CN202813337U - 两级闭式循环锅炉烟气余热利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于火力发电上的环保节能系统，即两级闭式循环锅炉烟气余热利用系统，包括锅炉、空气预热器、静电除尘器、脱硫吸收塔、汽轮机凝结水系统和板式换热器，所述空气预热器和静电除尘器之间设置第一级烟气余热利用装置；所述静电除尘器和脱硫吸收塔之间设置第二级烟气余热利用装置；所述第二级烟气余热利用装置、第一级烟气余热利用装置和板式换热器串联成闭式循环换热系统；所述闭式循环换热系统中的板式换热器与汽轮机凝结水系统连接。本实用新型在综合利用烟气余热的同时降低烟尘排放、提高除尘效率，降低引风机电耗，节约能源。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种火力发电上的环保节能系统，具体的说是一种锅炉烟气余热利用系统。
背景技术
火力发电厂的燃料主要以煤炭为主，发电过程中，排烟热损失约占锅炉热损失的60％～70％。并且由于建成机组运行时的烟温通常高于设计烟温，也造成了锅炉热效率的下降。一般来说，排烟温度每降低10℃，锅炉的热效率提高大约0.5％至0.6％。通常情况下，锅炉燃烧后产生的烟气通过净化处理后直接排放至大气，排入大气的烟气温度和刚从锅炉中产生的烟气温度几乎没什么变化，因此，锅炉排烟的烟气余热是一种潜力很大的资源。合理有效利用烟气余热，降低湿法脱硫吸收塔入口的烟气温度，可以节约脱硫用水量，减小发电煤耗，节约能源。
国家发改委发布的《国家重点节能技术推广目录》（第二批）第七项指出了“脱硫岛烟气余热回收及风机运行优化技术”，其主要内容为针对石灰石石膏湿法脱硫技术，取消脱硫系统传统的[01] ，通过在脱硫吸收塔前加装烟气冷却器，利用烟气余热加热机组凝结水。
利用烟气余热直接加热凝结水的常规方式中，当烟气温度在酸露点以下时，烟气中的酸性离子，会产生腐蚀性，对烟气系统中的设备如静电除尘器、风机、烟道、脱硫吸收塔等产生腐蚀。因此烟气余热利用装置一般只能布置在烟气系统中大部分设备的下游，例如布置在脱硫吸收塔前，烟气余热利用装置需要将凝结水管道从汽机房引至炉后脱硫吸收塔处并接回，系统需要的管道距离较长，而且由于需要和凝结水系统设计压力保持一致，整个烟气余热利用系统设计压力较高，所以新接的管道和阀门均需要按高压力等级设计、使用，工程建设投资较高。同时由于锅炉所排烟气不仅温度较高，而且含有大量飞灰、CO2、SO2、NOX 等有害气体，烟气余热利用系统的使用环境恶劣，容易在使用过程中导致事故的发生，带来安全隐患。
在环境恶化的情况下，环保标准越来越严格，根据最新的《火电厂大气污染物排放标准》要求，自2012年1月1日起，新建燃煤火力发电机组，对于一般地区，烟囱出口灰尘污染物排放浓度限值为30mg/m3。此标准是非常严格的标准，对静电除尘器系统的要求很高。常规锅炉排出的烟气温度较高，而烟气余热利用装置只布置在脱硫吸收塔前，烟气在其它设备中温度仍然较高，其飞灰比电阻数值一般较高，静电除尘器的作用是通过电极板来捕捉烟气中的烟尘，以降低排入大气的烟尘量。静电除尘器的烟尘捕捉效率与烟气的比电阻有关，比电阻越低，在其它条件相同的情况下，除尘器的效率越高。较高温度的烟气不仅降低了静电除尘器的除尘效率，烟气的余热也没有充分利用。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能应用于火力发电上的锅炉烟气余热利用系统，在综合利用烟气余热的同时降低烟尘排放、提高除尘效率，节约能源。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
两级闭式循环锅炉烟气余热利用系统，包括锅炉、空气预热器、静电除尘器、脱硫吸收塔、汽轮机凝结水系统和板式换热器，所述空气预热器和静电除尘器之间设置第一级烟气余热利用装置；所述静电除尘器和脱硫吸收塔之间设置第二级烟气余热利用装置；所述第二级烟气余热利用装置、第一级烟气余热利用装置和板式换热器串联成闭式循环换热系统；所述闭式循环换热系统中的板式换热器与汽轮机凝结水系统连接。
