CN208660405U - 一种与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统，所述烟气除白烟系统包括冷却塔冷却单元，所述冷却塔冷却单元包括烟气冷凝器和电站冷却塔，所述烟气冷凝器中布置有管式换热器，所述电站冷却塔与管式换热器相连并将冷水送入管式换热器中作为烟气冷源工质，其中，所述烟气冷凝器布置在脱硫后烟道上并且位于脱硫单元之后且在脱硫后烟气加热单元之前。与现有技术相比，本实用新型与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统利用了冷却塔的循环水储备和冷却能力裕量来冷却脱硫后的烟气，做到不增设额外的冷却设备即能降低排烟水分，同时配合GGH系统或MGGH系统重新加热排烟实现有效消除白烟现象的效果。

Description

一种与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统

技术领域

本实用新型涉及锅炉制造与改造的技术领域，更具体地讲，涉及一种与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统。

背景技术

为了满足烟气排放标准，燃煤电站机组必须配备烟气脱硫装置。湿法脱硫技术是燃煤电站中常用的脱硫技术。湿法脱硫过程中烟气会携带走大量喷淋水，由此导致烟囱中冒白烟的现象。虽然白烟实际是水蒸气，但社会公众对此认可度不高，即实际有视觉污染。现行去除白烟的方法为增设GGH或MGGH 系统，将脱硫后烟气重新加热以消除白烟现象。这种方法没有实际减少排烟中的水分，在冬季或者雨季依然会出现白烟现象。

为了降低脱硫塔后排烟中的水分，需要将烟气冷却并使水分析出。冷却烟气需要冷源，常规的冷却方法中冷源工质受热后需要使用冷却设备冷却，因此需要加装额外的冷却设备，大大增加了电站的建设成本和运行成本。

发明内容

为了解决在气温较低或空气湿度较大时，现行去白烟技术中仅使用GGH 系统或MGGH系统还是会出现白烟现象的问题，本实用新型的目的在于提供一种与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统，通过将GGH系统或 MGGH系统与烟气除湿技术相结合，通过先降低排烟中的水分再提高温度，从而进一步提高了对白烟现象的控制裕度。

本实用新型提供了一种与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统，所述烟气除白烟系统包括冷却塔冷却单元，所述冷却塔冷却单元包括烟气冷凝器和电站冷却塔，所述烟气冷凝器中布置有管式换热器，所述电站冷却塔与管式换热器相连并将冷水送入管式换热器中作为烟气冷源工质，其中，所述烟气冷凝器布置在脱硫后烟道上并且位于脱硫单元之后且在脱硫后烟气加热单元之前。

根据本实用新型与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统的一个实施例，所述脱硫后烟气加热单元为GGH系统或MGGH系统的烟气升温段。

根据本实用新型与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统的一个实施例，当脱硫后烟气加热单元为GGH系统时，所述烟气除白烟系统还包括位于脱硫单元之前的除尘单元和位于脱硫后烟气加热单元之后的烟囱，所述除尘单元的进气端与锅炉相连且出气端通过脱硫前烟道与脱硫单元相连，其中，所述脱硫前烟道设置为经过GGH系统并使得脱硫前烟气成为GGH系统的换热介质。

根据本实用新型与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统的一个实施例，当脱硫后烟气加热单元为MGGH系统的烟气升温段时，所述烟气除白烟系统还包括MGGH系统的烟气冷却段以及位于脱硫单元之前的除尘单元和位于脱硫后烟气加热单元之后的烟囱，所述除尘单元的进气端通过除尘前烟道与锅炉相连且出气端与脱硫单元相连，所述MGGH系统的烟气冷却段设置在所述除尘前烟道上，其中，MGGH系统的循环水管设置为经过MGGH系统的烟气冷却段和MGGH系统的烟气升温段并使得循环水成为MGGH系统的换热介质。

根据本实用新型与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统的一个实施例，所述烟气冷凝器还包括布置在烟气出口处的除雾器。

根据本实用新型与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统的一个实施例，所述冷却塔冷却单元还包括与烟气冷凝器中冷凝水池相连的凝结水处理池。

