混合后的烟气温度满足排放要求。

所述混合式换热装置和烟囱之间的连接管路上设有辅助蒸汽换热器，所述辅助蒸汽换热器接汽轮机低压缸。在环境温度较低的冬季，从汽轮机低压缸抽取一部分蒸汽对混合式换热装置出口的烟气进行补热，进而调节排出的混合烟气温度，防止烟囱出口冒白烟，进行补热的蒸汽冷却后以凝结水的形式返回水循环系统。

本发明提供了一种净烟气再热系统，在现有空气预热器上连接送风机，增大二次冷风进风量，提高热二次风温度，降低空气预热器出口烟气温度，提高电除尘效率；同时引入热二次风母管中的热二次风，与热二次风与脱硫装置送出的净烟气在混合式换热装置内混合，提升混合烟气的温度并干燥混合烟气。本发明可替代现有成本较高的MGGH系统，并能在现有设备上通过较少工作量改造实现，解决大型电站MGGH系统漏水腐蚀问题，并满足烟气排放温度要求。此外，将抽取的热二次风量、补热蒸汽量及出口烟温的控制逻辑引入电厂分散式自动控制系统，通过控制逻辑对混合后净烟气排放温度进行自动控制，在自动控制调节电动调节门的开度时，热二次风最大抽取量不超过14%。

附图说明

图1：本发明结构示意图。

图中：1.锅炉、2.烟气通道、3.一次风道、4.二次风道、5.热二次风母管、6.电除尘器、7.送风机、8.引风机、9.脱硫装置、10.电动截止门、11.电动调节门、12.风量测量装置、13.混合式换热装置、14.辅助蒸汽换热器、15.烟囱、16.空气预热器。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

如图1所示，一种净烟气再热系统，包括通过管路依序连接的锅炉1、空气预热器16、电除尘器6、引风机8、脱硫装置9及烟囱15，所述空气预热器的烟气进口和烟气出口分别与锅炉1及电除尘器6管路连接，空气预热器的二次风出口和锅炉1通过管路连接且所述管路形成图中的热二次风母管5，所述空气预热器接送风机7增加送入二次冷风，所述热二次风母管5上开口设管路连接混合式换热装置13，且混合式换热装置13设于脱硫装置9和烟囱15之间的连接管路上，热二次风母管5和混合式换热装置13之间的连接管路上沿送风方向依次设电动截止门10、电动调节门11和风量测量装置12，混合式换热装置13和烟囱15之间的连接管路上设有辅助蒸汽换热器14，所述辅助蒸汽换热器14接汽轮机低压缸。

本发明在现有空气预热器上连接送风机，增大二次冷风进风量，提高热二次风温度，降低空气预热器出口烟气温度，提高电除尘效率；同时引入热二次风母管中的热二次风，与脱硫装置送出的净烟气在混合式换热装置内混合，提升混合烟气的温度并干燥混合烟气，干燥升温的混合烟气从烟囱排出后能有效抬升并快速扩散到大气中，防止烟气温度低不干燥导致的酸性气体溶解在烟囱内壁小液滴形成强酸性液体腐蚀烟囱壁面，避免烟囱出口烟气扩散高度差导致低空凝结形成“石膏雨”落到地面影响环境及人体健康。本发明可替代现有成本较高的MGGH系统，并能在现有设备上通过较少工作量改造实现，解决大型电站MGGH系统漏水腐蚀问题，并满足烟气排放温度要求。日常工作中，通过电动调节门和风量测量装置配合，控制抽取的热二次风风量，使热二次风和脱硫装置送出来的净烟气混合后的烟气温度满足排放要求，热二次风最大抽取量不超过14%；在夏季运行时，不需要对出口净烟气进行加热，可以关闭电动截止门，停止从热二次风母管向外送风，减少热二次风的风量损失；在环境温度较低的冬季运行时，从汽轮机低压缸抽取一部分蒸汽对混合式换热装置出口的烟气进行补热，具体是通过蒸汽调节阀控制补热蒸汽流量，以调节排出的混合烟气温度，防止烟囱出口冒白烟，进行补热的蒸汽冷却后以凝结水的形式返回水循环系统。此外，将抽取的热二次风量、补热蒸汽量及出口烟温的控制逻辑引入电厂分散式自动控制系统，通过控制逻辑对混合后净烟气排放温度进行自动控制。