本实用新型的进一步改进在于：所述第一级烟气余热利用装置和第二级烟气余热利用装置均为烟气-水换热器，所述烟气-水换热器的吸热侧通有循环水。
本实用新型的进一步改进在于：所述闭式循环换热系统包括提供循环水动力的循环水泵，所述循环水泵连接在板式换热器和第二级烟气余热利用装置之间，循环水泵和板式换热器之间还设置有闸阀、止回阀和电动闸阀。
本实用新型的进一步改进在于：所述循环水泵设置有两套。
本实用新型的进一步改进在于：所述闭式循环换热系统中设置有与板式换热器并联的旁路，所述板式换热器两侧均设置有闸阀；所述旁路包括闸阀、气动调节阀和止回阀。
本实用新型的进一步改进在于：所述闭式循环换热系统还连接有补充闭式循环换热系统中的液态水的差压水箱，所述差压水箱入口端与水源相连；出口端连接在板式换热器和循环水泵之间的管道上，所述差压水箱还连接有用于放水的无压放水母管。
本实用新型的进一步改进在于：所述闭式循环换热系统还设置有冲洗排污管道。
由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：
在空气预热器和静电除尘器之间设置第一级烟气余热利用装置，烟气温度通过烟气-水换热器后可降低烟气的比电阻，从而提高除尘器的效率。随着排烟温度降低，烟气体积减小，可以减小引风机的电动机功率；但是考虑到除尘器和引风机等系统的安全性，第一级烟气余热利用装置换热烟气温度不能降低太多，在脱硫吸收塔前设置第二级烟气余热利用装置可以更加充分的利用烟气余热，达到更好的效果。烟气余热利用装置的使用环境恶劣，容易在使用过程中导致事故的发生，带来安全隐患。采用闭式循环换热系统连接板式换热器与汽轮机凝结水系统进行热交换，可以有效缩短高压管道长度、降低工程成本，保证系统安全。
闭式循环换热系统中设置的阀门便于维护检修系统，保证系统的安全。闭式循环换热系统中设置有与板式换热器并联的旁路，可以方便板式换热器的检修。循环水泵可以使闭式循环换热系统中的压力保持稳定，并联在闭式循环换热系统中的两套循环水泵可以方便检修，并且在检修一套的同时可以保证系统正常运行。
差压水箱方便补充闭式循环换热系统中的水源损失；连接在差压水箱上的无压放水母管方便冲洗差压水箱；闭式循环换热系统中设置冲洗排污管道方便冲洗系统，保证安全。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构和流程图，箭头所示方向为水的流动方向。
其中，1、烟气-水换热器Ⅰ，2、烟气-水换热器Ⅱ，3、锅炉，4、空气预热器，5、静电除尘器，6、脱硫吸收塔，7、汽轮机凝结水系统，8、板式换热器，9、差压水箱，10、循环水泵，11、引风机，12、无压放水母管， 13、冲洗排污管道。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明：
两级闭式循环锅炉烟气余热利用系统，包括锅炉3、静电除尘器5、脱硫吸收塔6、汽轮机凝结水系统7和板式换热器8，所述锅炉3和静电除尘器5之间设置烟气-水换热器Ⅰ；所述静电除尘器5和脱硫吸收塔6之间设置烟气-水换热器Ⅱ。所述烟气-水换热器Ⅱ、烟气-水换热器Ⅰ和板式换热器8串联成闭式循环换热系统；所述闭式循环换热系统中还设置有循环水泵10，所述循环水泵10连接在板式换热器8和烟气-水换热器Ⅱ之间，循环水泵10和板式换热器8之间还设置有闸阀、止回阀和电动闸阀。所述闭式循环换热系统的板式换热器8与汽轮机凝结水系统7连接。
闭式循环换热系统中，板式换热器8的出口端连接循环水泵10的管路中，循环水泵10的管路设置有两套，分别包括循环水泵10的入口端设置的闸阀、循环水泵10的出口端依次连接设置的止回阀和电动闸阀，所述循环水泵10的管路与烟气-水换热器Ⅱ的入口端相连，烟气-水换热器Ⅱ的出口端和烟气-水换热器Ⅰ的入口端连接，烟气-水换热器Ⅰ的出口端连接至板式换热器8的入口端。闭式循环换热系统中，在循环水泵10的管路和烟气-水换热器Ⅱ之间还设置有便于冲洗闭式循环换热系统时的排水的冲洗排污管道13。
在板式换热器8的入口端和出口端均连接闸阀，在两个闸阀外侧设置与板式换热器8并联的旁路，所述旁路包括闸阀、气动调节阀和止回阀，旁路的设置可以方便板式换热器8的检修。在板式换热器8出口端的闸阀和循环水泵10入口端的闸阀之间设置连接差压水箱9，差压水箱9与外界水源连接，差压水箱9的出口端还设置有用于清理时排污水的无压放水母管12。
