CN114322355A - 一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统及运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统及运行方法，属于燃煤锅炉余热利用和节能节水技术领域，包括发生器(1)、冷凝器(2)、蒸发器(3)、冷剂循环泵(4)、吸收器(5)、溶液循环泵(6)、溶液换热器(7)、冷媒循环泵(8)、烟气冷凝器(9)、回收水收集系统(10)、锅炉(11)、空预器(12)、除尘器(13)、脱硫塔(14)、烟囱(15)、汽轮机(16)和发电机(17)。本发明用将吸收式制冷装置应用于电厂余热利用，可以利用燃煤电厂自身的烟气余热对脱硫塔后的烟气进行水分回收，能够最大限度利用烟气余热和节约水分，为电厂节能节水提供非常重要的技术手段。
Description
技术领域
本发明属于火电机组余热利用和节能节水技术领域，特别涉及一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统及运行方法。
背景技术
燃煤发电机组是我国电力供应的主力设备，也是节约能源、治理燃煤污染、解决环境问题的关键装备。燃煤发电是我国主要的发电形式，同时我国是一个水资源缺乏的国家，由于我国人口不断增长、经济发展水平不断提高，且水体污染的问题还没有得到有效遏制，水资源短缺势必成为未来需要重点关注的热点问题之一，作为我国电力行业发电主要方式的火电厂则可能因为水资源短缺问题发展而受到限制。为满足国家政策要求，节水减排已成为火电企业最重要的工作之一。我国的煤电基地大多位于“多煤缺水”的北方干旱地区，采用燃煤发电机组烟气水分回收和处理技术减少常规煤电机组水资源的消耗是目前面临的最迫切问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有北方干旱地区火电机组锅炉水资源短缺问题，提供了一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统及运行方法，该系统能够实现吸收式制冷装置与烟气取水相协同，可以根据电厂要求，保证机组运行安全、稳定和环保的基础上，利用电厂排烟余热进行烟气水分回收，降低燃煤电厂用水成本，提升燃煤机组发电盈利能力。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：
一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统，包括发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液循环泵、溶液换热器、烟气冷凝器、回收水收集系统、锅炉、空预器、除尘器、脱硫塔和烟囱；
锅炉排出的烟气引入空预器的烟气进口，空预器的烟气出口连接至除尘器的烟气进口，除尘器的烟气出口连接至发生器的烟气出口，发生器的烟气出口依次通过脱硫塔和烟气冷凝器连接至烟囱；
发生器的蒸气出口连接至冷凝器的蒸汽进口，冷凝器的冷凝水出口连接至蒸发器的水进口，蒸发器的水蒸气出口吸收器的水蒸气进口；
发生器的溴化锂溶液出口连接至吸收器的溴化锂溶液进口，吸收器的溴化锂溶液出口通过溶液循环泵和溶液换热器连接至发生器的溴化锂溶液进口；
烟气冷凝器的冷却水进出口与蒸发器冷媒进、出口相连。
本发明进一步的改进在于，还包括汽轮机和发电机，锅炉产生的蒸汽用于推动汽轮机做工，汽轮机用于推动发电机发电。
本发明进一步的改进在于，还包括在吸收器和冷凝器引入一股冷却水进行换热。
本发明进一步的改进在于，该系统采用溴化锂为循环溶液，充分利用燃煤电厂除尘器后的烟气余热作为热源，制备0℃以上的水作为烟气取水的冷却水源。
本发明进一步的改进在于，烟气冷凝器下部设置回水收集系统进行回收水分利用。
本发明进一步的改进在于，在蒸发器出口设置有冷剂循环泵。
本发明进一步的改进在于，在烟气冷凝器的冷媒出口设置有冷媒循环泵。
本发明进一步的改进在于，从蒸发器引出的冷媒水作为烟气冷凝器的冷却水源，被冷媒循环泵送至烟气冷凝器，对烟气进行冷凝取水。
一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统的运行方法，包括：
在电厂锅炉除尘器与脱硫塔之间的烟气管道与吸收式制冷系统的发生器间接接触换热；
在脱硫塔与电厂烟囱之间设置烟气冷凝器进行烟气换热取水，烟气冷凝器的冷却水与蒸发器冷媒进、出口相连，烟气冷凝器下部设置回水收集系统进行回收水分利用；
对于吸收式制冷装置，发生器与冷凝器、吸收器相连，冷凝器与蒸发器相连，蒸发器与吸收器、烟气冷凝器相连，吸收器与发生器相连，在蒸发器位置设置冷剂循环泵，在吸收器出口设置溶液循环泵，在发生器和吸收器之间设置溶液换热器；
