CN110486711A - 一种用于高硫煤机组的低低温省煤器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于高硫煤机组的低低温省煤器系统，锅炉的烟气出口与空气预热器的烟气入口相连通，空气预热器的烟气出口与低低温省煤器的烟气侧入口相连通，低低温省煤器的烟气侧出口与烟气处理系统的入口相连通，烟气处理系统的出口与烟气再热器的吸热侧入口相连通，烟气再热器的吸热侧出口与烟囱相连通；低低温省煤器的入水口与暖风器的出水口及凝结水加热器的循环水出口相连通，低低温省煤器的出水口与暖风器的入水口及烟气再热器的放热侧入口相连通，烟气再热器的放热侧出口与凝结水加热器的循环水入口相连通，暖风器的出风口与空气预热器的空气入口相连通，该系统的SO3脱除率和节能效益均较高。

Description

一种用于高硫煤机组的低低温省煤器系统
技术领域
本发明属于发电机组技术领域，涉及一种用于高硫煤机组的低低温省煤器系统。
背景技术
节能环保产业是我国现阶段大力培育和发展的7个战略新兴产业之一，以烟气深度冷却为核心的烟气余热利用技术是当前火力发电机组锅炉侧节能环保的主要技术之一。布置在电除尘设备前的低低温省煤器能够降低机组煤耗，配合低低温除尘器提高除尘效率、脱除SO3和各类金属污染物；各种形式的热水暖风器能够大大提高空预器入口风温和出口烟温，在脱硝系统运行不稳定时能够有效缓解低温腐蚀和硫酸氢铵堵灰。近年来在超低排放和节能减排大背景下，以烟气深度冷却为核心的烟气余热利用系统在国内得到了广泛的应用，但绝大多数应用于中低硫煤燃煤机组。日本是低低温省煤器运行经验最为丰富的国家，但日本国内燃煤收到基硫份只有0.5％-1.0％左右，且煤质稳定，对低低温省煤器本体及下游设备的影响轻微。
我国高硫煤(硫含量高于3％)占资源总量的8％左右，在西南地区有着为数众多的高硫煤燃煤机组，燃煤收到基硫分普遍在3-6％左右，烟气中SO3浓度可能大于50ppm，堵灰和腐蚀风险极大。而高硫煤机组为了应对空预器的低温腐蚀和堵塞问题，排烟温度普遍偏高，急需进行烟气余热利用改造。
传统低低温省煤器技术应用于高硫煤机组极易出现堵灰和腐蚀，导致机组无法正常运行，只能提高排烟温度至135℃以上运行，而此时SO3脱除率和节能效益均会大大下降，达不到低低温省煤器的效果。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于高硫煤机组的低低温省煤器系统，该系统的SO3脱除率和节能效益均较高。
为达到上述目的，本发明所述的用于高硫煤机组的低低温省煤器系统包括锅炉、空气预热器、低低温省煤器、烟气处理系统、烟气再热器、烟囱、暖风器及凝结水加热器；
锅炉的烟气出口与空气预热器的烟气入口相连通，空气预热器的烟气出口与低低温省煤器的烟气侧入口相连通，低低温省煤器的烟气侧出口与烟气处理系统的入口相连通，烟气处理系统的出口与烟气再热器的吸热侧入口相连通，烟气再热器的吸热侧出口与烟囱相连通；
低低温省煤器的入水口与暖风器的出水口及凝结水加热器的循环水出口相连通，低低温省煤器的出水口与暖风器的入水口及烟气再热器的放热侧入口相连通，烟气再热器的放热侧出口与凝结水加热器的循环水入口相连通，暖风器的出风口与空气预热器的空气入口相连通。
所述烟气处理系统包括静电除尘器、引风机及脱硫塔，其中，低低温省煤器的烟气侧出口依次经静电除尘器、引风机及脱硫塔与烟气再热器的吸热侧入口相连通。
还包括循环泵及辅助蒸汽加热器，其中，循环泵的入口与暖风器的出水口及凝结水加热器的循环水出口相连通，循环泵的出口与低低温省煤器的入水口相连通；低低温省煤器的出水口与辅助蒸汽加热器的入水口及暖风器的入水口相连通，辅助蒸汽加热器的出水口与烟气再热器的放热侧入口相连通。
