烟气余热利用、消白烟系统及其温度自动调节控制方法技术方案

本发明专利技术给出了一种烟气余热利用、消白烟系统及其烟温自动调节控制方法，其系统包括烟气‑水换热器、吸收式热泵、除尘器、引风机、烟气冷却器、湿法脱硫装置、喷淋式换热器、烟气再热器、烟囱、电热泵、中央控制系统和环境监测系统。该系统内的烟气‑水换热器可实现对高品质烟气热量的回收、利用烟气冷却器可实现对中品质烟气热量的回收、喷淋式换热器可实现对低品质烟气热量的再次深度回收，同时，系统依据实时环境条件，利用电热泵可实现对喷淋式换热器喷淋水入口温度进行调节，继而可实现对喷淋式换热器出口处的烟气冷凝温度进行调节，从而实现对排烟温度的调节，系统内排烟温度可随环境条件变化而变化，从而可实现白烟的实时消除。

【技术实现步骤摘要】
烟气余热利用、消白烟系统及其温度自动调节控制方法
本专利技术涉及烟气余热回收及消白烟
，尤其涉及一种烟气余热利用、消白烟系统及其温度自动调节控制方法。
技术介绍
湿法脱硫占到现已投产燃煤火电机组烟气脱硫装置的84％以上，脱硫后的烟气含湿量较高(13～15％)，烟温较低(45～55℃)，若对此不做处理，烟气由烟囱排入大气后，被迅速冷却，同时烟气中的各组分与大气进行质量交换。当烟气的温度低于其分压所对应的露点温度时，烟气中水蒸气产生过饱和而雾化成水滴，水滴在阳光的照射下产生折射、散射，使烟羽呈现出白色或者灰色，从而产生白烟现象。白烟对周边产生一定的视觉污染，产生石膏雨和烟囱腐蚀等危害，同时也带走了大量的汽化潜热。另一方面，烟气余热利用是提高锅炉热效率最有效的途径之一。排烟热损失是锅炉最大的热损失，烟气由脱硫入口的130～200℃经湿法脱硫工艺最终由50℃左右排出，这一过程消耗大量水分及汽化潜热，这些热量最终随烟气直接排放到大气中，极大的浪费了能源。随着国家对节能减排工作的不断深入，环保标准已不断提高，排放监督已愈发严格，各地市针对有色烟羽及烟气含湿量的排放标准已陆续出台，烟囱湿烟羽的治理已成为大势所趋。消白烟主要技术路线可以分为四大类：直接再热技术、冷凝技术、冷凝+再热技术、冷却塔排烟等技术。现有的直接再热消白烟技术存在：白烟“抬而不消”、能源“高质低用”及余热“取而不收”问题；现有的冷凝消白烟技术存在：1)能耗大、需额外的驱动热源，2)冷凝后无再热，烟气抬升阻力大，抬升高度低，3)冬季消白烟效果不明显等问题；现有的冷凝+再热消白烟技术存在：能源高质低用和排烟温度比较固定等缺陷；现有的冷却塔排烟消白烟技术存在：只能减轻“湿烟羽”现象，但不能达到有效消除等问题。如何实现烟气余热的高效回收及白烟的时效消除是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种烟气余热利用、消白烟系统及其温度自动调节控制方法，该系统内的烟气-水换热器可实现对高品质烟气热量的回收、利用烟气冷却器可实现对中品质烟气的热量回收、喷淋式换热器可实现对低品质烟气热量的再次深度回收。同时，系统依据实时环境条件，利用电热泵可实现对喷淋式换热器喷淋水入口温度进行调节，继而可实现对喷淋式换热器出口处的烟气冷凝温度进行调节，从而实现对排烟温度的调节，系统内排烟温度随环境条件变化而变化，从而可实现白烟的实时消除。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种烟气余热利用、消白烟系统，包括烟气-水换热器、吸收式热泵、除尘器、引风机、烟气冷却器、湿法脱硫装置、喷淋式换热器、烟气再热器、烟囱、电热泵、中央控制系统和环境监测系统；所述烟气-水换热器用于初次吸收高温烟气的热量，除尘器用于烟气的除尘，所述引风机的出烟口、烟气冷却器、湿法脱硫装置、喷淋式换热器、烟气再热器和烟囱，依次通过烟道串接在一起，在所述烟气-水换热器与吸收式热泵之间设置热水循环管路，在所述喷淋式换热器与所述吸收式热泵和电热泵之间设置有喷淋水循环管路，所述吸收式热泵和电热泵上还设置有热网水循环管路，所述吸收式热泵和电热泵回收的喷淋水余热用于加热热网回水；所述中央控制系统可实时接收所述喷淋式换热器的进水口处的喷淋水温度值，且中央控制系统可实时调整电热泵的工作方式；所述环境监测系统用于监测锅炉所处场所的天气环境条件，并能将天气环境监测信号传递给中央控制系统。