一种火电厂锅炉排烟余热回收及烟气消白系统技术方案

一种火电厂锅炉排烟余热回收及烟气消白系统，包括冷凝式换热器、热泵和暖风器；冷凝式换热器，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，可同时实现节能、节水和脱白。

A waste heat recovery and flue gas whitening system for boiler flue gas in thermal power plant

The utility model relates to a waste heat recovery and flue gas whitening system for boiler exhaust in thermal power plants, which comprises a condensing heat exchanger, a heat pump and a heater; a condensing heat exchanger, which condenses the water vapor components in the water-bearing flue gas after desulfurization treatment; a heater preheates the cold air, and the cold air enters the heater through the inlet of the heater, and a hot air pipe at the outlet of the heater connects the air preheater of the heat pump; Connecting the condensing heat exchanger to absorb the heat in the water-containing flue gas, and connecting the heat pump exothermic end to the heater to heat the air entering the heater can realize energy saving, water saving and bleaching at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种火电厂锅炉排烟余热回收及烟气消白系统
本专利技术属于电厂乏汽余热回收节能领域，具体涉及一种火电厂锅炉排烟余热回收及烟气消白系统。
技术介绍
我国很多地区出台了烟气脱白的有关规定，对燃煤锅炉排烟进行脱白处理势在必行。同时，我国电力发展对火电机组节能减排提出了更高要求，新建燃煤发电机组平均供电煤耗低于300克标煤/千瓦时，现役燃煤发电机组经改造平均供电煤耗低于310克标煤/千瓦时。火电行业应“坚持低碳、清洁、高效的原则，大力发展绿色火电”，开展“高效清洁发电”等先进适用技术的研发应用。因此，实现燃煤电站烟气脱白及烟气余热回收节能是我国电力行业亟待解决的关键问题。烟气脱白的主要技术包括：烟气升温脱白、烟气冷凝脱白和烟气降温再热脱白等，现有烟气脱白技术多为烟气升温脱白技术，这个技术需要将烟气温度加热至90～100℃，造成了大量的能量浪费。烟气冷凝再热脱白，可以降低脱白能耗同时回收部分水分，但现有技术为孤立技术，难以实现能量的梯级利用，能耗水平依然很高。因此，现有技术的问题是能耗高、投资大，因此，如何降低脱白系统能耗和投资是燃煤发电机组节能减排的技术难点问题。开发节能减排技术对我国火电行业的可持续发展具有重要的意义。我国燃煤发电机组大多采用湿法脱硫工艺，脱硫塔出口烟气是50℃左右的饱和湿烟气，脱硫塔出口烟气具有较大的湿度，进入烟囱之后冷却不但会腐蚀烟道末端设备，还会在烟囱出口形成白烟，造成视觉污染。目前火电厂消白烟均采用烟气冷却法，用冷水对冷凝烟气以降低其湿度。该法需要大量的冷水，且由于湿烟气温度较低，其热量很难被利用，烟气冷凝后产生的热量排放进入环境，既浪费能源，又需要专门的冷却设备。
技术实现思路
本专利技术提出一种采用热泵回收湿烟气热量用于加热一、二次风，回收空预器出口烟气的热量用于加热凝结水的电站锅炉排烟余热回收及烟气消白系统。不但可以解决烟气的消白问题，还可提高所回收的热量的品位用于加热一、二次风，从而使锅炉空预器出口烟气温度大幅度提高，用于加热凝结水以降低机组煤耗率。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种火电厂锅炉排烟余热回收及烟气消白系统，其中包括燃煤发电系统，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；其特征在于，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。本专利技术系统简捷，可同时实现节能、脱白。具有以下优点：1.与现有的消白方案相比，本专利技术可回收利用湿烟气的余热，在消除白烟的同时降低机组的煤耗率，同时实现节能减排；2.与现有的集成暖风器的锅炉排烟余热回收技术相比，本专利技术暖风器的热源来自湿烟气，其数量大、且受外界环境温度及机组负荷影响很小，可保证进入空预器入口的一、二次风能温度基本不变，解决空预器及低温省煤器的腐蚀腐蚀及堵塞问题；3.对典型的660MW机组，本专利技术可降低机组煤耗率2.5g/kWh左右，每小时从湿烟气中回收10吨冷凝水，且烟气在冷凝式换热器中被冷凝液洗涤、可进一步降低烟气中固体颗粒、SOx及NOx的含量，实现烟气的超低排放。