CN210568552U - 一种锅炉节能与烟气脱白系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种锅炉节能与烟气脱白系统，包括依次相连的锅炉、脱硝装置、回转式空气预热器、混风加热器、烟气暖风器、静电除尘器、脱硫塔和烟囱，烟气暖风器的空气出口通过温风管道连接回转式空气预热器的空气进口，回转式空气预热器的空气出口通过热风管道连接锅炉，混风加热器的空气出口通过混风管道连接脱硫塔与烟囱之间的烟道。本实用新型的烟气暖风器既能够实现冷空气的加热，加热后的空气引入锅炉内再利用实现节能，又能够取代蒸汽暖风器，避免能耗高、可靠性差等问题，还能够降低烟气温度，取代低低温省煤器，从根本上消除低低温省煤器水泄漏的风险。

Description

一种锅炉节能与烟气脱白系统

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉节能与烟气脱白系统。

背景技术

锅炉烟气从烟囱排出时，受温度较低的大气急剧冷却影响，烟气中气态水冷凝成液态水使烟气透射光率下降，从而表现出烟囱冒白烟现象，即白色烟羽，为满足环境保护要求，需要采取措施消除烟囱白色烟羽。为此，CN207778477U公开了一种用于消除锅炉烟囱白色烟羽的装置，包括依次通过管道相连的锅炉、回转式空气预热器、干式除尘器、引风机、脱硫吸收塔和烟囱，回转式空气预热器包括转子、烟气通道、空气通道和净风通道，转子上设有蓄热元件；烟气通道包括烟气进口和烟气出口，烟气进口与锅炉相连，烟气出口与干式除尘器相连；空气通道包括空气进口和空气出口，空气出口与锅炉相连；净风通道设置在空气出口处，净风通道设置有热风引出口，热风引出口与烟囱前管道连接。该装置通过在回转式空气预热器中设置净风通道并由此引出干净的热风对烟囱前的烟气进行加热，提高烟气过热度，从而减缓或消除白烟。

然而，回转式空气预热器因其本身结构性原因，天然存在冷空气漏进原烟气的问题，通常冷空气与原烟气混合后的温度都低于烟气酸露点，由此必然引起低温腐蚀，冷空气温度越低，腐蚀越严重。为了保证脱硝效率，化学反应需要喷入适当过量的氨，由此必然产生硫酸氢铵，并在金属壁温低于147℃的金属表面形成硫酸氢铵结晶，随着脱硝装置效率的降低，喷入的氨量必然增加，硫酸氢铵堵塞回转式空气预热器的风险进一步增大，这将影响锅炉运行的经济性和安全性。且回转式空气预热器因硫酸氢铵堵塞会导致“烟气的体积流量增加、阻力增加、引风机能耗增加、灰的比电阻增加、静电除尘器效率降低、脱硫工艺水耗增加、净烟气温度和含水率增加、烟囱腐蚀风险加大、白烟机率加大，脱硫塔的除尘效率和脱硫效率均降低等”一系列问题。因此，解决空气预热器硫酸氢铵堵塞和低温腐蚀问题迫在眉睫。基于此，CN109737446A公开了一种火电厂锅炉排烟余热回收及烟气消白系统，包括燃煤发电系统，常规燃煤发电系统由依次相连的锅炉、空气预热器、除尘器、脱硫塔、烟囱构成；锅炉烟气经过空气预热器、除尘器、脱硫塔、烟囱，进行除尘和脱硫处理后排出；还包括冷凝式换热器、热泵和暖风器；冷凝式换热器，设置于脱硫塔、烟囱间的烟气通路上，对经脱硫处理后的含水烟气中水汽成份进行冷凝；暖风器对冷空气进行预热，冷空气经暖风器入口进入暖风器，暖风器出口热空气管道连接空气预热器；热泵吸热端连接冷凝式换热器，吸收含水烟气中的热量；热泵放热端连接暖风器，对进入暖风器的空气进行加热。该系统的暖风器热源来自湿烟气，可保证进入空预器入口的一、二次风能温度基本不变，虽然其能够解决空预器及低温省煤器的腐蚀腐蚀及堵塞问题，但其无法避免低温省煤器的水泄漏风险，且存在硫酸氢铵二次堵塞低温省煤器的问题。

