CN204460255U - Wggh多功能调温布置系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种WGGH多功能调温布置系统，热媒水箱的出水端与循环加压装置相连，循环加压装置通过一号管道与FGC的进水端相连，FGC的出水端通过二号管道与辅汽加热器相连，辅汽加热器的出水端通过三号管道与FGR相连，FGR的出水端与循环加压装置相连；辅助蒸汽汽源与辅汽加热器的进汽端相连，辅汽加热器的出汽端与疏水箱相连，疏水箱的出水端通过四号管道与除盐水管道或排污管道相连，间壁式换热器的热媒水进水端通过五号管道接于辅汽加热器前方的二号管道上，间壁式换热器的热媒水出水端通过六号管道接于辅汽加热器后方的三号管道上；所述辅助蒸汽凝结水回收系统包括八号管道和七号管道。本实用新型在实现原WGGH功能的同时实现了系统的节能降耗。

Description

WGGH多功能调温布置系统

技术领域

本实用新型涉及一种WGGH多功能调温布置系统，属于热媒水气气换热器系统技术领域。

背景技术

在WGGH（water gas gas heater热媒水气气换热器）出现以前，锅炉的流程为：从炉膛出来的烟气经过SCR反应器后进入空预器，然后从空预器中出来的烟气进入除尘器，通过除尘器除尘后的烟气进入脱硫塔，通过脱硫塔脱硫后的烟气通过烟囱排放到大气。

由于除尘器温度要求为95度左右，而从空预器出来的烟气温度为135度左右，因此，在两者之间通过设置一个单独的取热器进行降温，该段则称为降温段。而从脱硫塔出来的烟气温度为50度左右，但烟囱内的烟气温度要求为80度左右，因此，在脱硫塔和烟囱之间设置一个单独的再热器来进行升温。取热器和再热器都是单独设置，其能源要达到预期效果则消耗较大，并且锅炉长期运行，则需要取热器和再热器不断的提供能源，成本较高，不环保。

为了解决传统锅炉系统中即需要降温的取热器，又需要升温的再热器，存在成本高，能源利用率低，并且环保系数低的问题，设计了WGGH系统。

目前的WGGH系统，主要由FGC（Flue gas cooler烟气冷却器）和FGR（Flue gas reheater烟气再热器）及内部热媒水循环管道、泵、阀等组成，通过设置FGC和FGR，通过系统内部自身的热能调和来减少了取热器和再热器的投入，节约能耗，同时达到锅炉生产要求。

现有的WGGH系统的布置位置见附图1，整个WGGH的布置流程为：从炉膛101中出来的烟气经过SCR反应器102后进入空预器103，然后从空预器103中出来的烟气进入除尘器105，通过除尘器105除尘后的烟气进入脱硫塔106，通过脱硫塔106脱硫后的烟气通过烟囱108排放到大气。FGC3设置在空预器之后的降温段，那是因为经过SCR反应器后的温度为135度左右，而静电除尘器需要的温度为95度左右，因此，从SCR反应器出来的烟气必须经过一段降温，从135~160度降到95度，才能够确保烟气在静电除尘器中的使用。另外，FGR5设置在脱硫塔和烟囱之间的升温段，从脱硫塔出来的温度为50度左右，而烟囱需要的烟气温度为80度，因此，从脱硫塔出来的烟气必须经过一段升温，从50度升到80度，才能够确保烟囱不受腐蚀。

