CN207748982U - 低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统，属于火力发电节能减排领域。所述系统包括通过主烟道依次连接的锅炉、省煤器、SCR脱硝装置、空预器、电除尘器和脱硫塔，还包括省煤器给水调节子系统和脱硫废水蒸发子系统；其中，所述省煤器给水调节子系统包括炉水循环管道或省煤器给水旁路管道；所述脱硫废水蒸发子系统包括通过废水管道依次连接的软化池、反渗透装置、废水预热器、废水泵和雾化喷射器。本实用新型可提高机组能量利用率和脱硝效率，并实现脱硫废水的零排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种在燃煤电厂低负荷工况下利用排烟余热蒸发脱硫废水的系统，该系统可提高机组能量利用率，并实现废水的零排放，属于火力发电节能减排领域。
背景技术
近年来，国内燃煤机组调峰任务艰巨，多数机组长期处于低负荷运行状态。负荷的降低导致了锅炉排烟温度的下降，当省煤器出口烟气温度过低时，SCR脱硝装置将大幅降低效率，甚至无法运行，烟气氮氧化物的浓度将无法达到国家超低排放的要求。通过对省煤器给水系统进行针对性的调整(如增大给水温度或降低进入省煤器的给水流量)可以降低给水和烟气在省煤器中的换热量，从而提高SCR脱硝装置进口的烟气温度，可确保机组在低负荷工况下的脱硝效率。然而，烟气温度的上升也导致了锅炉排烟热损失的增大，降低了系统能量利用率。
高温烟道旁路蒸发技术是实现燃煤电厂脱硫废水零排放的主要技术手段之一，其原理是设置与空预器并联的烟道旁路，并在旁路设置废水蒸发器，从空预器入口处引部分高温烟气进入旁路，同时将脱硫废水雾化喷射于蒸发器内，利用高温烟气余热将水分蒸发。由于该技术以空预器之前的高温烟气为废水蒸发热源，所以会降低锅炉进风温度和锅炉效率。当机组降负荷运行时，锅炉排烟温度降低，为了确保脱硫废水的蒸发，需引更多的烟气进入空预器旁路烟道，导致锅炉进风温度和效率的进一步降低。若能提高低负荷工况下SCR脱硝装置出口烟气的温度，则可以减少废水蒸发对烟气的需求量，提高锅炉进风温度和效率。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统。本实用新型联合了省煤器给水调节子系统和脱硫废水蒸发子系统，可在机组低负荷工况下有效利用机组排烟余热实现废水的零排放。其中，省煤器给水调节子系统可提升机组低负荷脱硝效率和排烟温度；脱硫废水蒸发子系统可对废水进行软化、浓缩、预热、雾化和蒸发，提高废水蒸发效率并实现废水零排放。
为了实现上述目的，本实用新型采用的具体技术方案是：
一种低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统，包括通过主烟道依次连接的锅炉、省煤器、SCR脱硝装置、空预器、电除尘器和脱硫塔，还包括省煤器给水调节子系统和脱硫废水蒸发子系统；其中，
所述省煤器给水调节子系统包括炉水循环管道或省煤器给水旁路管道；其中，所述炉水循环管道一端连接锅炉，另一端连接给水管道；所述省煤器给水旁路管道与所述省煤器并联连接；
所述脱硫废水蒸发子系统包括通过废水管道依次连接的软化池、反渗透装置、废水预热器、废水泵和雾化喷射器；其中，所述软化池通过废水管道与脱硫塔相连；还包括空预器旁路烟道，所述空预器旁路烟道的入口与空预器前的主烟道连接(烟气来向为前)，所述空预器旁路烟道的出口与空预器后的主烟道连接；所述空预器旁路烟道上安装有废水蒸发器，所述雾化喷射器安装于废水蒸发器内部顶端。
进一步的，所述炉水循环管道的入口与锅炉的下降管连接，所述炉水循环管道的出口与省煤器前的给水管道连接。
进一步的，所述省煤器给水旁路管道的入口与省煤器之前的给水管道连接(给水来向为前)，所述省煤器给水旁路管道的出口与省煤器之后的给水管道连接。
进一步的，所述炉水循环管道的入口与锅炉下降管的连接处设有可调开度的炉水循环管道阀。
进一步的，所述炉水循环管道上设有炉水循环泵。
进一步的，所述省煤器给水旁路管道的入口与省煤器之前的给水管道的连接处设有可调开度的给水旁路阀。
进一步的，空预器旁路烟道的入口与空预器前主烟道的连接处设有可调开度的旁路烟气挡板。
进一步的，所述反渗透装置将废水过滤为高浓度废水和清水，且所述反渗透装置接有清水管道排出清水。
进一步的，所述废水预热器安装于电除尘器和脱硫塔之间的主烟道内。
进一步的，所述空预器旁路烟道从废水蒸发器的上部进入，从废水蒸发器的下部引出。
本实用新型的有益效果为：
1.在机组低负荷工况下，提升了锅炉排烟温度，并以此为蒸发热源实现了脱硫废水的零排放；