实用新型内容

针对背景技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种锅炉节能与烟气脱白系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种锅炉节能与烟气脱白系统，包括依次相连的锅炉、脱硝装置、回转式空气预热器、混风加热器、烟气暖风器、静电除尘器、脱硫塔和烟囱，烟气暖风器的空气出口通过温风管道连接回转式空气预热器的空气进口，回转式空气预热器的空气出口通过热风管道连接锅炉，混风加热器的空气出口通过混风管道连接脱硫塔与烟囱之间的烟道。

为进一步防止硫酸酸氢堵塞混风加热器和烟气暖风器，在混风加热器与回转式空气预热器之间的烟道上设置有烟气隔断阀，在热风管道上设置有带第一隔断阀的热风支路，热风支路出口连接烟气隔断阀与混风加热器之间的烟道。

进一步地，在混风管道上设置有第二隔断阀，在温风管道上设置有第三隔断阀。

进一步地，所述烟气暖风器采用三维管式烟气暖风器，并可根据排烟温度降低的程度将所述烟气暖风器设置为一级或者二级串联的烟气暖风器。

进一步地，所述烟气暖风器的三维管的烟气侧设置有肋片，所述烟气暖风器的冷空气进口区域换热管的空气侧为光滑壁面。

进一步地，所述混风加热器采用三维管式混风加热器，并可根据回转式空气预热器的排烟温度和混合风温度将三维管式混风加热器设置为二级或者三级串联的三维管式混风加热器。

进一步地，三维管式混风加热器立式布置在回转式空气预热器出口至除尘器进口的烟道上(水平或者爬升烟道)。

进一步地，所述锅炉节能与烟气脱白系统还包括：设置在混风加热器空气进口侧的混风风机，设置在烟气暖风器空气进口侧的第一送风机，设置在静电除尘器与脱硫塔之间的烟道上的风机，设置在脱硫塔和烟囱之间的烟道上的湿式电除尘器，混风管道出口连接在湿式电除尘器与烟囱之间的烟道上。

相比于现有脱白系统，本实用新型具有如下有益效果。

本实用新型的烟气暖风器既能够实现冷空气的加热，加热后的空气引入锅炉内再利用实现节能，又能够取代蒸汽暖风器，避免能耗高、可靠性差等问题，还能够降低烟气温度，取代低低温省煤器，从根本上消除低低温省煤器水泄漏的风险；本实用新型利用烟气余热加热净烟气，不额外消耗能源，不存在MGGH等的泄漏风险；本实用新型的烟气暖风器金属壁温可调（烟气侧加工肋片，空气侧不加工肋片），且其壁温高于热媒水换热器（金属壁温约等于水温）壁温，腐蚀风险更低。

本实用新型可方便地通过高温干烧方法使硫酸氢铵气化蒸发分解，解决硫酸氢铵在（混风加热器、烟气暖风器）换热器表面产生二次凝结的堵塞问题；采用本实用新型系统，无需热媒水系统，无需转动设备和控制设备，整个系统简单，能自适应锅炉负荷变化，全工况无需运行人员操控。

本实用新型安全可靠性高，故障点极少，有20%左右的换热裕度，可确保换热器长期安全稳定经济运行。

本实用新型可最大限度地减少积灰，无需增设吹灰器；采用本实用新型，可实现单根换管，维护只需检查空气进口侧、原烟气出口侧区域的换热管腐蚀情况和原烟气进口侧的磨损情况，方便快捷。本实用新型投资省、施工周期短。

附图说明

图1是实施例中锅炉节能与烟气脱白系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但以下实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的原理及其核心思想，并非对本实用新型保护范围的限定。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，针对本实用新型进行的改进也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

实施例

一种锅炉节能与烟气脱白系统，如图1所示，包括依次相连的锅炉1、脱硝装置3、回转式空气预热器4、混风加热器9、烟气暖风器10、静电除尘器14、脱硫塔16和烟囱18，烟气暖风器10的空气出口通过温风管道19连接回转式空气预热器4的空气进口，回转式空气预热器4的空气出口通过热风管道2连接锅炉1，混风加热器9的空气出口通过混风管道20连接脱硫塔16与烟囱18之间的烟道。对于某单机1000MW电厂燃煤锅炉系统，其回转式空气预热器出口至静电除尘器进口深度（烟气流向）约32米，宽度方向约89.410米，静电除尘器烟气进口中心标高约21.7米，因此，采用该方案，的混风加热器和烟气暖风器都有足够的布置空间。