现有的WGGH系统流程见附图2：将热媒水箱1架高，热媒水箱1中的水来自于除盐水，温度为常温，介于25-30°的水从架高的热媒水箱中放出，通过管道进入循环加压装置2，通过循环加压装置2进行加压后再通过一号管道21进入FGC3中；FGC3入口处的烟气温度为WGGH系统中经过预热器后的135°左右，为了使得该烟气温度达到静电除尘器要求的95度左右，因此，从循环加压装置2出来的水进入FGC3后，与烟气进行热能交换，用于FGC中烟气的降温，将FGC进口处135°左右的烟气降低到95°左右，根据能力守恒定律，该水被加热。经过加热后的水通过二号管道22进入辅汽加热器4进行再次的加热。辅汽加热器4中的汽体来源于辅助蒸汽汽源6，辅助蒸汽汽源6中的汽体温度为300°左右，该汽体进入辅汽加热器4中，与从FGC出来的水进行水汽换热，经过换热后的汽体被降温后进入疏水箱7，从疏水箱7出来的凝结水温为190°左右，该凝结水通过四号管道24排出至除盐水管道或排污管道8，并没有被再次得到利用，非常浪费。而经过辅汽加热器4加热后的水再次得到升温到105°度左右，然后通过三号管道23进入FGR5，FGR5入口端的烟气为从脱硫塔出来的烟气，其温度为50°，而FGR出口端接烟囱，为了防止烟囱不受腐蚀，防止烟囱排出湿烟气，因此，要求烟囱内的烟气温度为80°左右。因此，FGR的主要作用是将烟气温度从50°上升到80°。从FGR5进入的水温为105°左右，该水进入FGR与烟气进行换热后得到降温，水温从105度降到70度左右，而FGR中烟温则吸热升温，从50度上升到80度左右，然后再进入烟囱。经过FGR降温后的水继续流入循环加压装置2加压后进行下一次的循环。

该WGGH具备如下优点：其主要作用是通过热媒水循环管道与布置于除尘器前方的FGC吸收烟气余热，降低锅炉排烟温度，使之适应除尘器的要求，对除尘器提效提供烟温支持；同时，将吸收的热量通过热媒水循环管道传递给布置于脱硫塔后的FGR，用于加热脱硫后的净烟气，从而起到保护湿烟囱不受腐蚀，节约烟囱内衬防腐材料投资。

但是，该WGGH系统在应用中存在能耗过大，利用率不高，基本无节能效果，具体来说，该WGGH系统存在如下的不足之处：

1.    FGC是将烟温从135～160℃降至90～95℃，而FGR是将脱硫后的净烟气从50℃升温至80℃；所以其内循环的热媒水吸收和放出的的热量不相等；此时，如果系统内没有相应的调温设备，则会出现热媒水经过数次循环后，热媒水工质的温度偏离设计温度，在FGC和FGR换热器换热面积一定的条件下，降温段和升温段的出口烟气温度也会偏离设计温度，不能达到原设计效果，从而影响除尘效率，无法保证脱硫后净烟气的升温效果，造成烟囱腐蚀。

2.    现有的WGGH系统设置辅助蒸汽汽源，应用在在系统启动初期及低负荷时，这部分蒸汽气源最终是经疏水箱直接排出系统，此时，排出系统的凝结水的水温有110～120℃左右，直接排放将损失这部分热量。

3.当热媒水内循环中的水温达到恒定要求后，从FGC进入FGR中的水仍然要全流量经过辅汽加热器增加系统阻力，同时造成设备的浪费，造成资源浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：鉴于目前WGGH存在的不足，本实用新型提供一种WGGH多功能调温布置系统，以解决FGC和FGR热量匹配的问题，在系统内设置调温设备，并利用系统内部热量不匹配的条件，将多余的热量进行有效回收，在实现原WGGH功能的同时，实现系统的节能降耗，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。