优选地，所述烟气冷却器和烟气再热器为一体式结构，烟气冷却器内吸收的热量可直接传递给烟气再热器进行利用。进一步地，所述环境监测系统包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器均设置在烟囱的出烟口外侧，温度传感器用于监测烟囱出烟口所处的环境温度，湿度传感器用于监测烟囱出烟口所处的环境湿度。进一步地，经过所述吸收式热泵和电热泵加热后的热网回水可直接作为热网供水进行对外供热。进一步地，经过所述吸收式热泵和电热泵加热后的热网回水，可进入锅炉继续被加热后作为热网供水进行对外供热。优选地，烟气从锅炉的尾部烟道流出后，可依次经过烟气-水换热器和除尘器后进入到引风机入口端，或者可依次经过除尘器和烟气-水换热器后进入到引风机入口端。进一步地，喷淋式换热器流出的热源水可通过管道以并联方式分别流经吸收式热泵和电热泵内的蒸发器，降温后的热源水从吸收式热泵和电热泵流出后通过管道以并联方式混合后，再返回到喷淋式换热器喷淋水入口；或者喷淋式换热器流出的热源水可通过管道先流经吸收式热泵内蒸发器，从吸收式热泵流出的初次降温后的热源水再流经电热泵内蒸发器，二次降温后的热源水从电热泵流出后最终返回到喷淋式换热器喷淋水入口。本专利技术还提供了一种上述烟气余热利用、消白烟系统的温度自动调节控制方法，包括以下步骤：S1、启动锅炉，进行热网供水工作；S2、依据实际供热工作要求，通过中央控制系统实现烟气余热利用、消白烟系统进入基于消白烟的工作模式或者基于增加供热量的工作模式；S2.1当烟气余热利用、消白烟系统依据指令进入到基于消白烟的工作模式后，中央控制系统实时接收环境监测系统反馈的环境温度T1和环境湿度RH信号，并依据环境温度T1和环境湿度RH信号，计算出烟气在喷淋式换热器的出烟口流出后所需的烟气冷凝温度T2及喷淋式换热器所需的喷淋水入口温度T3，然后，中央控制系统检测喷淋式换热器冷水源的流入实际温度T4，并进行T4-T3的做差计算，进一步的，中央控制系统将T4-T3的值同中央控制系统内设定的温差值ΔT进行比较，当T4-T3的值大于等于ΔT时，中央控制系统调整电热泵工作状态，使得电热泵处于最高频率工作状态，在电热泵处于最高频率工作状态时，中央控制系统实时检测T4的值，并实时将T4-T3的值与ΔT比较，直到T4-T3的值小于ΔT，当T4-T3的值小于ΔT后，中央控制系统调整电热泵工作状态，使得电热泵处于最佳能效比工作状态；当电热泵处于最佳能效比工作状态时，中央控制系统仍实时比较T4与T3的大小，当T4与T3不相等时，中央控制系统继续依据T4-T3的值与ΔT的比较结果，使得电热泵重新进入最高频率工作模式或者进入最佳能效比工作模式，当T4与T3值相等时，中央控制系统使得电热泵停止工作；S2.2当烟气余热利用、消白烟系统依据指令进入到基于增加供热量工作模式时，中央控制系统获得热网系统的供热需求量Q1，中央控制系统依据供热需求量Q1，计算出烟气在喷淋式换热器的出烟口流出后所需的烟气冷凝温度T5及喷淋式换热器所需的喷淋水入口温度T6,然后，中央控制系统实时检测喷淋式换热器冷水源的流入实际温度T7和热网系统的实际提取供热量Q2；进一步的，中央控制系统将Q1与Q2进行比较，当Q1大于等于Q2时，中央控制系统调控电热泵的工作模式，使电热泵处于最高频率工作模式，在电热泵处于最高频率工作状态时，中央控制系统继续实时检测喷淋式换热器冷水源的流入实际温度T7和热网系统的实际提取供热量Q2，直到Q1小于Q2；当Q1小于Q2时，中央控制系统调控电热泵工作模式，使电热泵处于最佳能效比工作模式，在电热泵处于最佳能效比工作模式时，中央控制系统实时将T7和T6进行比较，当T7大于T6温度时，中央控制系统继续将Q1与实时检测到的Q2进行比较，然后依据比较结果，使得电热泵重新进入最高频率工作模式或者最佳能效比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气余热利用、消白烟系统，其特征是，包括烟气‑水换热器、吸收式热泵、除尘器、引风机、