CN202733874U - 一种利用低品位烟气余热的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用低品位烟气余热的装置，包括换热器，所述换热器进水口连接有进水母管，出水口设置有出水母管；所述进水、出水母管分别通过至少一条管道与换热器相连。本实用新型的由于加热的是锅炉补给水，水量仅为低温加热器加热凝结水量的1/20左右，但是温升是后者的大约5倍，因此余热利用节能装置的体积以及使用的金属量大大降低，利用效果高，使得投资成本大大降低；每根换热管采用单独的参数检测仪表，其运行情况得到实时监测，异常情况时可以单独退出运行，不影响其他换热管的运行；采用薄壁不锈钢制造，达到最佳的余热利用效率，投资回收时间短。

Description

一种利用低品位烟气余热的装置

技术领域

本实用新型属于余热利用领域，涉及一种烟气余热再利用装置，尤其是一种利用低品位烟气余热的装置。

背景技术

我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要，是我国应该承担的责任。节能减排对我国实现有好又快经济发展至关重要，也是当前一项需要迫切解决的问题。

《“十二五”节能减排综合性工作方案》要求，“十二五”期间，实现节约能源6.7亿吨标准煤，单位国内生产总值能耗降低16—18%。

火力发电厂是耗煤大户。一台330MW机组设计燃料消耗量141.3t/h（BMCR工况），年利用小时按照5000小时计算，每年耗煤706500t。锅炉总热损失6.20%，其中干烟气热损失4.73%，占总热损失的76.29%。因此，排烟损失是锅炉运行中最重要的一项热损失。如果将烟气余热加以利用，以每台机组每年节约2000t，按照500元/t计算，每年节约100万元，经济效益显著。

我国火力发电厂的很多锅炉排烟温度都超过设计值较多。为了降低排烟温度，减少排烟损失，提高火力发电厂的运行经济性，已有电厂在烟道上加装低温省煤器。具体方案为：凝结水在低温省煤器内吸收排烟热量，降低排烟温度，自身被加热、升高温度后再返回汽轮机低压加热器系统，代替部分低压加热器的作用。在发电量不变的情况下，可节约机组的能耗。同时，由于进入脱硫塔的烟温下降，还可以节约脱硫工艺水的消耗量。

山东某两台容量100MW发电厂在尾部加装了低温省煤器。凝结水取自2号和3号低压加热器，经布置在除尘器前的低温省煤器加热后进入除氧器。

国外低温省煤器技术较早就得到了应用。在苏联为了减少排烟损失而改装锅炉机组时，在锅炉对流竖井的下部装设低温省煤器供加热热网水之用。德国Schwarze Pumpe电厂2×855MW褐煤发电机组在静电除尘器和烟气脱硫塔之间加装了烟气冷却器，利用烟气加热锅炉凝结水，其原理同低温省煤器一致。德国科隆Nideraussem1000MW级褐煤发电机组采用分隔烟道系统充分降低排烟温度，把低温省煤器加装在空气预热器的旁通烟道中，在烟气热量足够的前提下引入部分烟气到旁通烟道内加热锅炉给水。日本的常陆那珂电厂采用了水媒方式的管式GGH。烟气放热段的GGH布置在电气除尘器上游，烟气被循环水冷却后进入低温除尘器（烟气温度在90～100℃左右），烟气加热段的GGH布置在烟囱入口，由循环水加热烟气。烟气放热段的GGH的原理和低温省煤器一样。

低温省煤器尽管在国内和国外已经有运用业绩，但上述的例子中我们发现，在德国锅炉排烟温度较高，均达到170℃左右（这些锅炉燃用的是褐煤），而加装低温省煤器后排烟温度下降到100℃左右。日本的情况是锅炉设计排烟温度不高（125℃左右），经过低温省煤器后烟气温度可降低到85℃左右。

低温省煤器布置方式有两种，一是在除尘器的进口，如日本的不少大型火电厂，如常陆那珂电厂（1000MW）和Tomato-Atsuma电厂（700MW）等都有类似的布置。即可提高电气除尘器的运行收尘效率，又能使其烟道、引风机、增压风机等的容量也可相应减少，降低了运行厂用电。据计算，每台机组节约引风机和增压风机厂用电共约500kW。存在的问题是腐蚀，有可能使除尘器、烟道、引风机、增压风机均存在腐蚀的风险。另一种安装方式是在脱硫吸收塔的进口前。如德国一些燃烧褐煤的锅炉将低温省煤器布置在吸收塔入口。低温省煤器将烟气温度从160℃降低到100℃后进入吸收塔，被烟气加热的凝结水再加热冷二次风。优点在于飞灰对管壁的磨损程度将大大减轻。