附图说明图1是火电厂锅炉排烟余热回收及烟气消白系统示意图；图中：1—空气预热器；2—低温省煤器；3—除尘器；4—脱硫塔；5—冷凝式换热器；6—热泵；7—暖风器；8、9—水泵。具体实施方式下面结合附图1对本专利技术作进一步描述，应当理解，此处所描述的内容仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种火电厂锅炉排烟余热回收及烟气消白系统，其中包括常规燃煤发电系统，常规燃煤发电系统由依次相连的锅炉、空气预热器(1)、除尘器(3)、脱硫塔(4)、烟囱(5)构成；锅炉烟气经过空气预热器(1)、除尘器(3)、脱硫塔(4)、烟囱(5)，进行除尘和脱硫处理后排出。空气预热器(1)利用锅炉烟气对送去磨煤机的一次风和送去炉膛的二次风进行加热。低温省煤器2设置在空气预热器(1)、除尘器(3)之间的烟气通路上。其接入汽轮机凝结水系统，利用空气预热器(1)出口烟气对凝结水进行加热。冷凝式换热器5，设置于脱硫塔(4)、烟囱(5)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。热泵6用来产生低温水从低温热源吸取热量，并产生高温水；所述热泵6的低温水入口管和低温水出口管与作为低温热源的冷凝式换热器相连通；冷凝式换热器5的换热管接入热泵低温水，吸收烟气中的热量；所述热泵6的高温水入口管和高温水出口管与暖风器7相连通；所述暖风器的出口热空气管道与空气预热器1的入口相连通；冷凝式换热器5、暖风器7采用水汽换热器。冷凝式换热器5中的产生的冷凝水输送至水处理系统，经处理后回收利用。利用烟气中的低温热源对冷空气加热的实施工艺如下：来自脱硫塔4的含水烟气进入冷凝式换热器5，在所述冷凝式换热器5内与来自热泵6的低温水进行换热，含水烟气中水汽成份进行冷凝，对排放烟气进行冷凝脱白；来自热泵的低温水经热泵低温水出口管进入冷凝式换热器，完成换热后经热泵低温水入口管返回热泵，形成热泵低温水的闭路循环；含水烟气温度及湿度降低后送往烟囱，冷凝式换热器5所产生的冷凝水处理后应用。热泵产生的高温水经热泵高温水出口管进入暖风器7，在上述设备中完成换热后，经热泵高温水入口管返回热泵，完成热泵高温水的闭路循环；暖风器的目的是对冷空气进行预热，冷空气经暖风器7入口冷空气管道进入暖风器7，被来自热泵的高温水加热后，经暖风器出口热空气管道进入空气预热器1。来自热泵的高温水经暖风器热水进水管进入暖风器，在暖风器内完成换热后经暖风器热水出水管返回热泵热泵的高温水闭路循环管路和低温水闭路循环管路分别设置有水泵8、9，可调节循环水量，控制换热，保证合理换热温度。进入暖风器7的空气包括一次风、二次风，经过暖风器7、空气预热器1的加热升温后，分别送去磨煤机和炉膛。暖风器7出口一次风、二次风的温度为50-80℃，相应的空预器1出口烟气温度为140-180℃，经过低温省煤器2后被来自凝结水系统的凝结水冷却后其温度降低至80-100℃后依次进入除尘器3及脱硫塔4，在低温省煤器2内被加热升温后的凝结水返回凝结水系统。热泵采用机械压缩式热泵，其驱动方式为电机或小汽轮机拖动；也可采用吸收式热泵，其接入汽轮机抽汽作为工作蒸汽。本专利技术提出了采用热泵回收湿烟气中热量并用于加热一、二次风，回收空预器出口烟气的热量用于加热凝结水的电站锅炉排烟余热回收及烟气消白系统。该方法采用热泵对湿烟气余热的温度进行提升，并用来加热一、二次风以有效利用湿烟气冷却过程产生的热量。通过设置冷凝式换热器5，脱硫塔出口烟气进入该换热器，用冷水对其进行冷却；冷水吸热后其温度上升，进入热泵6，产生温度更高的循环热水进入暖风器7；循环热水在暖风器7中对一、二次风进行加热。湿烟气温度在冷凝式换热器5中温度下降越大，其所产生的冷凝水也越多、湿度减少也越大。由于一、二次风的吸热能力有限，因此采用了热泵，以尽可能地增加烟气在冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火电厂锅炉排烟余热回收及烟气消白系统，其中包括燃煤发电系统，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；其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种火电厂锅炉排烟余热回收及烟气消白系统，其中包括燃煤发电系统，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；其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的一种火电厂锅炉排烟余热回收及烟气消白系统，其特征在于，还包括低温省煤器，设置在空气预热器、除尘器之间的烟气通路上，其接入汽轮机凝结水系统，利用空气预热器出口烟气对凝结水进行加热。3.根据权利要求1所述的一种火电厂锅炉排烟余热回收及烟气消白系统，其特征在于，热泵吸热端通过循环管路连接冷凝式换热器，换热介质进行闭路循环。4.根据权利要求3所述的一种火电厂锅炉排烟余热回收及烟气消白系统，其特征在于，换热介质采用水，冷凝式换热器为水汽换热器；热泵的低温水经热泵低温水出口管进入冷凝式换热器，完成换热后经热泵低温水入口管返回热泵，形成热泵低温水的闭路循环；含水烟气温度及湿度降低后送往烟囱，冷凝式换热器所产生的冷凝水处理后应用。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国柱，刘继平，李本锋，张钧泰，刘忠秋，
申请(专利权)人：大唐北京能源管理有限公司，大唐环境产业集团股份有限公司，中国大唐集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11