本实用新型目的通过下述技术方案来实现：一种WGGH多功能调温布置系统，包括热媒水箱、循环加压装置、FGC、辅汽加热器、FGR、辅助蒸汽汽源、疏水箱、除盐水管道或排污管道、凝结水系统、间壁式换热器、辅助蒸汽凝结水回收系统和旁路管道；所述间壁式换热器与凝结水系统相连，热媒水箱的出水端与循环加压装置相连，循环加压装置通过一号管道与FGC的进水端相连，FGC的出水端通过二号管道与辅汽加热器相连，辅汽加热器的出水端通过三号管道与FGR相连，FGR的出水端与循环加压装置相连；辅助蒸汽汽源与辅汽加热器的进汽端相连，辅汽加热器的出汽端与疏水箱相连，疏水箱的出水端通过四号管道与除盐水管道或排污管道相连，间壁式换热器的热媒水进水端通过五号管道接于辅汽加热器前方的二号管道上，间壁式换热器的热媒水出水端通过六号管道接于辅汽加热器后方的三号管道上；所述辅助蒸汽凝结水回收系统包括八号管道和七号管道，所述八号管道的两端分别接于间壁式换热器后方的六号管道和疏水箱后方的四号管道上，所述七号管道的两端分别接于间壁式换热器前方的五号管道和疏水箱后方的四号管道上；所述旁路管道的两端分别接于辅汽加热器前方的二号管道和辅汽加热器后方的三号管道上。

作为一种优选方式，凝结水系统包括七号低加和八号低加，所述间壁式换热器的凝结水入水端接于八号低加前方的管路上，间壁式换热器的凝结水出水端接于七号低加后方的管路上。

作为一种优选方式，在所述五号管道和六号管道之间设有十号管道。

作为进一步优选方式，所述五号管道、六号管道、七号管道、八号管道、旁路管道和十号管道上均设有电控阀门。

作为进一步优选方式，在四号管道与七号管道相接点、四号管道与八号管道相接点之间的管道上设有电控阀门。

作为一种优选方式，所述循环加压装置包括主循环泵、辅助循环泵和连接管，主循环泵、辅助循环泵和连接管并联连接，在主循环泵、辅助循环泵和连接管上均设有电控阀门。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型通过利用系统内部热量不匹配的条件，将多余的热量进行有效回收，在实现原WGGH功能的同时实现了系统的节能降耗，具体来说，具备如下优点：

1.通过设置间壁式换热器，以方便、灵活的控制系统降温段、升温段的出口烟温，以及热媒水水温，并最大程度的利用辅助蒸汽的热量，排挤给凝结水系统用于抽汽，提高机组的整体效率，减少煤耗，使WGGH系统不仅具备环保功能，同时兼备了节能的功能；

2.通过设置辅助蒸汽凝结水回收系统，将间壁式换热器与热媒水系统、排水系统管路连接，将热媒水系统多余的热量或辅助蒸汽补充的热量，传递给凝结水系统或其他外接系统；减少了热媒水温度过高对烟囱带来的危害，同时达到了节能、供热的目的；

3.对辅汽加热器设置旁路管道，通过该旁路管道的分流来调节进入辅汽加热器的热媒水流量，以达到调节热媒水水温的作用；同时，还可以减少辅汽加热器的设计尺寸和体积，降低钢耗量，节约投资成本；

4.经过本实用新型调温布置系统调节后，利用烟气余热对湿烟囱进行防腐保护，最大程度的回收了烟气余热，达到节能降耗的目的。

附图说明

图1是现有WGGH的结构示意图。

图2是现有WGGH的系统布置示意图。

图3是本实用新型所述WGGH的结构示意图。

图4是本实用新型所述WGGH的系统布置示意图。

图5是图4中辅汽加热器处放大示意图。

图6的图4中间壁式换热器与凝结水系统连接处放大示意图。

图7是图4中旁路管道处放大示意图。

图8是图4中循环加压装置的示意图。

图1、3中：炉膛-101，   SCR反应器-102，  空预器-103，  FGC-3，  除尘器-105，脱硫塔-106，  FGR-5，  烟囱-108。

图2、4、5、6、7中：热媒水箱-1，    循环加压装置-2，    FGC-3，    辅汽加热器-4，    FGR-5，   辅助蒸汽汽源-6，   疏水箱-7，    除盐水管道或排污管道-8，       间壁式换热器-9，    七号低加-10，  八号低加-11，   主循环泵-12，   辅助循环泵-13，   连接管-14，   十号管道-20，  一号管道-21，  二号管道-22，  三号管道-23，   四号管道-24，   五号管道-25，  六号管道-26，   七号管道-27，  八号管道-28，  旁路管道-29。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