烟气冷却器、湿法脱硫装置、喷淋式换热器、烟气再热器、烟囱、电热泵、中央控制系统和环境监测系统；所述烟气‑水换热器用于初次吸收高温烟气的热量，除尘器用于烟气的除尘，所述引风机的出烟口、烟气冷却器、湿法脱硫装置、喷淋式换热器、烟气再热器和烟囱，依次通过烟道串接在一起，在所述烟气‑水换热器与吸收式热泵之间设置热水循环管路，在所述喷淋式换热器与所述吸收式热泵和电热泵之间设置有喷淋水循环管路，所述吸收式热泵和电热泵上还设置有热网水循环管路，所述吸收式热泵和电热泵回收的喷淋水余热用于加热热网回水；所述中央控制系统可实时接收所述喷淋式换热器的进水口处的喷淋水温度值，且中央控制系统可实时调整电热泵的工作方式；所述环境监测系统用于监测锅炉所处场所的天气环境条件，并能将天气环境监测信号传递给中央控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种烟气余热利用、消白烟系统，其特征是，包括烟气-水换热器、吸收式热泵、除尘器、引风机、烟气冷却器、湿法脱硫装置、喷淋式换热器、烟气再热器、烟囱、电热泵、中央控制系统和环境监测系统；所述烟气-水换热器用于初次吸收高温烟气的热量，除尘器用于烟气的除尘，所述引风机的出烟口、烟气冷却器、湿法脱硫装置、喷淋式换热器、烟气再热器和烟囱，依次通过烟道串接在一起，在所述烟气-水换热器与吸收式热泵之间设置热水循环管路，在所述喷淋式换热器与所述吸收式热泵和电热泵之间设置有喷淋水循环管路，所述吸收式热泵和电热泵上还设置有热网水循环管路，所述吸收式热泵和电热泵回收的喷淋水余热用于加热热网回水；所述中央控制系统可实时接收所述喷淋式换热器的进水口处的喷淋水温度值，且中央控制系统可实时调整电热泵的工作方式；所述环境监测系统用于监测锅炉所处场所的天气环境条件，并能将天气环境监测信号传递给中央控制系统。2.根据权利要求1所述的烟气余热利用、消白烟系统，其特征是，所述烟气冷却器和烟气再热器为一体式结构，烟气冷却器内吸收的热量可直接传递给烟气再热器进行利用。3.根据权利要求2所述的烟气余热利用、消白烟系统，其特征是，所述环境监测系统包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器均设置在烟囱的出烟口外侧，温度传感器用于监测烟囱出烟口所处的环境温度，湿度传感器用于监测烟囱出烟口所处的环境湿度。4.根据权利要求3所述的烟气余热利用、消白烟系统，其特征是，经过所述吸收式热泵和电热泵加热后的热网回水可直接作为热网供水进行对外供热。5.根据权利要求3所述的烟气余热利用、消白烟系统，其特征是，经过所述吸收式热泵和电热泵加热后的热网回水，可进入锅炉继续被加热后作为热网供水进行对外供热。6.根据权利要求1所述的烟气余热利用、消白烟系统，其特征是，烟气从锅炉的尾部烟道流出后，可依次经过烟气-水换热器和除尘器后进入到引风机入口端，或者可依次经过除尘器和烟气-水换热器后进入到引风机入口端。7.根据权利要求6所述的烟气余热利用、消白烟系统，其特征是，喷淋式换热器流出的热源水可通过管道以并联方式分别流经吸收式热泵和电热泵内的蒸发器，降温后的热源水从吸收式热泵和电热泵流出后通过管道以并联方式混合后，再返回到喷淋式换热器喷淋水入口；或者喷淋式换热器流出的热源水可通过管道先流经吸收式热泵内蒸发器，从吸收式热泵流出的初次降温后的热源水再流经电热泵内蒸发器，二次降温后的热源水从电热泵流出后最终返回到喷淋式换热器喷淋水入口。8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的烟气余热利用、消白烟系统的温度自动调节控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、启动锅炉，进行热网供...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴琪珑，吴玉麒，桑宪辉，李辉，朱茂霞，马振杰，周青，
申请(专利权)人：临沂智慧新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37