CN110425567A - 一种回收电厂烟气余热预热空气的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种回收电厂烟气余热预热空气的装置及方法，包括中温烟气余热回收单元、低温烟气余热回收单元和低温烟气品味提升单元，其中：中温烟气余热回收单元，用于回收电厂中温烟气的余热，并排出低温烟气；低温烟气余热回收单元，用于回收低温烟气的余热，并排出低温循环水；本发明根据烟气冷凝过程前一阶段温度高、后一阶段温度低的特点，将直接换热与间接换热相结合，利用烟气较高品位热能驱动中温烟气余热回收单元加热空气，并利用低温烟气余热回收单元回收烟气较低品位的热能，实现了烟气余热的梯级回收利用。

Description

一种回收电厂烟气余热预热空气的装置及方法
技术领域
本发明属于烟气余热回收领域，尤其是一种回收电厂烟气余热预热空气的装置及方法。
背景技术
目前，发电行业主要以天然气和煤作为能源，天然气和煤燃烧后的烟气中含有大量的水分，并以水蒸气的形式存在，水蒸气含有大量的汽化潜热，因此，回收天然气和煤燃烧产生的烟气中的潜热具有重要的节能意义。
现有的余热回收装置多采用间壁式换热，即同时在间壁式换热器内进行显热和潜热的换热回收，但是在回收过程中，存在对烟气中潜热的回收不完全、回收效率低的问题。
直接换热设备包括喷淋塔和填料塔，由于烟气进入余热回收装置的温度较高，若采用温度较低的冷凝水进行直接换热，不可逆损失较大，中品位热量被浪费。考虑对烟气余热进行梯级回收。
发明内容
本发明的目的在于提供一种回收电厂烟气余热预热空气的装置及方法，解决了现有技术中存在的不足。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种回收电厂烟气余热预热空气的装置，包括中温烟气余热回收单元、低温烟气余热回收单元和低温烟气品味提升单元，其中：
中温烟气余热回收单元，用于回收电厂中温烟气的余热，并排出低温烟气；
低温烟气余热回收单元，用于回收低温烟气的余热，并排出低温循环水。
优选地，中温烟气余热回收单元上设置有中温烟气入口和低温烟气出口，其中，该中温烟气入口连接电厂中温烟气排气口，低温烟气出口连接低温烟气余热回收单元上设置的烟气入口。
优选地，该装置还包括低温烟气品味提升单元，该低温烟气品味提升单元用于将高温热源与低温烟气余热回收单元中的低温循环水进行换热，并对外供热。
优选地，低温烟气品味提升单元上设置有高温热源入口、媒介水入口和媒介水出口，该高温热源入口连接外接设备；媒介水入口和媒介水出口均连接对外供热设备；低温烟气品味提升单元上设置的低温热源入口，该低温热源入口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水出口。
优选地，中温烟气余热回收单元包括以空气为介质的暖风器，其中，暖风器上设置有低温烟气出口和与烟气入口；所述烟气入口连接电厂中温烟气排气口；所述低温烟气出口连接低温烟气余热回收单元上设置的烟气入口。
优选地，所述暖风器上设置的高温空气出口连接有空气预热器。
优选地，低温烟气余热回收单元包括填料塔，所述填料塔包括外壳体，所述外壳体的内腔上部设置有布液器和填料，所述布液器布置在填料的上方；
外壳体的外侧壁上开设有循环水入口和循环水出口，所述循环水入口与布液器相通；所述循环水出口置于填料的下方；
外壳体的外侧壁上开设有烟气入口，所述烟气入口置于循环水出口的上方；所述外壳体的顶部设置有烟气出口。
优选地，循环水出口连接低温烟气品味提升单元上设置的低温热源入口；所述烟气入口连接中温烟气余热回收单元上设置有低温烟气出口。
