一種鍋爐煙氣餘熱利用系統的製作方法

2023-06-14 18:03:46 1

一種鍋爐煙氣餘熱利用系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鍋爐煙氣餘熱利用系統，系統包括煙氣冷卻器高溫段裝置（3）和煙氣冷卻器低溫段裝置（5）。鍋爐（1）排出的煙氣依次經過空氣預熱器（2）、煙氣冷卻器高溫段裝置（3）、煙氣冷卻器低溫段裝置（5）和脫硫系統（6），進入煙囪（7）被排放；煙氣冷卻器高溫段裝置（3）和煙氣冷卻器低溫段裝置（5）降低煙氣的溫度。本實用新型的鍋爐煙氣餘熱利用系統，採用兩級煙氣冷卻器，使得鍋爐排煙餘熱得到梯級利用，充分節能，能夠解決現有技術中的煙氣冷卻器的腐蝕問題，提高了餘熱利用系統的安全性和可靠性，並節約了成本，提高了脫硫系統的工作效率。
【專利說明】一種鍋爐煙氣餘熱利用系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鍋爐餘熱回收【技術領域】，尤其涉及一種鍋爐煙氣餘熱利用系統。【背景技術】
[0002]火力發電廠的兩大主要損失分別是冷源損失和排煙熱損失。冷源損失直接影響到循環熱效率的高低，對於普通發電機組而言，冷源損失決定於機組的設計參數。排煙熱損失是電站鍋爐各項熱損失中最大的一項，現代電站鍋爐的排煙熱損失一般約為4%?8%。影響排煙熱損失的一個重要因素是排煙溫度。據統計，在火力發電廠中，鍋爐的排煙熱損失佔鍋爐總熱損失的60%?70%。排煙溫度每上升10°C，鍋爐效率就下降0.6?1.0%，標準煤耗上升1.2?2.4g/ (kW*h)，從而造成了電力用煤的巨大浪費。目前，排煙溫度過高已成為影響鍋爐效率的主要原因之一。為減輕低溫腐蝕，鍋爐的排煙溫度一般設計在130?150°C，但常常由於尾部受熱面積灰、腐蝕、漏風和燃燒工況的影響，實際運行排煙溫度高於設計值200C以上。因此，降低排煙溫度對於節約燃料、提高機組效率，降低汙染具有重要的實際意義。
[0003]現有技術通常在鍋爐的空氣預熱器和除塵設備之間安裝煙氣冷卻器，利用煙氣餘熱加熱回熱系統的凝結水，凝結水吸熱後返回低壓加熱器，然後汽輪機低壓缸利用這部分煙氣熱量帶動發電機發電，產生了巨大的經濟效益。由於煙氣冷卻器通常布置在鍋爐尾部空氣預熱器後的煙道，處於溫度較低的區段，是容易發生低溫腐蝕的區域。由此，在煙氣冷卻器的設計需要考慮防止低溫腐蝕，但是，現有的系統換熱溫差低，回收的熱量不多，造成一定的能源浪費。