实施例：

一、本实用新型WGGH的布置：

如图3所示，从炉膛101中出来的烟气经过SCR反应器102后进入空预器103，然后从空预器103中出来的烟气经过FGC3降温后再进入除尘器105，通过除尘器105除尘后的烟气进入脱硫塔106，通过脱硫塔106脱硫后的烟气经过FGR5升温后再通过烟囱108排放到大气。FGC3设置在空预器之后的降温段，经过SCR反应器后的温度为135度左右，而静电除尘器需要的温度为95度左右，因此，从SCR反应器出来的烟气经过FGC3降温，从135度降到95度，确保烟气在静电除尘器中的使用。另外，FGR5设置在脱硫塔和烟囱之间的升温段，从脱硫塔出来的温度为50度左右，而烟囱需要的烟气温度为80度，因此，从脱硫塔出来的烟气经过，FGR5升温，从50度升到80度，确保烟囱不受腐蚀。对于本实用新型来说，通过利用系统内部热量不匹配的条件，将多余的热量进行有效回收，在实现原WGGH功能的同时实现了系统的节能降耗，为此，采用如下技术方案：

二、本实用新型WGGH的循环过程：

如图4-8所示，本实用新型所述WGGH多功能调温布置系统包括热媒水箱1、循环加压装置2、FGC3、辅汽加热器4、FGR5、辅助蒸汽汽源6、疏水箱7、除盐水管道或排污管道8、凝结水系统、间壁式换热器9、辅助蒸汽凝结水回收系统和旁路管道29。

2.1、本实用新型WGGH的主循环：热媒水箱1的出水端与循环加压装置2相连，循环加压装置2通过一号管道21与FGC3的进水端相连，热媒水箱外接除盐水，从热媒水箱中出来的热媒水的水温为常温，该常温的热媒水经过循环加压装置加压后进入FGC。FGC中烟气入口温度为135度，出口温度为90度，常温热媒水箱进入FGC后与烟气进行热量交换，将常温热媒水加热。FGC3的出水端通过二号管道22与辅汽加热器4相连，辅汽加热器4通过辅助蒸汽汽源的加入，与被加热后的热媒水进行热量交换；辅汽加热器4的出水端通过三号管道23与FGR5相连，交换后的热媒水再次被加热后进入FGR，FGR入口端的烟温为50度，出口端的烟味为80度，被加热后的热媒水进入FGR后放热，将烟气温度升高； FGR5的出水端与循环加压装置2相连；实现循环。

因为WGGH主要由FGC和FGR两个换热器组成，FGC和FGR这两个换热器之间存在一个热量匹配的问题，即FGC的吸热量必需要和FGR的放热量相等，才不至于换热器内热媒水温度发生变化，若锅炉负荷变化造成排烟温度变化，则FGC的吸热量有可能与FGR的吸热量不等，此时若要保证热媒水温不变，则需要以下相应调节手段。

2.2、本实用新型WGGH辅助循环之一：所述间壁式换热器9与凝结水系统相连，凝结水系统包括七号低加10和八号低加11，所述间壁式换热器9的凝结水入水端接于八号低加11前方的管路上，间壁式换热器9的凝结水出水端接于七号低加10后方的管路上。所述间壁式换热器9为水水热交换器，将热媒水系统的水与来自凝结水系统的水进行热交换，将热媒水多余吸收的烟气余热传递给凝结水系统，而凝结水系统的水被加热后，可以排挤给汽机抽汽，用于做功，从而提升系统效率，节约能耗。