还包括增压泵及低压加热器，其中，低压加热器的入口与增压泵的入口相连通，增压泵的出口与凝结水加热器的凝结水入口相连通，凝结水加热器的凝结水出口与低压加热器的出口相连通。
还包括导流板，其中，导流板、空气预热器及低低温省煤器沿烟气流动的方式依次设置于锅炉的尾部烟道内。
锅炉的尾部烟道包括依次连通的入口烟道、水平烟道、入口烟道大小头及出口烟道，导流板设置于水平烟道与入口烟道的连接位置处以及水平烟道与入口烟道大小头的连接位置处，出口烟道沿垂直方向布置，烟气在出口烟道内自上到下流动；
空气预热器及低低温省煤器位于所述出口烟道内。
所述低低温省煤器包括沿烟气流动方向依次设置的高温段低低温省煤器、中温段低低温省煤器及低温段低低温省煤器，其中，高温段低低温省煤器的出水口与辅助蒸汽加热器的入口及暖风器的入口相连通，高温段低低温省煤器的入水口经中温段低低温省煤器与低温段低低温省煤器的出水口相连通，低温段低低温省煤器的入水口与循环泵的出口相连通。
低低温省煤器的翅片管为H翅片管；
高温段低低温省煤器、中温段低低温省煤器及低温段低低温省煤器的换热面积分别占整个低低温省煤器换热面积的20％、30％及50％；
高温段低低温省煤器中换热管的材质为20G；中温段低低温省煤器中换热管的材质为ND钢；低温段低低温省煤器中换热管的材质为316L；
高温段低低温省煤器中换热管的节距大于等于23mm；中温段低低温省煤器中换热管的节距大于等于23mm；低温段低低温省煤器中换热管的节距大于等于21mm。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的用于高硫煤机组的低低温省煤器系统在具体操作时，利用低低温省煤器将烟气处理系统中静电除尘器入口处的烟气降温至100℃左右，以提高系统的SO3脱除率，同时低低温省煤器利用吸收的热量来加热暖风器中的空气以及烟气再热器中的烟气，相当于利用烟气余热来加热暖风器内的空气及烟气再热器中的烟气，以节省原有加热暖风器及烟气再热器的辅汽，降低发电煤耗，达到节能减排的目的，节能效益较高。
进一步，低低温省煤器布置于出口烟道内，且烟气自上到下流动，同时采用宽节距的换热管，以降低粘性积灰的风险，
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为本发明中低低温省煤器3的结构示意图。
其中，1为锅炉、2为空气预热器、3为低低温省煤器、4为静电除尘器、5为引风机、6为脱硫塔、7为烟气再热器、8为烟囱、9为暖风器、10为循环泵、11为辅助蒸汽加热器、12为凝结水加热器、13为增压泵、14为低压加热器、15为入口烟道、16为导流板、17为入口烟道大小头、18为高温段低低温省煤器、19为中温段低低温省煤器、20为低温段低低温省煤器、21为出口烟道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的用于高硫煤机组的低低温省煤器系统包括锅炉1、空气预热器2、低低温省煤器3、烟气处理系统、烟气再热器7、烟囱8、暖风器9及凝结水加热器12；锅炉1的烟气出口与空气预热器2的烟气入口相连通，空气预热器2的烟气出口与低低温省煤器3的烟气侧入口相连通，低低温省煤器3的烟气侧出口与烟气处理系统的入口相连通，烟气处理系统的出口与烟气再热器7的吸热侧入口相连通，烟气再热器7的吸热侧出口与烟囱8相连通；低低温省煤器3的入水口与暖风器9的出水口及凝结水加热器12的循环水出口相连通，低低温省煤器3的出水口与暖风器9的入水口及烟气再热器7的放热侧入口相连通，烟气再热器7的放热侧出口与凝结水加热器12的循环水入口相连通，暖风器9的出风口与空气预热器2的空气入口相连通。
其中，所述烟气处理系统包括静电除尘器4、引风机5及脱硫塔6，其中，低低温省煤器3的烟气侧出口依次经静电除尘器4、引风机5及脱硫塔6与烟气再热器7的吸热侧入口相连通。