根据本实用新型与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统的一个实施例，所述管式换热器的进水端通过进水管道与电站冷却塔的蓄水池相连，所述进水管道上设置有入口水泵；所述管式换热器的出水端通过出水管道与电站冷却塔的喷淋组件相连。

与现有技术相比，本实用新型与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统利用了冷却塔的循环水储备和冷却能力裕量来冷却脱硫后的烟气，做到不增设额外的冷却设备即能降低排烟水分，同时配合GGH系统或MGGH系统重新加热排烟实现有效消除白烟现象的效果。

附图说明

图1示出了根据本实用新型一个示例性实施例的与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统的结构示意图。

图2示出了根据本实用新型另一个示例性实施例的与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-锅炉、2-除尘单元、3-脱硫单元、400-烟气冷凝器、401-管式换热器、402- 冷凝水池、403-除雾器、500-电站冷却塔、501-蓄水池、502-入口水泵、503- 喷淋组件、6-烟囱、7-凝结水处理池、8-GGH系统、9-脱硫前烟道、10-脱硫后烟道、11-MGGH系统的烟气冷却段、12-MGGH系统的烟气升温段、13-除尘前烟道、14-循环水管。

具体实施方式

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，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，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，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本实用新型的改进思路在于利用冷却塔的循环水储备和冷却能力裕量来冷却脱硫后烟气，在不增设额外的冷却设备即能降低排烟水分的基础上，同时配合GGH系统或MGGH系统重新加热排烟，继而有效消除白烟现象。

图1示出了根据本实用新型一个示例性实施例的与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统的结构示意图，图2示出了根据本实用新型另一个示例性实施例的与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统的结构示意图。

如图1和图2所示，根据本实用新型的示例性实施例，所述与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统包括冷却塔冷却单元，该冷却塔冷却单元包括烟气冷凝器400和电站冷却塔500。烟气冷凝器400中布置有管式换热器401，电站冷却塔500与管式换热器401相连并将冷水送入管式换热器401中作为烟气冷源工质，其中，烟气冷凝器400布置在脱硫后烟道10上并且位于脱硫单元3之后且在脱硫后烟气加热单元之前。其中，脱硫单元3可以为脱硫塔等常规脱硫装置。

具体地，管式换热器401的进水端通过进水管道与电站冷却塔500的蓄水池501相连，进水管道上设置有入口水泵502；管式换热器401的出水端通过出水管道与电站冷却塔500的喷淋组件503相连。

优选地，烟气冷凝器400还包括布置在烟气出口处的除雾器403，冷却后的烟气经除雾器去除水滴后进入脱硫后烟气加热单元进行加热。

此外，冷却塔冷却单元还包括与烟气冷凝器400中冷凝水池402相连的凝结水处理池7，烟气被冷却后析出的凝结水会汇集在冷凝水池402中，从冷凝水池402中将冷凝水引出至凝结水处理池7，净化处理后可作为工业用水和锅炉补水使用。

优选地，上述脱硫后烟气加热单元为GGH系统或MGGH系统的烟气升温段。其中，本领域技术人员均了解，GGH系统是气-气换热器(Gas-Gas-Heater)， MGGH系统是以热媒水作为介质循环的气-水-气换热器(Mitsubishi Gas-Gas-Heater)，对此不再赘述。

在脱硫后烟道10中设置包括管式换热器401的烟气冷凝器400，通过从电站冷却塔500的蓄水池501中抽取冷水作为冷源，冷水在管式换热器401中与烟气换热使烟气降温，由于烟气降温前水蒸气是饱和的，降温后烟气中的一部分水汽会凝结。一方面可以将吸热后的水送入电站冷却塔500的喷淋组件中，利用电站自带的冷却塔进行冷却；另一方面可以将降温后的烟气经由GGH系统或MGGH系统的烟气升温段重新加热，最后排入大气。