2.提高了空预器之前烟气的温度，减少了低负荷工况下脱硫废水蒸发对高温烟气的需求量，缓解了由负荷降低和废水蒸发导致的锅炉进风温度的下降，提高锅炉效率；
3.提高了SCR脱硝装置进口烟气的温度，确保了机组在低负荷工况下的脱硝效率；
4.脱硫废水的蒸发增大了烟气湿度，有利于烟气细小颗粒物的团聚，减少了细小颗粒物的排放；
5.废水浓缩产生了部分清水，节约了水资源。
附图说明
图1为本实用新型实施例1中所述脱硫废水零排放系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例2中所述脱硫废水零排放系统的结构示意图。
图中，1-锅炉，2-省煤器，3-SCR脱硝装置，4-空预器，5-电除尘器，6-脱硫塔，7-软化池，8-反渗透装置，9-废水预热器，10-废水泵，11-主烟道，12-雾化喷射器，13-废水蒸发器，14-给水旁路阀，15-给水管道，16-省煤器给水旁路管道，17-废水管道，18-清水管道，19-空预器旁路烟道，20-旁路烟道挡板，21-炉水循环管道，22-炉水循环管道阀，23-炉水循环泵。
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，以下结合附图及实施例，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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1所示，一种低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统，包括通过主烟道依次连接的锅炉1、省煤器2、SCR脱硝装置3、空预器4、电除尘器5和脱硫塔6，还包括省煤器给水调节子系统和脱硫废水蒸发子系统。
所述省煤器给水调节子系统包括炉水循环管道21；所述炉水循环管道21的入口与锅炉1的下降管连接，所述炉水循环管道21的出口与省煤器2前的给水管道15连接(给水来向为前)。所述炉水循环管道21的入口与锅炉下降管的连接处设有可调开度的炉水循环管道阀22。所述炉水循环管道21上设有炉水循环泵23。
所述脱硫废水蒸发子系统包括通过废水管道17依次连接的软化池7、反渗透装置8、废水预热器9、废水泵10和雾化喷射器12；其中，所述软化池7通过废水管道17与脱硫塔6相连，所述废水预热器9安装于电除尘器5和脱硫塔6之间的主烟道内，所述废水预热器9通过废水泵10连接雾化喷射器12。还包括空预器旁路烟道19，所述空预器旁路烟道19的入口连接SCR脱硝装置3与空预器4之间的主烟道，所述空预器旁路烟道19的出口连接空预器4与电除尘器5之间的主烟道。所述空预器旁路烟道19上安装有废水蒸发器13，所述雾化喷射器12安装于废水蒸发器13内部顶端。所述空预器旁路烟道19从废水蒸发器13的上部进入，从废水蒸发器13的下部引出。
空预器旁路烟道19的入口与空预器4前主烟道的连接处设有可调开度的旁路烟气挡板20。
所述反渗透装置8将废水过滤为高浓度废水和清水，且所述反渗透装置8接有清水管道18排出清水。
基于利用排烟余热的脱硫废水零排放系统实现低负荷工况下脱硫废水零排放的方法，包括以下步骤：
步骤1，当机组负荷降低时，打开炉水循环管道阀22，通过调节其开度控制进入炉水循环管道21的水量，由于该部分炉水来自锅炉1的下降管，温度高于省煤器2进口处的给水，汇入给水管道15后可提高进入省煤器2给水的温度，减少给水和烟气的换热量，从而将SCR脱硝装置3进口和出口烟气的温度提高到320℃以上，确保其脱硝效率能达到80％以上，同时也为脱硫废水蒸发提供了更充足的热能。
步骤2，脱硫废水进入软化箱7，将硬度降低到150mg/L以下(以碳酸钙计)，防止废水在反渗透装置8中发生结垢和堵塞；软化后的脱硫废水进入反渗透装置8，通过反渗透膜被过滤为高浓度废水和清水，其中清水通过清水管道18排出再次利用，高浓度废水进入废水预热器9；由于废水水量的减少，其蒸发需要的热量被减少。
步骤3，进入废水预热器9的高浓度废水与电除尘器5、脱硫塔6之间的烟气进行换热，将温度提高至70-90℃，进一步减少其蒸发的热量需求。
步骤4，被所述废水预热器9加热后的废水经废水泵10进入雾化喷射器12，被雾化为平均粒径为30-60μm的液滴，喷射入废水蒸发器13。
步骤5，打开所述旁路烟道挡板20，通过调节其开度控制进入空预器旁路烟道19的烟气流量(具体调节方式需根据机组具体运行情况计算)；烟气从废水蒸发器13的上部进入，与雾化喷射器12喷射进入的废水接触换热并将其蒸发，产生的固体颗粒物随烟气从废水蒸发器13的底部排出，回到主烟道最终被电除尘器5捕捉，完成脱硫废水零排放。
实施例2