间壁式换热器9的热媒水进水端通过五号管道25接于辅汽加热器4前方的二号管道22上，间壁式换热器9的热媒水出水端通过六号管道26接于辅汽加热器4后方的三号管道23上。所述五号管道25和六号管道26上均设有电控阀门。当从FGC出来的热媒水温度达不到FGR要求的135要求，水温过高或者过低都可以通过二号管道22分流，一部分直接通过辅汽加热器4进行热交换，再从三号管道23接入FGR，另一部分通过五号管道25进入间壁式换热器9中，与来自凝结水系统的凝结水进行水水交换，经过调温后的水温再通过六号管道26并入三号管道23，接入FGR。

在所述五号管道25和六号管道26之间设有十号管道20，十号管道20上均设有电控阀门。当从FGC中出来的水温为105度左右，能够达到FGR要求时，从FGC出来的热媒水则不需要经过间壁式换热器9与凝结水进行交换，此时的热媒水则直接通过十号管道接入六号管道，然后再并入三号管道中。

热媒水自身内部循环的工质温度通过间壁式换热器9进行水温控制，从而使WGGH系统在锅炉不同负荷下，均可保证除尘器入口烟温不发生变化，保证除尘器除尘效率。

2.3、本实用新型WGGH的辅助循环之二：辅汽加热器4即辅助蒸汽加热器，用于辅助气源的添加。辅助蒸汽汽源6与辅汽加热器4的进汽端相连，辅汽加热器4的出汽端与疏水箱7相连，疏水箱7的出水端通过四号管道24与除盐水管道或排污管道8相连。辅助蒸汽汽源通过辅汽加热器加热后，进入疏水箱，然后再通过四号管道排到电厂洁除盐水管道或排污管道或者其他排水沟。从疏水箱出来的水温有130度左右，本实用新型通过设计辅助蒸汽凝结水回收系统来回收该水温。所述辅助蒸汽凝结水回收系统包括八号管道28和七号管道27，所述八号管道28的两端分别接于间壁式换热器9后方的六号管道26和疏水箱7后方的四号管道24上，所述七号管道27的两端分别接于间壁式换热器9前方的五号管道25和疏水箱7后方的四号管道24上。

WGGH系统在启动初期，热媒水的水温很低，为室温25-30°，此时若低温水直接进入FGC，会造成受热面严重的低温腐蚀，所以需要通过辅助蒸汽进行加热，辅助蒸汽加热热媒水后，凝结为水排入疏水箱，疏水箱中的水温还有105℃左右，本实用新型利用间壁式余热冷却器，将凝结水的热量又进行回收，提高了系统效率。另外，当循环系统中的水温不够时，从疏水箱7引出的130度左右的水通过七号管道27的分流接入五号管道25，然后进入间壁式换热器9，进入WGGH系统的循环过程中得以再次利用。当循环系统中的水温过高时，从间壁式换热器9中出来的水部分通过八号管道28进行分流后直接排出，其他部分进入系统循环。因此，该辅助蒸汽凝结水回收系统能够起到回收凝结水的作用，同时还可以调温。调温通过电控自动控制，在所述四号管道24和七号管道27上均设有电控阀门；并且，在四号管道24与七号管道27相接点、四号管道24与八号管道28相接点之间的管道上设有电控阀门。

2.4、本实用新型WGGH的辅助循环之三：在原有辅助蒸汽加热器的基础上增加一个旁路管道，所述旁路管道29的两端分别接于辅汽加热器4前方的二号管道22和辅汽加热器4后方的三号管道23上。

该旁路管道具备以下两个优点：

1.系统在不需要投辅助蒸汽加热器的时候，热媒水还是要全流量进入辅助蒸汽加热器，此时，辅助蒸汽加热器仅作为一个连接管路使用，白白的增加系统阻力，增加循环泵的运行电耗，因此，设置了旁路管道后，在不需要投入辅助蒸汽加热器的时候，热媒水全流量走旁路管道流通，可大大减少系统阻力，节约运行电耗。