本发明还包括循环泵10及辅助蒸汽加热器11，其中，循环泵10的入口与暖风器9的出水口及凝结水加热器12的循环水出口相连通，循环泵10的出口与低低温省煤器3的入水口相连通；低低温省煤器3的出水口与辅助蒸汽加热器11的入水口及暖风器9的入水口相连通，辅助蒸汽加热器11的出水口与烟气再热器7的放热侧入口相连通。
具体，本发明还包括增压泵13及低压加热器14，其中，低压加热器14的入口与增压泵13的入口相连通，增压泵13的出口与凝结水加热器12的凝结水入口相连通，凝结水加热器12的凝结水出口与低压加热器14的出口相连通。
本发明还包括导流板16，其中，导流板16、空气预热器2及低低温省煤器3沿烟气流动的方式依次设置于锅炉1的尾部烟道内，其中，锅炉1的尾部烟道包括依次连通的入口烟道15、水平烟道、入口烟道大小头17及出口烟道21，导流板16设置于水平烟道与入口烟道15的连接位置处以及水平烟道与入口烟道大小头17的连接位置处，出口烟道21沿垂直方向布置，烟气在出口烟道21内自上到下流动；空气预热器2及低低温省煤器3位于所述出口烟道21内。
参考图2，所述低低温省煤器3包括沿烟气流动方向依次设置的高温段低低温省煤器18、中温段低低温省煤器19及低温段低低温省煤器20，其中，高温段低低温省煤器18的出水口与辅助蒸汽加热器11的入口及暖风器9的入口相连通，高温段低低温省煤器18的入水口经中温段低低温省煤器19与低温段低低温省煤器20的出水口相连通，低温段低低温省煤器20的入水口与循环泵10的出口相连通；低低温省煤器3的翅片管为H翅片管；高温段低低温省煤器18、中温段低低温省煤器19及低温段低低温省煤器20的换热面积分别占整个低低温省煤器3换热面积的20％、30％及50％；高温段低低温省煤器18中换热管的材质为20G；中温段低低温省煤器19中换热管的材质为ND钢；低温段低低温省煤器20中换热管的材质为316L；高温段低低温省煤器18中换热管的节距大于等于23mm；中温段低低温省煤器19中换热管的节距大于等于23mm；低温段低低温省煤器20中换热管的节距大于等于21mm。
本发明的具体工作过程为：
空气预热器2出口的烟气经过低低温省煤器3降温及降流速后进入到静电除尘器4中进行除尘，然后引风机5进入到脱硫塔6中进行脱硫处理，脱硫塔6输出的烟气经烟气再热器7加热后从烟囱8排出，其中，需要说明的是，通过低低温省煤器3对烟气进行降温及降流速，以提高静电除尘器4的除尘效率，降低引风机5的功率，降低脱硫塔6的水耗。
低低温省煤器3的出水分为两路，其中一路进入到暖风器9中，对进入到空气预热器2中的空气进行预热，提高空气预热器2入口的风温，进而提高空气预热器2出口的烟温，降低空气预热器2的堵塞风险，另一路进入到烟气再热器7中，对烟气进行加热，提高烟囱8入口处的烟温，提高烟囱8出口烟气的扩散能力，降低烟气对烟囱8的腐蚀。
低低温省煤器3包括高温段低低温省煤器18、中温段低低温省煤器19及低温段低低温省煤器20，其中，高温段低低温省煤器18、中温段低低温省煤器19及低温段低低温省煤器20的材质不同，在确保换热器低温腐蚀可控的前提下，最大程度的降低设备的造价。本发明中的低低温省煤器3可以实现安全、稳定、长周期运行，暖风器9常年投运，出口风温控制住60℃以上，可以缓解空气预热器2的堵塞，提高空气预热器2出口的排烟温度，缓解空气预热器2的堵塞，通过烟气再热器7提高烟囱8出口烟气的扩散能力，降低烟囱8的腐蚀，达到节能减排的目的。

Claims (8)

1.一种用于高硫煤机组的低低温省煤器系统，其特征在于，包括锅炉(1)、空气预热器(2)、低低温省煤器(3)、烟气处理系统、烟气再热器(7)、烟囱(8)、暖风器(9)及凝结水加热器(12)；
