多级高效置换式的烟气余热利用系统技术方案

本发明专利技术提供了一种多级高效置换式的烟气余热利用系统，所述烟气余热利用系统应用于火电发电厂，包括：锅炉；空气预热器，包括烟气侧部分和空气侧部分并经由烟气管道接收来自所述锅炉的烟气；烟气-凝结水(给水)换热器，经由连通所述烟气管道的一旁路烟气管道接收来自所述锅炉的烟气，以加热凝结水或者给水；吸收塔；以及烟气-空气换热器，布置在所述空气预热器的烟气侧部分及烟气-凝结水(给水)换热器的下游，并与所述吸收塔的入口相连接，所述烟气-空气换热器接收从所述空气预热器和所述烟气-凝结水(给水)换热器排出的烟气，其中所述烟气-空气换热器加热过的空气与所述空气预热器的空气侧部分相连。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烟气余热利用技木，尤其涉及一种多级高效置换式的烟气余热利用系统。
技术介绍
随着国民经济的发展，社会对电カ的需求正在不断的提高。对于正在进行エ业化和经济快速发展的新兴发展中国家，如中国，电カ的消耗量和发电厂的装机容量正在迅速的増加。对中国而言，由于受其一次能源的储存品种和储存量的限制，近几十年来发电厂的燃料以煤炭为主，约为70%以上，而且这种趋势在可预见的未来不会有根本的改变。虽然燃煤火电厂对于中国有着成本较低、燃料来源广泛等优势，但是燃煤火电厂存在效率较低、污染物排放较多等缺点。由于排放到大气中的污染物基本上来源于煤炭的燃烧，因此污染物的排放量与火电厂的煤耗量之间相关，同时也与烟气净化设备的烟气净化效率相互。降低火电厂煤耗量的同时也減少了火电厂向大气中污染物的排放量，提高烟气净化设备的浄化效率也减少了火电厂向大气中污染物的排放量。一般而言，可以采用以下三种方法減少火电厂的煤耗量。(一)提高蒸汽的压力和温度。提高了蒸汽的压力和温度后，汽轮机的效率将提高，热耗下降，可提高整个火力发电系统的效率，降低煤耗。目前，主流的火电机组的蒸汽压力和温度从亚临界參数提高到超临界參数，进ー步提高到超超临界參数。目前国内外正在为进ー步蒸汽温度作不懈的技术研究。但是蒸汽温度和压カ每提高ー个台阶，锅炉和汽轮机都需要采用热強度和抗腐蚀能力跟高的材料，大大提高了设备的成本。(ニ)降低汽轮机的排汽參数。降低了汽轮机的排汽參数后，也可提高汽轮机的效率，降低汽轮机的热耗。降低汽轮机的排汽參数即需要降低汽轮机的循环冷却水温度，由于受电厂所处地理位置和气候条件的限制，循环冷却水温是在一定的范围内变化的，因此汽轮机的排汽參数下降的幅度是有限的。对于同一地区，汽轮机的排汽參数的一定的。(三)減少锅炉烟气的排放热损失。锅炉燃烧后产生的烟气，根据锅炉形式和燃煤种类的不同，其温度一般在110°C 170°C之间。通常情况下锅炉烟气通过净化处理后自己排放到大气，排放的烟气温度几乎没有变化，即烟气中的热量直接排放到大气而不加以利用。在采用烟气湿法脱硫的エ艺中，烟气在吸收塔中在脱硫剂浆液的喷淋作用下温度下降到40°C 50°C，在这个过程中烟气的热量并没有被利用，而是被浆液带走，蒸发了浆液中的水分。烟气温度越高，对浆液中的水分的蒸发量越大，电厂的水耗量越大。一些电厂由于受环保的要求，向大气中排放的烟气温度要求不低于72°C 80°C，吸收塔出口的烟气需加热到这个温度以上，因此采用了烟气-烟气换热器或烟气-水-畑气换热器将锅炉排出的较高温度的烟气加热吸收塔排出的较低温度的烟气，由于加热后的烟气仍然排放到大气中，锅炉排放的烟气的热量仍然没有被利用。对锅炉烟气余热的利用，国内外已有不少的设计和实践，均采用烟气换热器的型式，通过换热器将烟气中的热量置换给别的介质以加以利用。这种烟气换热器被称为“低温省煤器”、“低压省煤器”、“烟气冷却器”、“烟水换热器”等各种名称，其实质是相同或相似的，所不同的是烟气换热器布置的位置和换热介质不同。(I)布置在锅炉尾部，采用凝结水吸收烟气余热。例如，国内某电厂锅炉排烟温度较高，为了降低排烟温度，提高机组的运行经济性，在锅炉尾部空气预热器出口加装了低温省煤器，采用凝结水吸收烟气余热，见附图1。前苏联为了減少排烟损失而改装锅炉机组时，在锅炉对流竖井的下部装设低温省煤器，采用热网水吸收烟气余热。(2)布置在吸收塔之前,采用凝结水吸收烟气余热。德国Schwarze Pumpe电厂2X800MW褐煤发电机组在静电除尘器和烟气脱硫塔之间加装了烟气冷却器，采用凝结水吸收烟气余热。国内某电厂也在相同位置布置了烟水换热器，见附图2。(3)布置在吸收塔之前，采用锅炉进风吸收烟气余热。德国科隆Nideraussem发电厂在静电除尘器和烟气脱硫塔之间加装了烟气冷却器和风加热器，以水为传导媒介，采用进入锅炉炉膛的风吸收烟气余热，见附图3。(4)布置在吸收塔之前及电除尘器之前，采用锅炉进风或凝结水吸收烟气余热。中国电カエ程顾问集団华东电力设计院的技术专利《应用于火力发电厂的两级烟气-空气换热器系统》(专利号201020247096. 9)，用以回收热量和提高除尘器效率。这些烟气换热器方案均采用了烟水换热器或烟风换热器，其主要作用的回收空预器出口较低温度的烟气余热，加热汽轮机系统较低温度的凝结水，減少了上述的凝结水加热需要的低品质的蒸汽，此品质的蒸汽的做功发电能力不强，因此降低发电机组煤耗量效果不是最优。
