一种回热式换热器燃煤机组烟气降温取水系统技术方案

本发明专利技术提供了一种回热式换热器燃煤机组烟气降温取水系统，包括回热式换热器、冷却风机、进气烟道、出气烟道、凝结水收集装置，所述回热式换热器包括烟气分仓、空气分仓、蓄热元件，所述进气烟道、烟气分仓、出气烟道顺序连接，所述烟气分仓和空气分仓的气流方向相反，所述凝结水收集装置设置在烟气分仓下方，所述冷却风机设置在空气分仓上部。本发明专利技术利用回热式换热器的工作原理，用环境空气将燃煤锅炉湿法脱硫系统出口饱和湿烟气冷却降温，回收烟气中因水蒸汽过饱和而凝结下来的水分。本发明专利技术结构简单，对烟气中的水汽回收效率高，大大降低了企业的成本支出，符合节能环保的要求。

A kind of regenerative heat exchanger for flue gas cooling and water intake system of coal-fired unit

The invention provides a heat exchanger coal-fired unit flue gas cooling water system, including heat exchanger, cooling fan, air inlet flue, flue, condensed water collecting device, the regenerative flue gas compartment air chamber, the heat storage element, heat exchanger, the the air inlet flue, flue gas, flue gas compartment airflow direction are connected in sequence, the flue gas and air compartment compartment on the contrary, the condensed water collecting device is arranged in the smoke compartment below, the cooling fan is arranged in the upper air compartment. By utilizing the working principle of the regenerative heat exchanger, the invention uses ambient air to cool and cool the saturated wet flue gas at the outlet of the wet flue gas desulfurization system of the coal-fired boiler, and to recover the moisture condensed in the flue gas due to excessive water vapor. The invention has the advantages of simple structure, high efficiency of water vapor recovery in the flue gas, greatly reducing the cost of the enterprise, and conforming to the requirements of energy saving and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种回热式换热器燃煤机组烟气降温取水系统
本专利技术涉及一种燃煤机组烟气降温取水系统，特别是一种回热式换热器燃煤机组烟气降温取水系统。
技术介绍