锅炉(1)的烟气出口与空气预热器(2)的烟气入口相连通，空气预热器(2)的烟气出口与低低温省煤器(3)的烟气侧入口相连通，低低温省煤器(3)的烟气侧出口与烟气处理系统的入口相连通，烟气处理系统的出口与烟气再热器(7)的吸热侧入口相连通，烟气再热器(7)的吸热侧出口与烟囱(8)相连通；
低低温省煤器(3)的入水口与暖风器(9)的出水口及凝结水加热器(12)的循环水出口相连通，低低温省煤器(3)的出水口与暖风器(9)的入水口及烟气再热器(7)的放热侧入口相连通，烟气再热器(7)的放热侧出口与凝结水加热器(12)的循环水入口相连通，暖风器(9)的出风口与空气预热器(2)的空气入口相连通。
2.根据权利要求1所述的用于高硫煤机组的低低温省煤器系统，其特征在于，所述烟气处理系统包括静电除尘器(4)、引风机(5)及脱硫塔(6)，其中，低低温省煤器(3)的烟气侧出口依次经静电除尘器(4)、引风机(5)及脱硫塔(6)与烟气再热器(7)的吸热侧入口相连通。
3.根据权利要求1所述的用于高硫煤机组的低低温省煤器系统，其特征在于，还包括循环泵(10)及辅助蒸汽加热器(11)，其中，循环泵(10)的入口与暖风器(9)的出水口及凝结水加热器(12)的循环水出口相连通，循环泵(10)的出口与低低温省煤器(3)的入水口相连通；低低温省煤器(3)的出水口与辅助蒸汽加热器(11)的入水口及暖风器(9)的入水口相连通，辅助蒸汽加热器(11)的出水口与烟气再热器(7)的放热侧入口相连通。
4.根据权利要求3所述的用于高硫煤机组的低低温省煤器系统，其特征在于，还包括增压泵(13)及低压加热器(14)，其中，低压加热器(14)的入口与增压泵(13)的入口相连通，增压泵(13)的出口与凝结水加热器(12)的凝结水入口相连通，凝结水加热器(12)的凝结水出口与低压加热器(14)的出口相连通。
5.根据权利要求1所述的用于高硫煤机组的低低温省煤器系统，其特征在于，还包括导流板(16)，其中，导流板(16)、空气预热器(2)及低低温省煤器(3)沿烟气流动的方式依次设置于锅炉(1)的尾部烟道内。
6.根据权利要求5所述的用于高硫煤机组的低低温省煤器系统，其特征在于，锅炉(1)的尾部烟道包括依次连通的入口烟道(15)、水平烟道、入口烟道大小头(17)及出口烟道(21)，导流板(16)设置于水平烟道与入口烟道(15)的连接位置处以及水平烟道与入口烟道大小头(17)的连接位置处，出口烟道(21)沿垂直方向布置，烟气在出口烟道(21)内自上到下流动；
空气预热器(2)及低低温省煤器(3)位于所述出口烟道(21)内。
7.根据权利要求3所述的用于高硫煤机组的低低温省煤器系统，其特征在于，所述低低温省煤器(3)包括沿烟气流动方向依次设置的高温段低低温省煤器(18)、中温段低低温省煤器(19)及低温段低低温省煤器(20)，其中，高温段低低温省煤器(18)的出水口与辅助蒸汽加热器(11)的入口及暖风器(9)的入口相连通，高温段低低温省煤器(18)的入水口经中温段低低温省煤器(19)与低温段低低温省煤器(20)的出水口相连通，低温段低低温省煤器(20)的入水口与循环泵(10)的出口相连通。
8.根据权利要求7所述的用于高硫煤机组的低低温省煤器系统，其特征在于，低低温省煤器3的翅片管为H翅片管；
高温段低低温省煤器(18)、中温段低低温省煤器(19)及低温段低低温省煤器(20)的换热面积分别占整个低低温省煤器(3)换热面积的20％、30％及50％；
高温段低低温省煤器(18)中换热管的材质为20G；中温段低低温省煤器(19)中换热管的材质为ND钢；低温段低低温省煤器(20)中换热管的材质为316L；
高温段低低温省煤器(18)中换热管的节距大于等于23mm；中温段低低温省煤器(19)中换热管的节距大于等于23mm；低温段低低温省煤器(20)中换热管的节距大于等于21mm。
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