CN206771310U - 一种燃用高水分煤机组的烟气热量耦合利用系统 - Google Patents

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粘志宇
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Abstract

一种高水分煤机组的烟气热量耦合利用系统，特点是：锅炉烟气输入管道分为两路，分别与省煤器入口、管式空预器入口相通，省煤器出口、管式空预器出口与脱销反应器入口相通，脱销反应器出口又分为两路，分别与I级低温省煤器入口、回转式空气预热器入口相通，I级低温省煤器出口、回转式空气预热器出口与II级低温省煤器入口相连通，II级低温省煤器出口与静电除尘器入口连通，静电除尘器出口与引风机入口连接，引风机出口与脱硫塔入口连接。本实用新型提出热量梯级利用的概念，整个系统收益可观、投资相对低廉，回收锅炉烟气热量并合理利用；系统简单安全可靠，利于整体化布置，对外界环境友好。本实用新型达到高效、节能、节水、减排的效果，符合目前国家发展低碳经济的绿色产业政策。

Description

一种燃用高水分煤机组的烟气热量耦合利用系统
技术领域
本实用新型属于火力发电设备技术领域，涉及烟气热量合理利用系统，具体涉及高水分煤组发电、锅炉提效、烟气热量回收的烟气热量耦合利用系统。
背景技术
根据“十三五”规划，关于推动能源生产和利用中阐述，发展建设清洁高效、大容量燃煤机组，同时保证减少气体污染物的排放作为重点内容。在“十四五”规划前瞻中，也将绿色经济中，燃煤电站的节能减排列为重要主题之一。
电厂为了产生发电的原动驱动蒸汽，并保证有较大的做功能力，电站锅炉消耗了大量的煤炭资源，电站锅炉是发电厂能耗最大的设备，也是发电厂系列耗能工艺的源头。
目前，电站锅炉效率已经达到或超过90%，其中锅炉排烟损失是锅炉热损失中最大的一项，约占锅炉热损失的70%～80%，排烟余热没有被充分利用。
电站锅炉普遍的烟气余热回收方式，是从凝结水系统中引一路凝结水到锅炉空预器出口和（或）脱硫塔入口的尾部烟道，利用排烟余热加热凝结水，凝结水吸收热量后，再送回到回热系统的适当位置。
对于燃用高水分煤质的锅炉来说，为了满足其高水分煤种的制粉系统干燥出力的要求，热一次风温度通常在350℃-400℃以上，而为了保证一定的换热经济性，所以与其换热的空气预热器入口烟温的端差至少为25℃以上，即其区间为375℃-425℃，导致燃用高水分煤质的电厂通常有着较高的排烟温度，一般可达到150℃。
计算表明，火电机组锅炉排烟温度每上升15℃～20℃，锅炉效率就下降1%，标准煤耗上升3～4g/kWh。锅炉的排烟温度过高，造成了火力发电厂的煤的消耗量的增加。
但是由于燃烧高水分煤锅炉的空预器出口烟气温度仅能和凝结水的温度匹配，而和凝结水换热时，最多可以减少一部分低压加热器的抽汽，难以节省高焓值的抽汽。因此由于烟气温度的限制，烟气余热回收系统未发挥更高等级的能量回收。同时，对于全水分高于35%高水分煤质的机组来说，受脱硝反应温度、回转式空预器换热端差和结构型式的限制，如果不辅助其它提升热一次风温的措施，空气预热器所能提供的热量是固定的。因此这部分热量在首要满足磨煤机干燥出力的前提下，只能有一小部分热量分配给空气预热器烟气侧的旁路，烟气热量无法得到充分的回收和利用。
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，提供一种高水分煤机组的烟气热量耦合利用系统，将管式空预器系统、空气预热器旁路系统和冷风加热系统整合成统一功能的烟气热量梯级利用系统，通过烟气热量在热一次风和热二次风之间重新分配后耦合，发挥更高等级的能量回收，提高燃用高水分煤质的锅炉的热效率。
为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种高水分煤机组的烟气热量耦合利用系统，其特征在于：包括锅炉烟气输入管道、省煤器、SCR反应器、回转式空气预热器、管式空气预热器、I级低温省煤器、II级低温省煤器、静电除尘器、引风机、冷却循环水泵、冷风暖风器、一次风机及空气入口；
锅炉烟气输入管道分为两路，分别与省煤器入口、管式空预器入口相通，省煤器出口、管式空预器出口与脱销反应器入口相通，脱销反应器出口又分为两路，分别与I级低温省煤器入口、回转式空气预热器入口相通，I级低温省煤器出口、回转式空气预热器出口与II级低温省煤器入口相连通，II级低温省煤器出口与静电除尘器入口连通，静电除尘器出口与引风机入口连接，引风机出口与脱硫塔入口连接；