如图2所示，一种低负荷工况下的排烟余热利用和脱硫废水零排放系统，包括通过主烟道依次连接的锅炉1、省煤器2、脱硝设备3、空预器4、电除尘器5和脱硫塔6，还包括省煤器给水调节子系统和脱硫废水蒸发子系统；本实施例与实施例1仅在省煤器给水调节子系统有所不同，相同之处不再进行赘述，其区别在于：
所述省煤器给水调节子系统包括省煤器给水旁路管道16；所述省煤器给水旁路管道16的入口与省煤器之前的给水管道15连接(给水来向为前)，连接处设有可调开度的给水旁路阀14；所述省煤器给水旁路管道16的出口与省煤器之后的给水管道15连接。
本实施例的方法与实施例1仅在“步骤1”有所不同，相同之处不再进行赘述，其区别在于：
步骤1，当机组负荷降低时，打开给水旁路阀14，通过调节其开度控制进入省煤器给水旁路管道16的水量，由于该部分给水未与烟气在省煤器2中换热，因此可将SCR脱硝装置3进口和出口烟气的温度提高到320℃以上，将SCR脱硝装置3效率提升至80％以上，同时也为脱硫废水蒸发提供了更充足的热能。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统，包括通过主烟道依次连接的锅炉(1)、省煤器(2)、SCR脱硝装置(3)、空预器(4)、电除尘器(5)和脱硫塔(6)，其特征在于，还包括省煤器给水调节子系统和脱硫废水蒸发子系统；其中，
所述省煤器给水调节子系统包括炉水循环管道(21)或省煤器给水旁路管道(16)；其中，所述炉水循环管道(21)一端连接锅炉(1)，另一端连接给水管道(15)；所述省煤器给水旁路管道(16)与所述省煤器(2)并联连接；
所述脱硫废水蒸发子系统包括通过废水管道(17)依次连接的软化池(7)、反渗透装置(8)、废水预热器(9)、废水泵(10)和雾化喷射器(12)；其中，所述软化池(7)通过废水管道(17)与脱硫塔(6)相连；还包括空预器旁路烟道(19)，所述空预器旁路烟道(19)的入口与空预器(4)前的主烟道连接，所述空预器旁路烟道(19)的出口与空预器(4)后的主烟道连接；所述空预器旁路烟道(19)上安装有废水蒸发器(13)，所述雾化喷射器(12)安装于废水蒸发器(13)内部顶端。
2.根据权利要求1所述的低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述炉水循环管道(21)的入口与锅炉(1)的下降管连接，所述炉水循环管道(21)的出口与省煤器(2)前的给水管道(15)连接。
3.根据权利要求1所述的低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述省煤器给水旁路管道(16)的入口与省煤器之前的给水管道(15)连接，所述省煤器给水旁路管道(16)的出口与省煤器之后的给水管道(15)连接。
4.根据权利要求2所述的低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述炉水循环管道(21)的入口与锅炉下降管的连接处设有可调开度的炉水循环管道阀(22)。
5.根据权利要求2所述的低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述炉水循环管道(21)上设有炉水循环泵(23)。
6.根据权利要求3所述的低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述省煤器给水旁路管道(16)的入口与省煤器之前的给水管道(15)的连接处设有可调开度的给水旁路阀(14)。
7.根据权利要求1所述的低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统，其特征在于，空预器旁路烟道(19)的入口与空预器(4)前主烟道的连接处设有可调开度的旁路烟气挡板(20)。
8.根据权利要求1所述的低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述反渗透装置(8)将废水过滤为高浓度废水和清水，且所述反渗透装置(8)接有清水管道(18)排出清水。
9.根据权利要求1所述的低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述废水预热器(9)安装于电除尘器(5)和脱硫塔(6)之间的主烟道内。
10.根据权利要求1所述的低负荷工况下利用排烟余热的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述空预器旁路烟道(19)从废水蒸发器(13)的上部进入，从废水蒸发器(13)的下部引出。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |