CN207035078U - 一种节能型烟气加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能型烟气加热系统，属于烟气处理领域，其结构包括汽轮机、凝汽器和汽/气换热器，所述的汽轮机的进口端与高压过热蒸汽进管相连，出口端与凝汽器相连，汽轮机的抽气口与汽/气换热器的进汽口相连，所述的凝汽器还与循环冷却水进管、循环冷却水出管和凝结水出管相连，所述的汽轮机与汽/气换热器之间通过换热进汽管相连，所述的汽/气换热器还与换热出水管、低温净烟气进管和高温净烟气出管相连。与现有技术相比，本实用新型的一种节能型烟气加热系统具有采用汽轮机做功后乏汽作为烟气加热器的热源，通过加热净烟气，使应释放到环境中的汽化潜热得以利用，从而提高能量利用合理性等特点，因而具有很好的推广应用价值。

Description

一种节能型烟气加热系统

技术领域

本实用新型涉及一种烟气处理领域，尤其是一种节能型烟气加热系统。

背景技术

火力发电厂一般采用湿法脱硫工艺处理烟气中的SO₂。为防止烟囱腐蚀，增大烟气扩散范围，需对脱硫塔排出的湿饱和净烟气(45～55℃)加热升温到80～100℃。目前火力发电厂大多采用回转式烟气再热器(GGH)，利用脱硫前的高温烟气加热净烟气。除GGH之外，也有从空气预热器出口引一股高温空气，直接与净烟气掺混的设计。

回转式烟气加热系统存在以下问题：1、烟风阻力大，引风机功耗大。回转式烟气加热器的压力损失相对较大，有资料ⁱ显示,增加回转式烟气再热器会使烟气压力损失增加1000Pa左右，需增加引风机功耗。2、烟气泄露。由于结构的特点，回转式烟气再热器存在径向漏风、轴向漏风、环向漏风和轮毂漏风。有文献指出，由于漏风，未净化的烟气会向已净化的烟气泄露约1％。含硫量1％的煤，燃烧后烟气中SO₂浓度约2000mg/Nm³。按泄露1％考虑，漏风会造成净烟气SO₂浓度增加20mg/Nm³。目前，电力发电厂燃煤含硫量一般在2％左右，由于经济发达地区的烟气排放标准要求SO₂排放浓度小于35mg/Nm³，因此回转式烟气再热器的漏风为电厂带来很大的环保压力。3、烟气腐蚀，设备材料贵。未经脱硫的烟气露点温度较高。回转式换热器在换热过程中，从低温净烟气侧刚转到高温烟气侧时，换热器蓄热体的壁温小于高温烟气的露点温度，有粘稠酸性腐蚀性液体在蓄热体表面凝结。因此，回转式换热器需要用耐酸材料制作，比如ND钢、316L、表面衬搪瓷碳钢等，造成设备成本高昂。

为解决回转式烟气加热系统存在的问题，有学者提出了使用锅炉空气预热器出口高温空气，与净烟气直接掺混的方案。这个技术方案存在以下问题：1、能源浪费；2、增大了鼓风机和引风机的风量，也增大了风机的电机功耗。

朗肯循环是火力发电厂的基本循环。水经锅炉给水泵升压后送入锅炉生产高压过热蒸汽；高温过热蒸汽经管道进入汽轮机，推动转子做功；做功后乏汽在凝汽器中释放汽化潜热，凝结为水；水再到锅炉给水泵就完成了一次朗肯循环。在这个过程中，必须有一个将水蒸气转变为液态水的过程，凝汽器通过向环境释放大量汽化潜热实现了这个过程。水的汽化潜热很大，凝汽器需要向环境释放很多热量，这个过程也是限制火力发电厂发电效率很难超过45％的重要原因。充分利用汽轮机做功后乏汽的潜热，是提高火力发电厂发电效率的关键。

实用新型内容

本实用新型的技术任务是针对上述现有技术中的不足提供一种节能型烟气加热系统，该一种节能型烟气加热系统具有采用汽轮机做功后乏汽作为烟气加热器的热源，通过加热净烟气，使应释放到环境中的汽化潜热得以利用，从而提高能量利用合理性的特点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括汽轮机、凝汽器和汽/气换热器，所述的汽轮机的进口端与高压过热蒸汽进管相连，出口端与凝汽器相连，汽轮机的抽气口与汽/气换热器的进汽口相连，所述的凝汽器还与循环冷却水进管、循环冷却水出管和凝结水出管相连，所述的汽轮机与汽/气换热器之间通过换热进汽管相连，所述的汽/气换热器还与换热出水管、低温净烟气进管和高温净烟气出管相连。

所述的高压过热蒸汽进管与锅炉相连，锅炉的另一端与锅炉给水泵相连。

所述的换热出水管的末端分别与凝水管和循环管相连，所述的凝水管的另一端与电厂凝水管网相连，循环管的另一端与汽/气换热器的进汽口相连，所述的凝水管和循环管上分别设置有凝水管阀门和循环管阀门。

所述的换热进汽管上分别设置有蒸汽切断阀、调节阀、压力表和蒸汽温度计。

所述的换热出水管上还设置有出水切断阀和疏水阀。

本实用新型的一种节能型烟气加热系统和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：

1、节能效果好。一方面，典型的汽/气换热器，烟气侧压力损失不超过300Pa，与回转式烟气再热器相比，明显减少引风机功耗；另一方面，加热净烟气的热量，主要来自水蒸汽的汽化潜热，这部分热量，在电厂循环过程中本是应释放给环境的；直接从进汽轮机前的蒸汽母管或者单独设置蒸汽锅炉，为汽/气换热器提供加热用蒸汽，并不具备这类节能效果。

2、无原烟气与净烟气间的泄露，不存在原烟气对净烟气的污染现象。

3、无酸性气凝结现象，在蒸汽与烟气间间接换热，水蒸气与金属壁面之间的换热系数远大于金属壁面与烟气间的传热系数，因此，金属壁温与水蒸气的温度接近，水蒸气饱和温度在130～180℃之间，可确保金属壁温在净烟气酸露点之上，因此，净烟气中酸性气不会在换热管束上凝结。

4、成本低，由于酸性气不会凝结，不必选用特种耐酸材料制造换热器，换热器成本较低。

附图说明

附图1是一种节能型烟气加热系统的工作原理图；

附图标记说明：1、汽轮机，2、凝汽器，3、汽/气换热器，4、高压过热蒸汽进管，5、循环冷却水进管，6、循环冷却水出管，7、凝结水出管，8、换热进汽管，9、换热出水管，10、低温净烟气进管，11、高温净烟气出管，12、锅炉，13、锅炉给水泵，14、凝水管，15、循环管，16、电厂凝水管网，17、凝水管阀门，18、循环管阀门，19、蒸汽切断阀，20、调节阀，21、压力表，22、蒸汽温度计，23、出水切断阀，24、疏水阀。

具体实施方式

参照说明书附图1对本实用新型的一种节能型烟气加热系统作以下详细地说明。

本实用新型的一种节能型烟气加热系统，其结构包括汽轮机1、凝汽器2和汽/气换热器3，所述的汽轮机1的进口端与高压过热蒸汽进管4相连，出口端与凝汽器2相连，汽轮机的抽气口与汽/气换热器3的进汽口相连，所述的凝汽器2还与循环冷却水进管5、循环冷却水出管6和凝结水出管7相连，所述的汽轮机1与汽/气换热器3之间通过换热进汽管8相连，所述的汽/气换热器3还与换热出水管9、低温净烟气进管10和高温净烟气出管11相连。

所述的高压过热蒸汽进管4与锅炉12相连，锅炉12的另一端与锅炉给水泵13相连。

所述的换热出水管9的末端分别与凝水管14和循环管15相连，所述的凝水管14的另一端与电厂凝水管网16相连，循环管15的另一端与汽/气换热器3的进汽口相连，所述的凝水管14和循环管15上分别设置有凝水管阀门17和循环管阀门18。

所述的换热进汽管8上分别设置有蒸汽切断阀19、调节阀20、压力表21和蒸汽温度计22。

所述的换热出水管9上还设置有出水切断阀23和疏水阀24。

水经锅炉给水泵13升压后送入锅炉12生产高压过热蒸汽，高压过热蒸汽经高压过热蒸汽进管4进入汽轮机1，推动汽轮机1转子做功；做功后乏汽进入凝汽器2，同时循环冷却水经循环冷却水进管5进入凝汽器2进行换热，乏汽在凝汽器2中释放汽化潜热，凝结为水，水经凝结水出管7排出，再进入锅炉给水泵13，换热后的循环冷却水经循环冷却水出管6排出；从汽轮机1低压缸抽气口抽取低压蒸汽沿换热进汽管8进入汽/气换热器3，在汽/气换热器3中，低压蒸汽与从低温净烟气进管10进入的低温净烟气进行间接换热，低压蒸汽冷凝后，可以通过换热出水管9、凝水管14以饱和水或过冷水的状态送入电厂凝水管网16，也可以再次经换热出水管9、循环管15进入汽/气换热器3继续加热低温净烟气，然后再以过冷水的状态送入电厂凝水管网16，升温后的净烟气通过高温净烟气出管11经烟囱排放。

以上所列举的实施方式仅供理解本实用新型之用，并非是对本实用新型所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种节能型烟气加热系统，其特征是：包括汽轮机、凝汽器和汽/气换热器，所述的汽轮机的进口端与高压过热蒸汽进管相连，出口端与凝汽器相连，汽轮机的抽气口与汽/气换热器的进汽口相连，所述的凝汽器还与循环冷却水进管、循环冷却水出管和凝结水出管相连，所述的汽轮机与汽/气换热器之间通过换热进汽管相连，所述的汽/气换热器还与换热出水管、低温净烟气进管和高温净烟气出管相连。

2.根据权利要求1所述的一种节能型烟气加热系统，其特征是：所述的高压过热蒸汽进管与锅炉相连，锅炉的另一端与锅炉给水泵相连。

3.根据权利要求1所述的一种节能型烟气加热系统，其特征是：所述的换热出水管的末端分别与凝水管和循环管相连，所述的凝水管的另一端与电厂凝水管网相连，循环管的另一端与汽/气换热器的进汽口相连，所述的凝水管和循环管上分别设置有凝水管阀门和循环管阀门。

4.根据权利要求1所述的一种节能型烟气加热系统，其特征是：所述的换热进汽管上分别设置有蒸汽切断阀、调节阀、压力表和蒸汽温度计。

5.根据权利要求1所述的一种节能型烟气加热系统，其特征是：所述的换热出水管上还设置有出水切断阀和疏水阀。