优选地，低温烟气品味提升单元包括吸收式热泵，其中，吸收式热泵上设置有高温热源入口、低温热源入口、媒介水入口和媒介水出口，其中，高温热源入口连接汽轮机的抽汽出口；低温热源入口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水出口；媒介水出入口连接对外供热设备。
一种利用所述的回收电厂烟气余热预热空气的装置进行空气预热的方法，包括以下步骤：
电厂排出的中温烟气在中温烟气余热回收单元中与空气进行第一级换热，回收中温烟气余热，排出低温烟气；
中温烟气余热回收单元中排出的低温烟气进入低温烟气余热回收单元，与循环水进行第二级换热，回收低温烟气余热；
吸热后的循环水进入低温烟气品味提升单元，作为低温热源与高温热源进行换热，实现对外供热。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种回收电厂烟气余热预热空气的装置及方法，首先将烟气送入中温烟气余热回收单元中与空气进行第一级换热，回收中温烟气余热，排出低温烟气；之后进入低温烟气余热回收单元，与循环水进行第二级换热，回收低温烟气余热；吸热后的循环水进入低温烟气品味提升单元，作为低温热源与高温热源进行换热，实现对外供热；本发明根据烟气冷凝过程前一阶段温度高、后一阶段温度低的特点，将直接换热与间接换热相结合，利用烟气较高品位热能驱动中温烟气余热回收单元加热空气，并利用低温烟气余热回收单元回收烟气较低品位的热能，实现了烟气余热的梯级回收利用。
进一步的，利用低温烟气品味提升单元回收低品位烟气余热，提升烟气余热品位，从而实现对外供热。
附图说明
图1是本发明涉及的回收电厂烟气余热预热空气的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供的一种回收电厂烟气余热预热空气的装置，包括中温烟气余热回收单元、低温烟气余热回收单元和低温烟气品味提升单元，其中，中温烟气余热回收单元的烟气出口连接低温烟气余热回收单元的烟气入口；低温烟气余热回收单元的循环水出口连接低温烟气品味提升单元。
具体地：
中温烟气余热回收单元包括暖风器3和空气预热器13，其中，暖风器3上设置有低温烟气出口和与电厂烟气排气口连接的烟气入口；暖风器3上设置有空气入口和空气出口，所述空气出口连接空气预热器13的入口。
低温烟气余热回收单元包括填料塔，所述填料塔包括外壳体1，所述外壳体1的内腔上部设置有布液器9和填料8，所述布液器9布置在填料8的上方。
外壳体1的外侧壁上开设有循环水入口2和循环水出口4，所述循环水入口2与布液器9相通；所述循环水出口4置于填料8的下方。
外壳体1的外侧壁上开设有烟气入口7，所述烟气入口7置于循环水出口4的上方；所述外壳体1的顶部设置有烟气出口11。
布液器9上部安装检修维护的人孔10，以便于填料塔主体内部设备构件的安装和检修、维护。
低温烟气品味提升单元包括吸收式热泵14，其中，吸收式热泵14上设置有高温热源入口、低温热源入口、媒介水入口和媒介水出口，其中，高温热源入口连接汽轮机的抽汽出口；低温热源入口连接循环水出口4，媒介水出入口连接供热设备。
工作原理
电厂排出的中温烟气在暖风器3中加热空气，进行第一级换热，回收中温烟气余热，排出低温烟气；
循环水在布液器9上均匀分布后，进入填料层8，暖风器3中排出的低温烟气从下部进入填料塔，然后进入填料层与循环水进行第二级换热，回收低温烟气余热；
吸热后的循环水作为吸收式热泵14的低温热源，以汽轮机抽汽作为吸收式热泵的高温热源，实现低温烟气品位提升，并通过供热循环水对外供热。
本发明具有以下优点：
1、本发明提供的回收电厂烟气余热预热空气的装置与方法，根据烟气冷凝过程前一阶段温度高、后一阶段温度低的特点，将直接换热与间接换热相结合，利用烟气较高品位热能驱动暖风器加热空气，并利用填料塔回收烟气较低品位热能，实现烟气余热的梯级回收利用。