在混风加热器9与回转式空气预热器4之间的烟道上设置有烟气隔断阀6，在热风管道2上设置有带第一隔断阀7的热风支路5，热风支路5出口连接烟气隔断阀6与混风加热器9之间的烟道。

在混风管道20上设置有第二隔断阀8，在温风管道19上设置有第三隔断阀12。

其中，所述烟气暖风器10采用三维管式烟气暖风器，并可根据排烟温度降低的程度将烟气暖风器10设置为一级或者二级串联的烟气暖风器。

其中，所述烟气暖风器10的三维管的烟气侧设置有肋片，烟气暖风器10的冷空气进口区域换热管的空气侧为光滑壁面。

其中，所述混风加热器9采用三维管式混风加热器，并可根据回转式空气预热器的排烟温度和混合风温度将三维管式混风加热器设置为二级或者三级串联的三维管式混风加热器。

其中，所述三维管式混风加热器立式布置在回转式空气预热器4出口至除尘器进口的烟道上（水平烟道或者爬升烟道），这样的布置方式能够最大限度减少积灰，无需增设吹灰器。

本实施例中，锅炉节能与烟气脱白系统还包括设置在混风加热器9空气进口侧的混风风机11，设置在烟气暖风器10空气进口侧的第一送风机13，设置在静电除尘器14与脱硫塔16之间的烟道上的风机15，设置在脱硫塔16和烟囱18之间的烟道上的湿式电除尘器17，混风管道20出口连接在湿式电除尘器17与烟囱18之间的烟道上。

系统运行过程中，其一，锅炉1内的原烟气依次流经脱硝装置2、回转式空气预热器4、混风加热器9、烟气暖风器10、静电除尘器14、风机15、脱硫塔16、湿式电除尘器17、烟囱18；其二，第一送风机13将冷风（冷风温度为环境温度）送进烟气暖风器10内与流经烟气暖风器10的烟气进行换热，换热所得烟气（温度为85-120℃）进入静电除尘器14，换热所得温风（温度为80-130℃）被引入回转式空气预热器4内再次与流经回转式空气预热器4的烟气进行换热，经回转式空气预热器4换热所得热风被引入锅炉1内再利用，经回转式空气预热器4换热后的排烟温度可达180℃以上（由于回转式空气预热器4的排烟温度升高，换热端差相应减小，变形量也减小，其漏风率也会降低），回转式空气预热器4的换热板的最低金属壁温可以达到135℃以上，彻底消除低温腐蚀、结垢和积灰，同时，较高的换热板壁温可以保证换热板能够在高温烟气侧迅速升温到硫酸氢铵的气化温度（约210℃）以上，使硫酸氢铵有足够的气化蒸发时间，确保换热板沉积的硫酸氢铵能够气化分解，从根本上解决回转式空气预热器4的硫酸氢铵堵塞问题；其三，混风风机11将冷风（冷风温度为环境温度）送入混风加热器9内与流经混风加热器9得烟气进行换热，换热所得混合热风（温度约170℃）引入脱硫塔16与烟囱18之间的烟道内加热净烟气，该混合热风与脱硫塔16和烟囱18之间的净烟气混合，使净烟气被加热到72℃成为混合烟气（混合烟气相对湿度为24.02%，低于产生白羽的相对湿度）经烟囱排放，从而消除烟囱白烟。必要时，开启第一隔断阀7后，部分热风还能够通过热风支路5引入混风加热器9之前的烟道内，同时关闭烟气隔断阀6，引入少量热风至混风加热器9进行干烧，这时混风加热器9和烟气暖风器10的金属壁温高于硫酸氢铵的气化温度（约210℃），硫酸氢铵被气化蒸发，从而防止硫酸氢铵在混风加热器9、烟气暖风器10和静电除尘器14内二次凝结，从根本上保证系统不堵塞。