随着环保要求的提高，绝大部分燃煤机组的烟气脱硫工艺都采用了湿法脱硫系统，湿法脱硫系统出口的烟气都是蒸汽饱和烟气。湿法脱硫系统的出口烟气的温度随其入口烟气温度不同，一般在50℃左右，则烟气饱和蒸汽压在12.5╳103Pa左右。烟气中的水主要来自于煤燃烧产生的水分和在脱硫塔中烟气蒸发的脱硫工艺水，煤燃烧产生的烟气中的水分一般在3-8％，其余为烟气蒸发的脱硫工艺水。根据上述数据估算，对于一台300MW等级的燃煤机组，在满负荷时，排放烟气中所携带的水量在150t/h左右，若以每年运行4000h来计，其携带的水量就有600000t，非常可观。在缺水地区，如果回收烟气中的水予以利用，将会有很高的环境效益、社会效益和经济效益。目前，世界上主流烟气提水技术路线有三种：膜法提水、喷淋冷却提水技术和冷凝换热提水：(1)膜法提水技术通过膜技术对水蒸汽分子进行过滤，渗透压来自于空冷凝汽器的真空，水分回收系统主要由膜法过滤装置以及空冷凝汽器组成，捕集的水经过简单处理即可回用。但是，膜法提水技术受膜工业限制，投资运行费用很高，无论在国外还是在国内，都处于研究阶段，还不适合工业化应用。(2)喷淋冷却提水技术通过在脱硫塔后建一套烟气喷淋降温收水冷凝塔和闭式通风冷却塔，喷淋降温收水冷凝塔和闭式通风冷却塔之间通过一个水-水换热器连接。在喷淋塔中，从烟气中收到的水与喷淋水混合在一起，通过向烟气中喷淋冷却后的低温水冷却烟气，降温后的烟气析出过饱和水蒸汽得到烟气凝结水；喷淋水冷却烟气将烟气降温的同时，自身被加热升温；升温后的喷淋水通过水水换热器与闭式通风冷却塔热媒水相连接进行热交换，达到热量释放自身被降温的目的；闭式通风冷却塔热媒水在水-水换热器被加热升温后返回通风冷却塔与空气进行换热冷却，即采用气液间壁式换热器进行换热把循环水从提水塔吸收的热量散失掉，最终间接实现烟气与空气换热降温水回收的目的。(3)间接接触式烟气降温提水技术主要是通过间接接触式换热的方式对脱硫后的净烟气进行降温，由于烟气不同温度的饱和湿度不同，烟气温度降低后其饱和湿度会减小，其过饱和部分水分就会凝结析出，进而被收集利用。除了水的回收，在水蒸汽凝结析出的过程中，通过相变凝聚和碰撞凝并，可大幅提高超细粉尘和气溶胶的去除效率；而且，由于烟气中的水分减少，SO3的分压力将升高，露点升高，冷凝凝结水以硫酸雾滴为晶核凝结，促使硫酸雾滴长大，易于硫酸雾滴的捕集脱除。间接接触式换热器有翅片管换热器、热管换热器和板式换热器，由于脱硫后烟气含有一定量的酸性气体和气溶胶，换热器的材质一般需要采用防腐蚀的不锈钢材质或氟塑料材质。间接接触式换热器由于其换热效果差，材质需要价格较贵的防腐材料如不锈钢、氟塑料，而且还容易产生换热器体积大、造价昂贵的问题。冷却烟气的冷源可以采用环境空气和江河水，但通常有江河水可利用的地区通常不缺水，开式水冷却方式还容易造成江河水的热污染。如果利用环境空气作为冷源，可以采用空气-烟气直接换热和空气-水-烟气间接换热两种方式：空气/烟气直接换热的方式，由于气气间接接触式换热器换热效果差的特点，很容易产生换热器体积庞大、造价高等问题；空气-水-烟气间接换热则需增设一套闭式通风冷却塔和水水换热器，形成闭式循环，最终实现烟气与空气换热降温水回收的目的，系统较为复杂。从上述三种收水技术看，膜法手术技术由于价格问题暂时还不具备市场应用的条件；喷淋冷却取水技术和间接接触式烟气降温取水技术以空气作为冷源时，都需设置闭式通风冷却塔和水水换热装置，系统较复杂；间接接触式烟气降温取水技术采用江河水为冷源时，存在节水的必要性不大的问题。利用回热式换热器的燃煤锅炉回转式GGH(gas-gasheater)，由于其换热效率高、体积比管式空预器紧凑等优点，早期曾被广泛应用到大型燃煤机组上，用于回收脱硫前原烟气热量加热脱硫后净烟气，实现了：(1)使排烟温度达到露点之上，消除对进烟道和烟囱的腐蚀，提高净烟气的扩散度；(2)降低进入吸收塔的烟气温度，降低塔内对防腐的工艺技术要求；(3)降低了脱硫吸收塔入口烟温，减少了由于烟气温度高造成的脱硫工艺水蒸发，进而减少了吸收塔内工艺水的补水量；(4)消除了湿法脱硫后烟囱冒“白烟”及“烟囱雨”现象。