空气入口与一次风机入口连接，一次风机出口与冷风暖风器入口连接，冷风暖风器出口与回转式空气预热器入口连接，回转式空气预热器出口与管式空气预热器入口连接，管式空气预热器出口与磨煤干燥机入风口连接；
I级低温省煤器两端分别与高压给水进水口、高压给水出水口连接，加热高压给水；
II级低温省煤器与冷风暖风器连接，为冷风暖风器提供热量，两者之间设有冷却循环水泵。
进一步，省煤器与管式空气预热器烟气量比例为1: 4。
进一步，I级低温省煤器与回转式空气预热器烟气量比例为1: 4。
进一步，引风机出口与脱硫塔入口之间设有Ⅲ级低温省煤器，Ⅲ级低温省煤器与冷风暖风器连接，为冷风暖风器提供热量，两者之间设有冷却循环水泵。
本实用新型有益效果：
1、将烟气的热量梯级利用，通过烟气热量沿温度梯度分配，分别加热热一次风、高压给水和冷风，使热量在每一个温度区间得到充分利用，减少了烟气热量的损失。
2、通过增设管式空预器系统，利用高温烟气加热热一次风，解决了当煤质全水分高于35%时，磨煤机干燥出力不足，以及无法设置空预器旁路系统回收烟气热量的问题。
3、解决燃用高水分煤质的机组脱硝反应器入口烟气温度高的问题，使脱硝反应处于高效的温度区间。
4、最大限度增大空预器旁路，利用烟气热量加热高压给水，降低排烟温度、减少汽轮机抽汽，充分利用烟气余热，无论锅炉效率还是汽机效率都得到很大程度上的提高，节约机组煤耗，大幅提升了机组经济性。
5、主要的烟气余热回收设备，无用电部件。设备技术成熟、系统简单可靠，整个系统电耗低。
6、充分回收烟气热量，最大程度降低进入脱硫塔的烟气温度，大幅节约脱硫用水。
7、该工艺可在原烟风道上改造，占地面积小，不增大厂房面积和厂区占地。
综上所述，本实用新型对燃用高水分煤质机组的烟气热量回收系统进行了创新，提出热量梯级利用的概念，整个系统收益可观、投资相对低廉，回收锅炉烟气热量并合理利用；系统简单安全可靠，利于整体化布置，对外界环境友好。本实用新型达到高效、节能、节水、减排的效果，符合目前国家发展低碳经济的绿色产业政策。
附图说明
图1为本实用新型的系统示意图。
其中，1—锅炉烟气输入管道；2—省煤器；3—脱硝反应器；4—回转式空气预热器；5—管式空气预热器；6—I级低温省煤器；7—II级低温省煤器；8—静电除尘器；9—引风机；10—Ⅲ级低温省煤器；11—冷却循环水泵；12—冷风暖风器；13—一次风机；14—空气入口。
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。
如图1所示，本实用新型所述的一种高水分煤机组的烟气热量耦合利用系统，包括锅炉烟气输入管道1、省煤器2、脱硝反应器3、回转式空气预热器4、管式空气预热器5、I级低温省煤器6、II级低温省煤器7、静电除尘器8、引风机9、Ⅲ级低温省煤器10、冷却循环水泵11、冷风暖风器12、一次风机13、空气入口14；锅炉烟气输入管道1分为两路，分别与省煤器2入口、管式空预器5入口相通，省煤器2与管式空气预热器5烟气量比例为1: 4，省煤器2出口、管式空预器5出口与脱硝反应器3入口相通，脱硝反应器3出口又分为两路，分别与I级低温省煤6器入口、回转式空气预热器4入口相通，I级低温省煤器6与回转式空气预热器4烟气量比例为1: 4，I级低温省煤器6出口、回转式空气预热器4出口与II级低温省煤器7入口相连通，II级低温省煤器7出口与静电除尘器8入口连通，静电除尘器8出口与引风机9入口连接，引风机9出口与Ⅲ级低温省煤器10入口连接，Ⅲ级低温省煤器10出口与脱硫塔入口连接；空气入口14与一次风机13入口连接，一次风机13出口与冷风暖风器12入口连接，冷风暖风器12出口与回转式空气预热器4入口连接，回转式空气预热器4出口与管式空气预热器5入口连接，管式空气预热器出口与磨煤干燥机入风口连接；
I级低温省煤器6两端分别与高压给水进水口、高压给水出水口连接，加热高压给水；
II级低温省煤器7、Ⅲ级低温省煤器10分别与冷风暖风器12连接，为冷风暖风器提供热量，两者之间设有冷却循环水泵11。
本实用新型具体操作过程为：
锅炉烟气输入管道1的烟气分为两路，分别进入省煤器2，管式空气预热器5，部分烟气在管式空气预热器5中提高热一次风的风温；部分烟气在省煤器2中加热锅炉给水；然后又分为两路分别进入回转式空预器4和I级低温省煤器6，部分烟气在I级低温省煤器6中加热高压给水；部分烟气在回转式空预器4中加热一次风，回转式空预器4和I级低温省煤器6的出口烟气合并后依次经过II级低温省煤器7、静电除尘器8、引风机9和Ⅲ级低温省煤器10，脱硫后最终经烟囱排出，在II级低温省煤器7、Ⅲ级低温省煤器10中将烟气热量吸收后经过冷却循环水泵回收至冷风暖风器12加热冷风。