本实用新型的具体工作过程为：
两级闭式循环锅炉烟气余热利用系统中有两条管路，一条管路是锅炉排出的放热烟气管路；另一条管路是吸热的闭式循环换热系统。两条管路在烟气-水换热器Ⅱ和烟气-水换热器Ⅰ两处进行热交换，最终烟气温度降低，闭式循环换热系统中的水温度升高。完成烟气-水的热交换之后，闭式循环换热系统中被加热的水在板式换热器8中与汽轮机凝结水系统7的水再进行一次热交换，最终达到利用烟气余热加热凝结水的目的。
在烟气的流通管路中，从锅炉3排出的烟气通过空气预热器4后，进入烟气-水换热器Ⅰ，通过闭式循环换热系统中水的吸热作用，烟气开始放热降温，此过程中，因为考虑到静电除尘器5和引风机11等系统的安全性，温度不能降低太多，一般需要保持在酸露点以上，烟气的温度大约从130℃～140℃下降至110℃；从烟气-水换热器Ⅰ出来的经过第一次降温的烟气顺着管道进入静电除尘器5，经过静电除尘器5的除尘作用后，烟气飞灰含量降低，烟气的含尘量能达到排放标准。从静电除尘器5出来的烟气通过引风机11后到达烟气-水换热器Ⅱ，在烟气-水换热器Ⅱ中对烟气进行第二次降温，降温后从烟气-水换热器Ⅱ出来的烟气温度一般稍高于露点温度，烟气的温度大约从110℃下降至80℃～90℃，烟气再经过脱硫吸收塔6的净化作用后，从烟囱排出至大气中。
在闭式循环换热系统中，从板式换热器8中流出的液态水经过闸阀，流经循环水泵10，通过循环水泵10后，液态水从烟气-水换热器Ⅱ的入口端流进，通过烟气-水换热器Ⅱ中的烟气余热加热液态水，从烟气-水换热器Ⅱ流出的经过第一次加热的液态水通过管道流入烟气-水换热器Ⅰ的入口，进行第二次加热升温后，液态水流出烟气-水换热器Ⅰ，最后回到板式换热器8，闭式循环换热系统中的液态水经过两次升温后，温度大约从60℃上升至90～100℃。
闭式循环换热系统中，板式换热器8和循环水泵10之间设置有连接补给液态水的差压水箱9，差压水箱9通过阀门连接至水源。
Claims (7)
1.两级闭式循环锅炉烟气余热利用系统，包括锅炉（3）、空气预热器（4）、静电除尘器（5）、脱硫吸收塔（6）、汽轮机凝结水系统（7）和板式换热器（8），其特征在于：所述空气预热器（4）和静电除尘器（5）之间设置第一级烟气余热利用装置；所述静电除尘器（5）和脱硫吸收塔（6）之间设置第二级烟气余热利用装置；所述第二级烟气余热利用装置、第一级烟气余热利用装置和板式换热器（8）串联成闭式循环换热系统；所述闭式循环换热系统中的板式换热器（8）与汽轮机凝结水系统（7）连接。
2.根据权利要求1所述的两级闭式循环锅炉烟气余热利用系统，其特征在于：所述第一级烟气余热利用装置和第二级烟气余热利用装置均为烟气-水换热器，所述烟气-水换热器的吸热侧通有循环水。
3.根据权利要求１所述的两级闭式循环锅炉烟气余热利用系统，其特征在于：所述闭式循环换热系统包括提供循环水动力的循环水泵（10），所述循环水泵（10）连接在板式换热器（8）和第二级烟气余热利用装置之间，循环水泵（10）和板式换热器（8）之间还设置有闸阀、止回阀和电动闸阀。
4.根据权利要求3所述的两级闭式循环锅炉烟气余热利用系统，其特征在于：所述循环水泵（10）设置有两套。
5.根据权利要求1或者3任一项所述的两级闭式循环锅炉烟气余热利用系统，其特征在于：所述闭式循环换热系统中设置有与板式换热器（8）并联的旁路，所述板式换热器（8）两侧均设置有闸阀；所述旁路包括闸阀、气动调节阀和止回阀。
6.根据权利要求1或者3任一项所述的两级闭式循环锅炉烟气余热利用系统，其特征在于：所述闭式循环换热系统还连接有补充闭式循环换热系统中的液态水的差压水箱（9），所述差压水箱（9）入口端与水源相连；出口端连接在板式换热器（8）和循环水泵（10）之间的管道上，所述差压水箱（9）还连接有用于放水的无压放水母管（12）。
7.根据权利要求1所述的两级闭式循环锅炉烟气余热利用系统，其特征在于：所述闭式循环换热系统还设置有冲洗排污管道（13）。
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