同时，回转式GGH也存在了如下突出的问题：(1)GGH的原烟气侧向净烟气侧的泄漏会降低系统的脱硫效率，回转式GGH的原烟气侧和净烟气侧之间的泄漏一般在1.0％以下；(2)由于原烟气在GGH中由130℃左右降低到酸露点以下的80℃，因此在GGH的热侧会产生大量的粘稠的浓酸液。这些酸液不但对GGH的换热元件和壳体有很强的腐蚀作用，而且会粘附大量烟气中的飞灰。另外，穿过除雾器的微小浆液液滴在换热元件的表面上蒸发之后，也会形成固体的结垢物。由于蓄热元件堵塞的问题非常突出，使得大部分火电厂在超低排放政策实施前，就逐步以烟囱防腐、湿烟气直排取代了回转式GGH。如果采用空气作为冷却介质，利用回热式换热器对脱硫后烟气进行降温收水，有如下特点：(1)相比脱硫塔前原烟气与脱硫塔后净烟气换热的GGH，与净烟气换热的是环境空气，空气中不含SO2气体和粉尘，也就不会在换热过程中产生稠的浓酸液腐蚀设备及粘附飞灰堵塞蓄热元件的问题；(2)换热器是对净烟气进行的是降温取水过程，而不是加热升温，穿过除雾器的微小浆液液滴也不会在换热元件的表面上蒸发形成固体结垢物堵塞蓄热元件，而且，烟气中相当一部分的超细粉尘、SO3气溶胶、微小浆液液滴以及可凝结颗粒物在水的凝结过程中被捕捉，并随凝结水被收集去除；(3)对于回热式换热器换热气体之间存在的1％泄露量的问题，若空气向烟气泄露，只是略微增大了烟气量，若烟气向空气泄露也只是有少量的净烟气从烟囱排放改为随被加热了的冷却空气排放，不会造成危害；(4)该换热方式系统简单，而且是接触式换热，换热效率高，可以有效的减小换热器体积、降低投资；(5)由于收水，烟气中的水分含量降低，消除了湿法脱硫后烟囱冒“白烟”以及“烟囱雨”现象，如有MGGH烟气升温消“白烟”系统，烟气所需升温幅度降低，脱硫塔前原烟气的热回收换热器和脱硫塔后净烟气加热器换热面可减小，降低MGGH系统投资。采用回热式换热器对脱硫后净烟气进行降温取水的方法，与原GGH系统相比，存在的堵塞和泄露问题不复存在或变为无害；与烟气喷淋降温取水和间接接触式烟气降温提水技术相比，有系统简单、换热效率高等突出优势。所以，回热式换热器烟气取水技术应用于燃煤锅炉湿法烟气脱硫系统出口净烟气取水是可行的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中烟气提水技术复杂、成本高、效率低的不足，而提供一种结构简单，换热效率高的烟气提水系统。本专利技术提供了一种回热式换热器燃煤机组烟气降温取水系统，包括回热式换热器、冷却风机、进气烟道、出气烟道、凝结水收集装置，所述回热式换热器包括烟气分仓、空气分仓、蓄热元件，所述进气烟道、烟气分仓、出气烟道顺序连接，所述烟气分仓和空气分仓的气流方向相反，所述凝结水收集装置设置在烟气分仓下方，所述冷却风机设置在空气分仓上部。回热式换热器，也称为蓄热式换热器，利用回热式换热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回热式换热器燃煤机组烟气降温取水系统，其特征在于，包括回热式换热器、冷却风机、进气烟道、出气烟道、凝结水收集装置，所述回热式换热器包括烟气分仓、空气分仓、蓄热元件，所述进气烟道、烟气分仓、出气烟道顺序连接，所述烟气分仓和空气分仓的气流方向相反，所述凝结水收集装置设置在烟气分仓下方，所述冷却风机设置在空气分仓上部。

【技术特征摘要】
1.一种回热式换热器燃煤机组烟气降温取水系统，其特征在于，包括回热式换热器、冷却风机、进气烟道、出气烟道、凝结水收集装置，所述回热式换热器包括烟气分仓、空气分仓、蓄热元件，所述进气烟道、烟气分仓、出气烟道顺序连接，所述烟气分仓和空气分仓的气流方向相反，所述凝结水收集装置设置在烟气分仓下方，所述冷却风机设置在空气分仓上部。2.根据权利要求1所述的回热式换热器燃煤机组烟气降温取水系统，其特征在于，还包括和所述出气烟道连接的烟囱，所述出气烟道在通向烟囱的入...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁秀进，朱跃，孙海峰，魏宏鸽，江建平，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33