Claims (4)

1.一种高水分煤机组的烟气热量耦合利用系统，其特征在于：包括锅炉烟气输入管道、省煤器、反应器、回转式空气预热器、管式空气预热器、I级低温省煤器、II级低温省煤器、静电除尘器、引风机、冷却循环水泵、冷风暖风器、一次风机及空气入口；
锅炉烟气输入管道分为两路，分别与省煤器入口、管式空预器入口相通，省煤器出口、管式空预器出口与脱销反应器入口相通，脱销反应器出口又分为两路，分别与I级低温省煤器入口、回转式空气预热器入口相通，I级低温省煤器出口、回转式空气预热器出口与II级低温省煤器入口相连通，II级低温省煤器出口与静电除尘器入口连通，静电除尘器出口与引风机入口连接，引风机出口于脱硫塔入口连接；
空气入口与一次风机入口连接，一次风机出口与冷风暖风器入口连接，冷风暖风器出口与回转式空气预热器入口连接，回转式空气预热器出口与管式空气预热器入口连接，管式空气预热器出口与磨煤干燥机入风口连接；
I级低温省煤器两端分别与高压给水进水口、高压给水出水口连接，加热高压给水；
II级低温省煤器与冷风暖风器连接，为冷风暖风器提供热量，两者之间设有冷却循环水泵。
2.根据权利要求1所述的一种高水分煤机组的烟气热量耦合利用系统，其特征在于：省煤器与管式空气预热器烟气量比例为1: 4。
3.据权利要求1所述的一种高水分煤机组的烟气热量耦合利用系统，其特征在于：I级低温省煤器与回转式空气预热器烟气量比例为1: 4。
4.据权利要求1至3所述的任何一种高水分煤机组的烟气热量耦合利用系统，其特征在于：引风机出口与引风机入口之间设有Ⅲ级低温省煤器，Ⅲ级低温省煤器与冷风暖风器连接，为冷风暖风器提供热量，两者之间设有冷却循环水泵。
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