从燃煤电站锅炉排出的烟气经过空预器、除尘器进行了降温和除尘，将除尘器出口烟气引入发生器进行间接加热溴化锂溶液，发生器内水受热蒸气进入冷凝器，溴化锂浓溶液进入到吸收器内，水蒸气在冷凝器内放热冷凝进入蒸发器内，在蒸发器的低压环境，水再次蒸发吸热，将冷媒水进行降温，蒸发器旁设置冷剂循环泵，蒸发后的水蒸气进入吸收器被溴化锂浓溶液吸收，溴化锂溶液浓度变低，溴化锂溶液再被溶液循环泵送至发生器内，在溴化锂浓溶液和溴化锂稀溶液之间设置间接式溶液换热器进行热量回收；
从蒸发器引出的冷媒水作为烟气冷凝器的冷却水源，被冷媒循环泵送至烟气冷凝器，对烟气进行冷凝取水，烟气冷凝后的水被送至回水收集系统进行再次利用。
本发明进一步的改进在于，在吸收器和冷凝器引入一股冷却水进行换热，这部分冷却水取电厂工艺水源或者回水收集系统水。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
本发明将吸收式制冷装置应用于电厂余热利用，可以利用燃煤电厂自身的烟气余热对脱硫塔后的烟气进行水分回收，能够最大限度利用烟气余热和节约水分，为电厂节能节水提供非常重要的技术手段。
具体而言，本发明具有以下优点：
本发明提出协同吸收式制冷装置进行烟气冷凝取水，能够很好利用电厂烟气余热进一步降低冷凝烟气温度，烟气取水效果显著。本发明实现了电厂冷热源协同，同时能够为燃煤机组节省大量水分，具有非常可观的经济效益。
附图说明
图1为本发明一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统的示意图。
附图标记说明：
1为发生器、2为冷凝器、3为蒸发器、4为冷剂循环泵、5为吸收器、6为溶液循环泵、7为溶液换热器、8为冷媒循环泵、9为烟气冷凝器、10为回收水收集系统、11为锅炉、12为空预器、13为除尘器、14为脱硫塔、15为烟囱、16为汽轮机、17为发电机。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明提供的一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统，采用溴化锂为循环溶液，充分利用燃煤电厂除尘器13后的烟气余热作为热源，制备0℃以上的水作为烟气取水的冷却水源。发生器1与除尘器13和脱硫塔14之间的烟道相连，烟道内烟气在发生器1内与溴化锂溶液间接换热释放热量，溴化锂溶液被加热，水蒸气蒸发析出，同时压力升高，水蒸气进入冷凝器2内，在冷凝器2内水蒸气被冷却节流进入蒸发器3内，在低压的蒸发器3内，水作为冷剂再次蒸发吸热，冷剂循环泵4使水不断循环蒸发，蒸发过程中冷媒被间接降温，冷媒作为烟气冷凝器9的冷却水源被送至烟气冷凝器9内对烟气进行降温，使烟气内水蒸气冷凝析出再送至回水收集系统。而蒸发器3内蒸发的水蒸气进入吸收器5内，被高浓度的溴化锂溶液吸收，再通过溶液循环泵6送至发生器1，在溶液循环泵6出口至发生器1之间设置溶液换热器7，在溶液换热器7内从发生器1流至吸收器5的浓溶液与吸收器5送至发生器1的稀溶液间接换热。
本发明提供的一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统的运行方法，包括：
在电厂锅炉11的除尘器13与脱硫塔14之间的烟气管道与吸收式制冷系统的发生器1间接接触换热。
在脱硫塔14与电厂烟囱15之间设置烟气冷凝器9进行烟气换热取水，烟气冷凝器9的冷却水与蒸发器3冷媒进、出口相连。烟气冷凝器9下部设置回水收集系统10进行回收水分利用。
对于吸收式制冷装置，发生器1与冷凝器2、吸收器5相连，冷凝器2与蒸发器3相连，蒸发器3与吸收器5、烟气冷凝器9相连，吸收器5与发生器1相连。在蒸发器1位置设置冷剂循环泵4，在吸收器5出口设置溶液循环泵6，在发生器1和吸收器5之间设置溶液换热器7。
从燃煤电站锅炉11排出的烟气经过空预器12、除尘器13等进行了降温和除尘，将除尘器13出口烟气引入发生器1进行间接加热溴化锂溶液，发生器1内水受热蒸气进入冷凝器2，溴化锂浓溶液进入到吸收器5内。水蒸气在冷凝器2内放热冷凝进入蒸发器3内，在蒸发器3的低压环境，水再次蒸发吸热，将冷媒水进行降温，蒸发器3旁设置冷剂循环泵4。蒸发后的水蒸气进入吸收器5被溴化锂浓溶液吸收，溴化锂溶液浓度变低，溴化锂溶液再被溶液循环泵6送至发生器1内。在溴化锂浓溶液和溴化锂稀溶液之间设置间接式溶液换热器7进行热量回收。
从蒸发器3引出的冷媒水作为烟气冷凝器9的冷却水源，被冷媒循环泵8送至烟气冷凝器9，对烟气进行冷凝取水。烟气冷凝后的水被送至回水收集系统10进行再次利用。
此外，在吸收器5和冷凝器2引入一股冷却水进行换热，这部分冷却水可以取电厂工艺水源或者回水收集系统水。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (10)
1.一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统，其特征在于，包括发生器(1)、冷凝器(2)、蒸发器(3)、吸收器(5)、溶液循环泵(6)、溶液换热器(7)、烟气冷凝器(9)、回收水收集系统(10)、锅炉(11)、空预器(12)、除尘器(13)、脱硫塔(14)和烟囱(15)；