具体地，当脱硫后烟气加热单元为GGH系统时，本实用新型的烟气除白烟系统还包括位于脱硫单元3之前的除尘单元2和位于脱硫后烟气加热单元之后的烟囱6。除尘单元2的进气端与锅炉相连且出气端通过脱硫前烟道9与脱硫单元3相连，则从锅炉排出的烟气能够在除尘之后再进行脱硫。其中，脱硫前烟道9设置为经过GGH系统并使得脱硫前烟气成为GGH系统的换热介质。也即，经除尘处理之后的烟气在GGH系统中与冷却后的烟气进行热交换，将冷却后析出水分的烟气进行加热后排出，从而实现有效消除白烟的效果。

当脱硫后烟气加热单元为MGGH系统的烟气升温段12时，烟气除白烟系统还包括MGGH系统的烟气冷却段11以及位于脱硫单元之前的除尘单元2和位于脱硫后烟气加热单元之后的烟囱6，除尘单元2的进气端通过除尘前烟道 13与锅炉1相连且出气端与脱硫单元3相连，MGGH系统的烟气冷却段11设置在除尘前烟道13上，其中，MGGH系统的循环水管14设置为经过MGGH 系统的烟气冷却段11和MGGH系统的烟气升温段12并使得循环水成为 MGGH系统的换热介质。

因此，本实用新型通过在脱硫后烟道中设置管式换热器，将从电站冷却塔的蓄水池中抽取的冷水作为冷源，冷水在管式换热器中与烟气换热使烟气降温。将吸热后的水送入冷却塔喷淋系统，利用冷却塔将其冷却，达到工质循环工作的目的。在管式换热器下面设置冷凝水池，烟气被冷却后析出的凝结水会汇集在冷凝水池中，从冷凝水池中将冷凝水引出，净化处理后可作为工业用水和锅炉补水使用。降温后的烟气经GGH系统或MGGH系统重新加热后由烟囱排入大气，与直接经GGH系统或MGGH系统加热排入大气相比，此时烟气含湿量更低，能在更低气温下不产生白烟。

下面结合具体实施例对本实用新型进行说明。

实施例1：

如图1所示，煤粉在锅炉1中燃烧产生高温烟气，烟气经过一系列换热过程后进入除尘单元2，经过除尘单元2除尘后，进入GGH系统8进行热交换之后的烟气再进入脱硫单元3脱硫，成为温度降至50℃且含湿量提高的饱和烟气。

烟气离开脱硫单元3后进入烟气冷凝器400，烟气冷凝器400中布置有管式换热器401。在管式换热器401的进水管道上设置入口水泵502，从电站冷却塔500的蓄水池501中抽取冷水，送入管式换热器401中作为冷源工质，冷水在管式换热器401中与脱硫后的烟气换热使烟气降温，由于烟气降温前水蒸气是饱和的，降温后烟气中一部分水汽会凝结。

经计算，若50℃饱和烟气温度下降10℃，烟气中含湿量下降38g/kg，以 600MW机组为例，每小时可取水约110t。冷却塔蓄水池501中的水温度在35℃左右，脱硫后烟气温度在50℃左右，冷却塔蓄水池501中的水作为冷源工质，拥有足够的传热端差，按冷源工质温升10℃计算，需要的循环水量约为 6000t/h。将吸热后的水送入电站冷却塔的喷淋组件503，利用电站自带的冷却塔500进行冷却，冷却后的水落入蓄水池501，达成工质循环使用。600MW机组的冷却塔500满负荷时换热量可达700～800MW，将脱硫后烟气冷却至40℃需要的换热量约为70MW，不到电站冷却塔500负荷的10％，电站冷却塔500 的设计裕量足够满足烟气冷却需求的换热量。

在烟气冷凝器400的出口处设置有除雾器403。烟气经管式换热器401冷却、经除雾器403去除水滴后进入GGH系统8。在GGH系统8中，脱硫前热烟气与除湿后烟气换热，除湿后烟气被加热后由烟囱6排入大气，无白烟现象出现。

在烟气冷凝器400下设置冷凝水池402，烟气被冷却后析出的凝结水会汇集在冷凝水池402中，从冷凝水池402中将冷凝水引出至凝结水处理池7，净化处理后可作为工业用水和锅炉补水使用。