2、本发明提供的回收电厂烟气余热预热空气的装置与系统，利用吸收式热泵回收低品位烟气余热，提升烟气余热品位，从而实现对外供热。

Claims (10)

1.一种回收电厂烟气余热预热空气的装置，其特征在于，包括：中温烟气余热回收单元和低温烟气余热回收单元，其中：
中温烟气余热回收单元，用于回收电厂中温烟气的余热，并排出低温烟气；
低温烟气余热回收单元，用于回收低温烟气的余热，并排出低温循环水。
2.根据权利要求1所述的一种回收电厂烟气余热预热空气的装置，其特征在于，中温烟气余热回收单元上设置有中温烟气入口和低温烟气出口，其中，该中温烟气入口连接电厂中温烟气排气口，低温烟气出口连接低温烟气余热回收单元上设置的烟气入口。
3.根据权利要求1所述的一种回收电厂烟气余热预热空气的装置，其特征在于，该装置还包括低温烟气品味提升单元，该低温烟气品味提升单元用于将高温热源与低温烟气余热回收单元中的低温循环水进行换热，并对外供热。
4.根据权利要求3所述的一种回收电厂烟气余热预热空气的装置，其特征在于，低温烟气品味提升单元上设置有高温热源入口、媒介水入口和媒介水出口，该高温热源入口连接外接设备；媒介水入口和媒介水出口均连接对外供热设备；低温烟气品味提升单元上设置的低温热源入口，该低温热源入口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水出口。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种回收电厂烟气余热预热空气的装置，其特征在于，中温烟气余热回收单元包括以空气为介质的暖风器(3)，其中，暖风器(3)上设置有低温烟气出口和与烟气入口；所述烟气入口连接电厂中温烟气排气口；所述低温烟气出口连接低温烟气余热回收单元上设置的烟气入口。
6.根据权利要求5所述的一种回收电厂烟气余热预热空气的装置，其特征在于，所述暖风器(3)上设置的高温空气出口连接有空气预热器(13)。
7.根据权利要求5所述的一种回收电厂烟气余热预热空气的装置，其特征在于，低温烟气余热回收单元包括填料塔，所述填料塔包括外壳体(1)，所述外壳体(1)的内腔上部设置有布液器(9)和填料(8)，所述布液器(9)布置在填料(8)的上方；
外壳体(1)的外侧壁上开设有循环水入口(2)和循环水出口(4)，所述循环水入口(2)与布液器(9)相通；所述循环水出口(4)置于填料(8)的下方；
外壳体(1)的外侧壁上开设有烟气入口(7)，所述烟气入口(7)置于循环水出口(4)的上方；所述外壳体(1)的顶部设置有烟气出口(11)。
8.根据权利要求7所述的一种回收电厂烟气余热预热空气的装置，其特征在于，循环水出口(4)连接低温烟气品味提升单元上设置的低温热源入口；所述烟气入口(7)连接中温烟气余热回收单元上设置有低温烟气出口。
9.根据权利要求7所述的一种回收电厂烟气余热预热空气的装置，其特征在于，低温烟气品味提升单元包括吸收式热泵(14)，其中，吸收式热泵(14)上设置有高温热源入口、低温热源入口、媒介水入口和媒介水出口，其中，高温热源入口连接汽轮机的抽汽出口；低温热源入口连接低温烟气余热回收单元上设置的循环水出口；媒介水出入口连接对外供热设备。
10.一种利用权利要求1-9中任一项所述的回收电厂烟气余热预热空气的装置进行空气预热的方法，其特征在于，包括以下步骤：
电厂排出的中温烟气在中温烟气余热回收单元中与空气进行第一级换热，回收中温烟气余热，排出低温烟气；
中温烟气余热回收单元中排出的低温烟气进入低温烟气余热回收单元，与循环水进行第二级换热，回收低温烟气余热；
吸热后的循环水进入低温烟气品味提升单元，作为低温热源与高温热源进行换热，实现对外供热。
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