技术实现思路
针对业界的上述需要，本专利技术提供了一种多级高效置换式的烟气余热利用系统，所述烟气余热利用系统应用于火电发电厂，包括锅炉；空气预热器，包括烟气侧部分和空气侧部分并经由烟气管道接收来自所述锅炉的烟气；烟气-凝结水(给水)换热器，经由连通所述烟气管道的一旁路烟气管道接收来自所述锅炉的烟气，以加热凝结水或者给水；吸收塔；以及烟气-空气换热器，布置在所述空气预热器的烟气侧部分及烟气-凝结水(给水)换热器的下游，并与所述吸收塔的入口相连接，所述烟气-空气换热器接收从所述空气预热器和所述烟气-凝结水(给水)换热器排出的烟气，其中所述烟气-空气换热器加热过的空气与所述空气预热器的空气侧部分相连。根据本专利技术的ー个较佳实施例，在上述烟气余热利用系统中，所述旁路烟气管道中设置有调节挡板门，以调节烟气量。根据本专利技术的ー个较佳实施例，在上述烟气余热利用系统中，所述烟气-空气换热器通过中间介质来进行换热，以及所述空气预热器的空气侧部分的进ロ与所述烟气-空气换热器相连接。根据本专利技术的ー个较佳实施例，在上述烟气余热利用系统中，所述换热介质是汽轮机回热系统的凝结水或者给水。根据本专利技术的ー个较佳实施例，在上述烟气余热利用系统中，所述汽轮机回热系统的凝结水或者给水来自于低压加热器的出ロ或者高压加热器的出口。根据本专利技术的ー个较佳实施例，在上述烟气余热利用系统中，所述烟气_凝结水(给水)换热器为热管式换热器或者表面式换热器。根据本专利技术的ー个较佳实施例，在上述烟气余热利用系统中，还包括凝结水升压泵，设置于所述烟气-凝结水换热器与所述汽轮机回热系统之间综上，本专利技术采用了多级高效置换式烟气余热利用系统。一方面，本专利技术设置了空预器旁路烟道，利用较高温度的烟气来加热汽轮机较高温度的凝结水或者给水，減少凝结水或者给水加热需要的较高品质的蒸汽，获得较高的发电效益。另ー方面，由于空预器设置了旁路烟道，本专利技术进入空预器的烟气量减少将降低空预器中冷风-烟气换热量，因此在吸收塔入口设置烟气-冷风(通过中间介质)换热器加热冷风，并充分降低进入吸收塔的烟气温度，保证空预器出ロ风温不降低或略有升高，提高锅炉效率。由于冷风温度为环境温度，最終的排烟温度即进入吸收塔入口的烟气温度可以更大幅度的降低。采用该系统后，利用低温烟气加热冷风，置換出的高温的烟气来加热汽轮机系统较高温度的凝结水或给水，减少了较高温度的凝结水或给水加热需要的较高品质的蒸汽，上述蒸汽具有较好的做功发电能力，因此系统可大幅降低火电机组的煤耗量、減少烟气净化设备及烟气脱硫塔的水耗、提高烟气脱硫塔的效率以及減少ニ氧化硫的排放量。应当理解，本专利技术以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且g在为如权利要求所述的本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级高效置换式的烟气余热利用系统，所述烟气余热利用系统应用于火电发电厂，包括：锅炉；空气预热器，包括烟气侧部分和空气侧部分并经由烟气管道接收来自所述锅炉的烟气；烟气?凝结水(给水)换热器，经由连通所述烟气管道的一旁路烟气管道接收来自所述锅炉的烟气，以加热凝结水或者给水；吸收塔；以及烟气?空气换热器，布置在所述空气预热器的烟气侧部分及烟气?凝结水(给水)换热器的下游，并与所述吸收塔的入口相连接，所述烟气?空气换热器接收从所述空气预热器和所述烟气?凝结水(给水)换热器排出的烟气，其中所述烟气?空气换热器加热过的空气与所述空气预热器的空气侧部分相连。

【技术特征摘要】
1.一种多级高效置换式的烟气余热利用系统，所述烟气余热利用系统应用于火电发电厂，包括 锅炉； 空气预热器，包括烟气侧部分和空气侧部分并经由烟气管道接收来自所述锅炉的烟气; 烟气-凝结水(给水)换热器，经由连通所述烟气管道的一旁路烟气管道接收来自所述锅炉的烟气，以加热凝结水或者给水；吸收塔；以及 烟气-空气换热器，布置在所述空气预热器的烟气侧部分及烟气-凝结水(给水)换热器的下游，并与所述吸收塔的入口相连接，所述烟气-空气换热器接收从所述空气预热器和所述烟气-凝结水(给水)换热器排出的烟气，其中所述烟气-空气换热器加热过的空气与所述空气预热器的空气侧部分相连。2.如权利要求1所述的烟气余热利用系统，其特征在于，所述旁路烟气管道中设置有调节挡...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯琰磊，叶勇健，邓文祥，李佩建，林磊，施刚夜，余佳琳，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华东电力设计院，
类型：发明
国别省市：