实施例2：

如图2所示，煤粉在锅炉1中燃烧产生高温烟气，烟气经过一系列换热过程后进入MGGH系统的烟气冷却段11，在MGGH系统的烟气冷却段11中，烟气作为热源加热MGGH系统中的循环水。然后依次进入除尘单元2、脱硫单元3，在脱硫单元3出口处成为温度降至50℃且含湿量提高的饱和烟气。

烟气离开脱硫单元3后进入烟气冷凝器400，烟气冷凝器400中布置有管式换热器401。在管式换热器401的进水管道上设置入口水泵502，从电站冷却塔500的蓄水池501中抽取冷水，送入管式换热器401中作为冷源工质，冷水在管式换热器401中与烟气换热使烟气降温。将吸热后的水送入冷却塔的喷淋组件503，利用电站自带的冷却塔500进行冷却，冷却后的水落入蓄水池501，达成工质循环使用。

在烟气冷凝器400出口处设置除雾器403。烟气经管式换热器401冷却、经除雾器403去除水滴后进入MGGH系统的烟气升温段12。在MGGH系统的烟气升温段12中，MGGH系统中的循环水作为热源加热除湿后烟气，除湿后烟气被加热后由烟囱6排入大气，无白烟现象出现。

在烟气冷凝器400下设置冷凝水池402，烟气被冷却后析出的凝结水会汇集在冷凝水池402中，从冷凝水池402中将冷凝水引出至凝结水处理池7，净化处理后可作为工业用水和锅炉补水使用。

综上所述，本实用新型可以在不加装额外的冷却设备的情况下实现锅炉排烟除湿，与常规烟气除湿方法相比，大大降低了建设成本和运行成本；并且在保证排烟温度的同时降低了排烟含湿量，解决了单独使用GGH系统或MGGH 系统时冬季和雨季依然会出现白烟现象的问题。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统，其特征在于，所述烟气除白烟系统包括冷却塔冷却单元，所述冷却塔冷却单元包括烟气冷凝器和电站冷却塔，所述烟气冷凝器中布置有管式换热器，所述电站冷却塔与管式换热器相连并将冷水送入管式换热器中作为烟气冷源工质，其中，所述烟气冷凝器布置在脱硫后烟道上并且位于脱硫单元之后且在脱硫后烟气加热单元之前。

2.根据权利要求1所述的与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统，其特征在于，所述脱硫后烟气加热单元为GGH系统或MGGH系统的烟气升温段。

3.根据权利要求2所述的与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统，其特征在于，当脱硫后烟气加热单元为GGH系统时，所述烟气除白烟系统还包括位于脱硫单元之前的除尘单元和位于脱硫后烟气加热单元之后的烟囱，所述除尘单元的进气端与锅炉相连且出气端通过脱硫前烟道与脱硫单元相连，其中，所述脱硫前烟道设置为经过GGH系统并使得脱硫前烟气成为GGH系统的换热介质。

4.根据权利要求2所述的与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统，其特征在于，当脱硫后烟气加热单元为MGGH系统的烟气升温段时，所述烟气除白烟系统还包括MGGH系统的烟气冷却段以及位于脱硫单元之前的除尘单元和位于脱硫后烟气加热单元之后的烟囱，所述除尘单元的进气端通过除尘前烟道与锅炉相连且出气端与脱硫单元相连，所述MGGH系统的烟气冷却段设置在所述除尘前烟道上，其中，MGGH系统的循环水管设置为经过MGGH系统的烟气冷却段和MGGH系统的烟气升温段并使得循环水成为MGGH系统的换热介质。

5.根据权利要求1所述的与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统，其特征在于，所述烟气冷凝器还包括布置在烟气出口处的除雾器。

6.根据权利要求1所述的与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统，其特征在于，所述冷却塔冷却单元还包括与烟气冷凝器中冷凝水池相连的凝结水处理池。

7.根据权利要求1所述的与冷却塔耦合的燃煤电站锅炉烟气除白烟系统，其特征在于，所述管式换热器的进水端通过进水管道与电站冷却塔的蓄水池相连，所述进水管道上设置有入口水泵；所述管式换热器的出水端通过出水管道与电站冷却塔的喷淋组件相连。