实施例中的回转式空气预热器与静电除尘器之间设置有混风加热器和烟气暖风器，通过烟气直接加热冷空气，加热所得热风直接引入锅炉实现了余热回收，一方面，空气温度升高到80-130℃后进入回转式空气预热器，可使其最低金属壁温达到135℃（高于酸露点温度）以上，彻底解决低温腐蚀问题；另一方面，回转式空气预热器内的烟气加热温风后，回转式空气预热器的排烟温度可180℃以上，可较长时间确保换热板金属壁温维持在硫酸氢铵气化温度（约210℃）以上，彻底解决硫酸氢铵结晶问题，烟气暖风器内的烟气加热冷空气后，烟气暖风器的排烟温度被降至85-120℃后进入静电除尘器，使得灰的比电阻和体积流量降低，提高了除尘器效率，从而能够降低引风机能耗，降低脱硫工艺水耗；实施例中的烟气暖风器和混风加热器既实现了冷空气的加热，取代了蒸汽暖风器，又降低了烟气温度，取代了低低温省煤器，解决了蒸汽暖风器能耗高、可靠性差，低低温省煤器投资大、系统复杂、可靠性差等问题，节能效果优于明显低低温省煤器，还能够将加热后混合热风引入脱硫塔与烟囱之间加热净烟气，实现烟气脱白。

此外，该系统安全可靠性高，故障点极少，有20%左右的换热裕度，可确保换热器长期安全稳定经济运行；该系统结构简单，最大限度地减少积灰，无需增设吹灰器，对于现有电厂锅炉烟气处理系统而言，不仅技改费用低，而且方便施工，可实现单根换管，维护只需检查空气进口侧、原烟气出口侧区域的换热管腐蚀情况和原烟气进口侧的磨损情况，方便快捷。

Claims (8)

1.一种锅炉节能与烟气脱白系统，其特征在于：所述系统包括依次相连的锅炉（1）、脱硝装置（3）、回转式空气预热器（4）、混风加热器（9）、烟气暖风器（10）、静电除尘器（14）、脱硫塔（16）和烟囱（18），烟气暖风器（10）的空气出口通过温风管道（19）连接回转式空气预热器（4）的空气进口，回转式空气预热器（4）的空气出口通过热风管道（2）连接锅炉（1），混风加热器（9）的空气出口通过混风管道（20）连接脱硫塔（16）与烟囱（18）之间的烟道。

2.根据权利要求1所述的锅炉节能与烟气脱白系统，其特征在于：在所述混风加热器（9）与所述回转式空气预热器（4）之间的烟道上设置有烟气隔断阀（6），在所述热风管道（2）上设置有带第一隔断阀（7）的热风支路（5），热风支路（5）出口连接烟气隔断阀（6）与所述混风加热器（9）之间的烟道。

3.根据权利要求2所述的锅炉节能与烟气脱白系统，其特征在于：在混风管道（20）上设置有第二隔断阀（8），在所述温风管道（19）上设置有第三隔断阀（12）。

4.根据权利要求1、2或3所述的锅炉节能与烟气脱白系统，其特征在于：所述烟气暖风器（10）采用三维管式烟气暖风器，并可根据排烟温度降低的程度将所述烟气暖风器（10）设置为一级或者二级串联的烟气暖风器。

5.根据权利要求4所述的锅炉节能与烟气脱白系统，其特征在于：所述烟气暖风器（10）的三维管的烟气侧设置有肋片，所述烟气暖风器（10）的冷空气进口区域换热管的空气侧为光滑壁面。

6.根据权利要求5所述的锅炉节能与烟气脱白系统，其特征在于：所述混风加热器（9）采用三维管式混风加热器，并可根据回转式空气预热器（4）的排烟温度和混合风的温度将三维管式混风加热器设置为二级或者三级串联的混风加热器。

7.根据权利要求6所述的锅炉节能与烟气脱白系统，其特征在于：三维管式混风加热器立式布置在所述回转式空气预热器（4）出口至除尘器进口的烟道上。

8.根据权利要求7所述的锅炉节能与烟气脱白系统，其特征在于所述系统还包括：设置在所述混风加热器（9）空气进口侧的混风风机（11），设置在所述烟气暖风器（10）空气进口侧的第一送风机（13），设置在所述静电除尘器（14）与所述脱硫塔（16）之间的烟道上的风机（15），设置在所述脱硫塔（16）和所述烟囱（18）之间的烟道上的湿式电除尘器（17），混风管道（20）出口连接在湿式电除尘器（17）与所述烟囱（18）之间的烟道上。

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