锅炉(11)排出的烟气引入空预器(12)的烟气进口，空预器(12)的烟气出口连接至除尘器(13)的烟气进口，除尘器(13)的烟气出口连接至发生器(1)的烟气出口，发生器(1)的烟气出口依次通过脱硫塔(14)和烟气冷凝器(9)连接至烟囱(15)；
发生器(1)的蒸气出口连接至冷凝器(2)的蒸汽进口，冷凝器(2)的冷凝水出口连接至蒸发器(3)的水进口，蒸发器(3)的水蒸气出口吸收器(5)的水蒸气进口；
发生器(1)的溴化锂溶液出口连接至吸收器(5)的溴化锂溶液进口，吸收器(5)的溴化锂溶液出口通过溶液循环泵(6)和溶液换热器(7)连接至发生器(1)的溴化锂溶液进口；
烟气冷凝器(9)的冷却水进出口与蒸发器(3)冷媒进、出口相连。
2.根据权利要求1所述的一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统，其特征在于，还包括汽轮机(16)和发电机(17)，锅炉(11)产生的蒸汽用于推动汽轮机(16)做工，汽轮机(16)用于推动发电机(17)发电。
3.根据权利要求1所述的一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统，其特征在于，还包括在吸收器(5)和冷凝器(2)引入一股冷却水进行换热。
4.根据权利要求1所述的一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统，其特征在于，该系统采用溴化锂为循环溶液，充分利用燃煤电厂除尘器(13)后的烟气余热作为热源，制备0℃以上的水作为烟气取水的冷却水源。
5.根据权利要求1所述的一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统，其特征在于，烟气冷凝器(9)下部设置回水收集系统(10)进行回收水分利用。
6.根据权利要求1所述的一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统，其特征在于，在蒸发器(3)出口设置有冷剂循环泵(4)。
7.根据权利要求1所述的一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统，其特征在于，在烟气冷凝器(9)的冷媒出口设置有冷媒循环泵(8)。
8.根据权利要求1所述的一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统，其特征在于，从蒸发器(3)引出的冷媒水作为烟气冷凝器(9)的冷却水源，被冷媒循环泵(8)送至烟气冷凝器(8)，对烟气进行冷凝取水。
9.一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统的运行方法，其特征在于，包括：
在电厂锅炉除尘器(13)与脱硫塔(14)之间的烟气管道与吸收式制冷系统的发生器(1)间接接触换热；
在脱硫塔(14)与电厂烟囱(15)之间设置烟气冷凝器(9)进行烟气换热取水，烟气冷凝器(9)的冷却水与蒸发器(3)冷媒进、出口相连，烟气冷凝器(9)下部设置回水收集系统进行回收水分利用；
对于吸收式制冷装置，发生器(1)与冷凝器(2)、吸收器(5)相连，冷凝器(2)与蒸发器(3)相连，蒸发器(3)与吸收器(5)、烟气冷凝器(9)相连，吸收器(5)与发生器(1)相连，在蒸发器(3)位置设置冷剂循环泵(4)，在吸收器(5)出口设置溶液循环泵(6)，在发生器(1)和吸收器(5)之间设置溶液换热器(7)；
从燃煤电站锅炉(11)排出的烟气经过空预器(12)、除尘器(13)进行了降温和除尘，将除尘器(13)出口烟气引入发生器(1)进行间接加热溴化锂溶液，发生器(1)内水受热蒸气进入冷凝器(2)，溴化锂浓溶液进入到吸收器(5)内，水蒸气在冷凝器(2)内放热冷凝进入蒸发器(3)内，在蒸发器(3)的低压环境，水再次蒸发吸热，将冷媒水进行降温，蒸发器(3)旁设置冷剂循环泵(4)，蒸发后的水蒸气进入吸收器(5)被溴化锂浓溶液吸收，溴化锂溶液浓度变低，溴化锂溶液再被溶液循环泵(6)送至发生器(1)内，在溴化锂浓溶液和溴化锂稀溶液之间设置间接式溶液换热器(7)进行热量回收；
从蒸发器(3)引出的冷媒水作为烟气冷凝器(9)的冷却水源，被冷媒循环泵(8)送至烟气冷凝器(9)，对烟气进行冷凝取水，烟气冷凝后的水被送至回水收集系统进行再次利用。
10.根据权利要求9所述的一种协同吸收式制冷装置的烟气取水系统的运行方法，其特征在于，在吸收器(5)和冷凝器(2)引入一股冷却水进行换热，这部分冷却水取电厂工艺水源或者回水收集系统水。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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