所述空气预热器为三分仓回转式空气预热器，根据三分仓回转式空气预热器内部设置的烟气通道2、一次风通道3和二次风通道4的相对位置，确定空预器的旋转方向如附图1中弧线箭头所示，达到先加热一次风再加热二次风的目的，从空预器二次风出口接的热二次风母管5引出热二次风依次通过电动截止门10、电动调节门11和风量测量装置12后，进入混合式换热装置13内，与经过电除尘器6、引风机8、脱硫装置9后的净烟气混合，混合后的烟气进入辅助蒸汽换热器14补热后由烟囱15排入大气。

所述混合式换热装置13接电动截止门10一侧管路的入口位置设置4～8个旋流送风喷口。多个旋流送风喷口使从电动截止门一侧管路送来的热二次风与脱硫装置送过来的净烟气均匀混合及换热，满足烟囱出口烟气排放温度要求。

以某660MW超临界燃煤机组为例，在进行空气预热器换热面升级之前，满负荷运行时，空气预热器进口冷风温度23℃，出口热二次风温度341℃，二次风量为1800t/h；空预器出口烟气温度128℃，脱硫塔出口烟气流量为2700t/h，温度为50℃；为了实施本发明的尾部烟气再热方式，对空预器进行换热面升级，增加二次风量，出口热二次风温度提高到346℃，空预器出口烟气温度降低为103℃，提高电除尘效率；通过设置电动调节门的开度控制抽取的热二次风量大小，将抽取不同比例热二次风后脱硫装置出口混合烟气温度大小表示在下表中。

抽取热二次风比例（%）	3.8	7.4	10.7	14
					混合烟气温度（）	57.4	64.9	71.9	78.8

在夏天机组满负荷运行情况下，若环境温度为30℃，大气压为1010hPa，相对湿度为100%，根据湿空气焓湿图计算可知，只需控制混合烟气出口温度大于58℃，可以有效防止烟囱出口冒白烟现象。设置自动控制系统的混合烟气出口温度为58℃，系统通过调节电动调节门的开度，将抽取的热二次风比例控制在4%左右，进入混合换热装置13，与经过电除尘器6、引风机8、脱硫装置9后的净烟气混合，混合后的烟气直接由烟囱15排入大气。

在冬季满负荷运行时，若环境温度为5℃，大气压力为1010hpa，相对湿度60%，根据湿空气焓湿图计算可知，需要控制混合烟气出口温度大于82℃，有效防止烟囱出口冒白烟现象。

设置自动控制系统的混合烟气出口温度为82℃，系统通过调节电动调节门的开度，抽取的热二次风比例达到上限14%，进入混合式换热装置13，与经过电除尘器6、引风机8、脱硫装置9后的净烟气混合，混合后的烟气直接由烟囱15排入大气。由于电动调节门的开度控制抽取热二次风比例达到上限14%，混合后的烟气温度为78.8℃，为达到烟气最小排放温度82℃，使用辅助蒸汽换热器14进行补热，通过控制蒸汽调节阀大小抽取一定流量汽轮机低压缸蒸汽，与混合烟气进行对流换热，使混合烟气排放温度满足要求。

Claims (6)

1.一种净烟气再热系统，包括通过管路依序连接的锅炉（1）、空气预热器（16）、电除尘器（6）、引风机（8）、脱硫装置（9）及烟囱（15），所述空气预热器的烟气进口和烟气出口分别与锅炉（1）及电除尘器（6）管路连接，空气预热器的二次风出口和锅炉（1）通过管路连接且所述管路形成热二次风母管（5），其特征是所述热二次风母管（5）上开口设管路连接混合式换热装置（13），且混合式换热装置（13）设于脱硫装置（9）和烟囱（15）之间的连接管路上，热二次风母管（5）和混合式换热装置（13）之间的连接管路上设电动截止门（10），所述空气预热器接送风机（7）。

2.根据权利要求1所述的净烟气再热系统，其特征所述空气预热器（16）为三分仓回转式空气预热器，其旋转方向先加热一次风再加热二次风。

3.根据权利要求1所述的净烟气再热系统，其特征是所述混合式换热装置（13）接电动截止门（10）一侧管路的入口位置设置多个旋流送风喷口。

4.根据权利要求3所述的净烟气再热系统，其特征是所述旋流送风喷口的数量为4～8个。

5.根据权利要求1所述的净烟气再热系统，其特征是所述电动截止门（10）和混合式换热装置（13）之间的连接管路上沿送风方向设电动调节门（11）和风量测量装置（12）。

6.根据权利要求1所述的净烟气再热系统，其特征是所述混合式换热装置（13）和烟囱（15）之间的连接管路上设有辅助蒸汽换热器（14），所述辅助蒸汽换热器（14）接汽轮机低压缸。