2.未设置旁路管道的辅助蒸汽加热器，需要进行全流量设计换热器，换热器尺寸较大，由于考虑氧腐蚀，换热器管材一般采用不锈钢进行制造，因此按全流量设计辅助蒸汽加热器很不经济。本实用新型通过增加旁路系统，热媒水不需要全流量进入辅助蒸汽加热器，只需要部分流量进入辅助蒸汽加热器即可，另一部分热媒水分流走旁路管道。采用这样设计，可以减小辅助蒸汽加热器的换热器尺寸，节约换热器钢材耗量，降低制造成本。

2.5、本实用新型WGGH的辅助循环之四：所述循环加压装置2包括主循环泵12、辅助循环泵13和连接管14，主循环泵12、辅助循环泵13和连接管14并联连接，在主循环泵12、辅助循环泵13和连接管14上均设有电控阀门。当循环系统的压力够时，管路直接通过连接管连通即可，当循环系统的压力需要较高时，则可以将主循环泵和辅助循环泵一起配合着使用，以达到整个循环所需的压力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种WGGH多功能调温布置系统，包括热媒水箱（1）、循环加压装置（2）、FGC（3）、辅汽加热器（4）、FGR（5）、辅助蒸汽汽源（6）、疏水箱（7）、除盐水管道或排污管道（8）和凝结水系统，热媒水箱（1）的出水端与循环加压装置（2）相连，循环加压装置（2）通过一号管道（21）与FGC（3）的进水端相连，FGC（3）的出水端通过二号管道（22）与辅汽加热器（4）相连，辅汽加热器（4）的出水端通过三号管道（23）与FGR（5）相连，FGR（5）的出水端与循环加压装置（2）相连；辅助蒸汽汽源（6）与辅汽加热器（4）的进汽端相连，辅汽加热器（4）的出汽端与疏水箱（7）相连，疏水箱（7）的出水端通过四号管道（24）与除盐水管道或排污管道（8）相连，其特征在于：还包括间壁式换热器（9）、辅助蒸汽凝结水回收系统和旁路管道（29），所述间壁式换热器（9）与凝结水系统相连，间壁式换热器（9）的热媒水进水端通过五号管道（25）接于辅汽加热器（4）前方的二号管道（22）上，间壁式换热器（9）的热媒水出水端通过六号管道（26）接于辅汽加热器（4）后方的三号管道（23）上；所述辅助蒸汽凝结水回收系统包括八号管道（28）和七号管道（27），所述八号管道（28）的两端分别接于间壁式换热器（9）后方的六号管道（26）和疏水箱（7）后方的四号管道（24）上，所述七号管道（27）的两端分别接于间壁式换热器（9）前方的五号管道（25）和疏水箱（7）后方的四号管道（24）上；所述旁路管道（29）的两端分别接于辅汽加热器（4）前方的二号管道（22）和辅汽加热器（4）后方的三号管道（23）上。

2.如权利要求1所述的WGGH多功能调温布置系统，其特征在于：凝结水系统包括七号低加（10）和八号低加（11），所述间壁式换热器（9）的凝结水入水端接于八号低加（11）前方的管路上，间壁式换热器（9）的凝结水出水端接于七号低加（10）后方的管路上。

3.如权利要求1所述的WGGH多功能调温布置系统，其特征在于：在所述五号管道（25）和六号管道（26）之间设有十号管道（20）。

4.如权利要求3所述的WGGH多功能调温布置系统，其特征在于：所述五号管道（25）、六号管道（26）、七号管道（27）、八号管道（28）、旁路管道（29）和十号管道（20）上均设有电控阀门。

5.如权利要求4所述的WGGH多功能调温布置系统，其特征在于：在四号管道（24）与七号管道（27）相接点、四号管道（24）与八号管道（28）相接点之间的管道上设有电控阀门。

6.如权利要求1所述的WGGH多功能调温布置系统，其特征在于：所述循环加压装置（2）包括主循环泵（12）、辅助循环泵（13）和连接管（14），主循环泵（12）、辅助循环泵（13）和连接管（14）并联连接，在主循环泵（12）、辅助循环泵（13）和连接管（14）上均设有电控阀门。