某1000MW机组，工程设计烟气换热器安装在除尘器的进口。回收的热量为：29.7MW。考虑到由于低温省煤器的热量进入回热系统后降低了机组的回热效果，采用低温省煤器后热耗从7356KJ/KWh减少到7320KJ/KWh。由于低省输入了部分热量导致热耗减少了36KJ/KWh，由此降低发电标准煤耗1.4g/kWh，以500元/吨的标煤价计算，如年有效运行小时为5500h（每年机组负荷在75%以上的小时数），则每台机组全年的燃料成本可下降约385万元。但是一次性投资高达2500万元，考虑到投资回收时间较长，此方案不建议采用。

可见，现有技术采用低温省煤器加热凝结水达到烟气余热利用的目的。存在的问题是，一次性投资高，投资回收时间较长的问题。造成其问题的根本原因是凝结水量大，被加热后温升小，造成换热器的效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种利用低品位烟气余热的装置，该装置以锅炉补给水为介质，将锅炉补给水输送至该装置，补给水吸收烟气的余热后升温至接近饱和温度，再经过出口阀门进入出水母管，经母管进入除氧器除氧；由于加热的是锅炉补给水，水量仅为低温加热器加热凝结水量的1/20左右，但是温升是后者的大约5倍，因此余热利用节能装置的体积以及使用的金属量大大降低，利用效果高，使得投资成本大大降低。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种利用低品位烟气余热的装置，包括换热器，所述换热器进水口连接有进水母管，出水口设置有出水母管；所述进水、出水母管分别通过至少一条管道与换热器相连。

上述进水母管与换热器之间的管道上依次设置有入口流量调节阀、压力表以及温度表。

上述换热器与出水母管之间的管道上依次设置有流量表、电导率表以及出口流量调节阀。

上述换热器不知在电除尘后脱硫装置前的烟道中，且逆烟温布置。

上述换热器的主体结构为不锈钢换热管管束结构。

本实用新型的由于加热的是锅炉补给水，水量仅为低温加热器加热凝结水量的1/20左右，但是温升是后者的大约5倍，因此余热利用节能装置的体积以及使用的金属量大大降低，利用效果高，使得投资成本大大降低；每根换热管采用单独的参数检测仪表，其运行情况得到实时监测，异常情况时可以单独退出运行，不影响其他换热管的运行；采用薄壁不锈钢制造，达到最佳的余热利用效率，投资回收时间短。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中：1为换热器；2为入口流量调节阀；3为进水母管；4为压力表；5为温度表；6为流量表；7为电导率表；8为出水母管；9为出口流量调节阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1，这种利用低品位烟气余热的装置，包括换热器1，换热器1进水口连接有进水母管3，出水口设置有出水母管8；进水、出水母管3、8分别通过至少一条管道与换热器1相连。进水母管3与换热器1之间的管道上依次设置有入口流量调节阀2、压力表4以及温度表5。换热器1与出水母管8之间的管道上依次设置有流量表6、电导率表7以及出口流量调节阀9。换热器1不知在电除尘后脱硫装置前的烟道中，且逆烟温布置。换热器1的主体结构为不锈钢换热管管束结构。

本实用新型的具体工作过程是这样实现的：由化学除盐车间补给水母管来水，经过入口流量调节阀2，进入换热器1，并在其中完成烟气/水之间的热量传递过程，出水经出口流量调节阀9，进入出水母管8，出水母管进入除氧器除氧。

余热利用节能装置本体1布置在电除尘后脱硫装置前的烟道中，且逆烟温布置，以便于最大限度利用余热加热除盐水。

使用时，将锅炉补给水输送至余热利用节能装置，经过换热管流量调节阀进入换热管，补给水吸收烟气的余热后升温至接近饱和温度，在经过出口阀门进入出水母管，经母管进入除氧器除氧。在此过程中，检测每根换热管的流量、压力、温度以及电导率，当某换热管参数异常时，经控制单元输出指令，关闭其进出口阀门，其余正常换热管继续运行。

Claims (5)

1.一种利用低品位烟气余热的装置，其特征在于：包括换热器（1），所述换热器（1）进水口连接有进水母管（3），出水口设置有出水母管（8）；所述进水、出水母管（3、8）分别通过至少一条管道与换热器（1）相连。

2.根据权利要求1所述的一种利用低品位烟气余热的装置，其特征在于：所述进水母管（3）与换热器（1）之间的管道上依次设置有入口流量调节阀（2）、压力表（4）以及温度表（5）。

3.根据权利要求1所述的一种利用低品位烟气余热的装置，其特征在于：所述换热器（1）与出水母管（8）之间的管道上依次设置有流量表（6）、电导率表（7）以及出口流量调节阀（9）。

4.根据权利要求1所述的一种利用低品位烟气余热的装置，其特征在于：所述换热器（1）布置在电除尘后脱硫装置前的烟道中，且逆烟温布置。

5.根据权利要求1所述的一种利用低品位烟气余热的装置，其特征在于：所述换热器（1）的主体结构为不锈钢换热管管束结构。