【發明內容】

[0004]有鑑於此，本實用新型要解決的一個技術問題是提供一種鍋爐煙氣餘熱利用系統，採用兩級煙氣冷卻裝置冷卻煙氣。
[0005]一種鍋爐煙氣餘熱利用系統，包括:煙氣冷卻器高溫段裝置和煙氣冷卻器低溫段裝置；所述煙氣冷卻器高溫段裝置設置在鍋爐的空氣預熱器和除塵設備之間，所述煙氣冷卻器低溫段裝置設置於所述除塵設備和脫硫系統之間的煙道中；所述空氣預熱器、所述煙氣冷卻器高溫段裝置、所述除塵設備、所述煙氣冷卻器低溫段裝置和所述脫硫系統依次連接；其中，鍋爐排出的煙氣依次經過所述空氣預熱器、所述煙氣冷卻器高溫段裝置、所述除塵設備和所述煙氣冷卻器低溫段裝置，進入所述脫硫系統；所述煙氣冷卻器高溫段裝置和所述煙氣冷卻器低溫段裝置降低煙氣的溫度。
[0006]根據本實用新型的系統的一個實施例，進一步的，所述煙氣冷卻器低溫段裝置的冷端入口和所述煙氣冷卻器高溫段裝置的冷端出口分別與待加熱系統連接，並且所述煙氣冷卻器低溫段裝置的冷端出口和所述煙氣冷卻器高溫段裝置的冷端入口連接；其中，待加熱系統中的冷卻介質進入所述煙氣冷卻器低溫段裝置的冷端入口，流經依次連接的所述煙氣冷卻器低溫段裝置和所述煙氣冷卻器高溫段裝置，所述待加熱系統中的冷卻介質被二次加熱後，通過所述煙氣冷卻器高溫段裝置的冷端出口流回所述待加熱系統中；所述待加熱系統包括:回熱系統、熱網循環水系統、鍋爐二次風空氣系統，所述冷卻介質為水或空氣。
[0007]根據本實用新型的系統的一個實施例，進一步的，所述煙氣冷卻器低溫段裝置的冷端入口和所述煙氣冷卻器高溫段裝置的冷端入口分別與待加熱系統連接，並且，所述煙氣冷卻器低溫段裝置的冷端出口和所述煙氣冷卻器高溫段裝置的冷端出口分別與所述待加熱系統連接；其中，待加熱系統中的冷卻介質分別進入所述煙氣冷卻器低溫段裝置和所述煙氣冷卻器高溫段裝置的冷端入口，所述待加熱系統中的冷卻介質分別被加熱後，通過所述煙氣冷卻器低溫段裝置和所述煙氣冷卻器高溫段裝置的冷端出口流回所述待加熱系統中；其中，所述待加熱系統包括:回熱系統、熱網循環水系統、鍋爐二次風空氣系統，所述冷卻介質為水或空氣。
[0008]根據本實用新型的系統的一個實施例，進一步的，所述煙氣冷卻器低溫段裝置的材質為耐酸腐蝕材料，包括:帶有搪瓷塗層的碳鋼或氟塑料。
[0009]根據本實用新型的系統的一個實施例，進一步的，所述煙氣冷卻器高溫段裝置的材質包括:碳鋼和ND鋼。
[0010]根據本實用新型的系統的一個實施例，進一步的，所述煙氣冷卻器高溫段裝置為翅片管式熱交換器。
[0011]根據本實用新型的系統的一個實施例，進一步的，所述翅片管式熱交換器的翅片為H形。
[0012]本實用新型的鍋爐煙氣餘熱利用系統，採用兩級煙氣冷卻器，使得鍋爐排煙餘熱得到梯級利用，充分節能，能夠解決現有技術中的煙氣冷卻器的腐蝕問題，提高了餘熱利用系統的安全性和可靠性，並節約了成本，提高了脫硫系統的工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本實用新型的鍋爐煙氣餘熱利用系統的一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面參照附圖對本實用新型進行更全面的描述，其中說明本實用新型的示例性實施例。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。下面結合圖和實施例對本實用新型的技術方案進行多方面的描述。
[0016]圖1為本實用新型的鍋爐煙氣餘熱利用系統的一個實施例的示意圖。如圖1所示，鍋爐煙氣餘熱利用系統，包括:煙氣冷卻器高溫段裝置3和煙氣冷卻器低溫段裝置5。
[0017]煙氣冷卻器高溫段裝置3設置在鍋爐的空氣預熱器2和除塵設備4之間，煙氣冷卻器低溫段裝置5設置於除塵設備4和脫硫系統6之間的煙道中。
[0018]鍋爐I排出的煙氣依次經過空氣預熱器2、煙氣冷卻器高溫段裝置3、除塵設備4和煙氣冷卻器低溫段裝置5，進入脫硫系統6。煙氣冷卻器高溫段裝置3和煙氣冷卻器低溫段裝置5降低煙氣的溫度。
[0019]經過脫硫系統6的煙氣被送到煙囪7被排放，或者被送到鍋爐燃燒系統中的煙氣排放裝置中進行排放。
[0020]根據本實用新型的一個實施例，經過煙氣冷卻器高溫段裝置3後，煙氣的溫度為:高於煙氣露點溫度5?20°C。經過煙氣冷卻器低溫段裝置5後，煙氣的溫度為:低於煙氣露點溫度、並且大於等於60°C小於等於90°C。
[0021]煙氣露點溫度表示低於該溫度時煙氣中的硫酸蒸汽將凝結，煙氣露點溫度比水露點溫度要高。煙氣露點溫度主要與煙氣含水量和煙氣的壓力有關。煙氣露點溫度不是一個定值，影響最大的是煙氣中硫酸蒸汽的含量，硫酸蒸汽含量高，煙氣露點溫度就會高，硫酸蒸汽又是由原煤中的硫元素轉化而來的，因此一般來講，原煤中硫的含量越高，煙氣露點溫度也越高。
[0022]根據本實用新型的一個實施例，從鍋爐空氣預熱器2出來的高溫煙氣，經過煙氣冷卻器高溫段裝置5加熱汽輪機凝結水，降低排煙溫度至煙氣露點之上5?20°C，接著進入除塵器4除塵，然後進入煙氣冷卻器低溫段裝置5繼續加熱汽輪機凝結水，降低排煙溫度至脫硫系統最佳脫硫工作溫度80°C左右，使得脫硫效率較高，隨後煙氣進入脫硫塔6脫硫，最後通過煙囪7排出。
[0023]根據本實用新型的一個實施例，待加熱系統中的冷卻水進入煙氣冷卻器低溫段裝置5的入水口，依次流經煙氣冷卻器低溫段裝置5和煙氣冷卻器高溫段裝置3，汽輪機凝結水被二次加熱後，通過煙氣冷卻器高溫段裝置3的出水口流回待加熱系統中。本實用新型中的冷端入口為需要加熱的冷卻介質的入口，冷端出口為加熱後的冷卻介質的出口。
[0024]待加熱系統包括:回熱系統8、熱網循環水系統、其他低壓加熱器系統、鍋爐二次風空氣系統等，利用煙氣中的熱量作為系統的全部或部分熱源。
[0025]煙氣冷卻器高溫段裝置3中水被加熱後的匯入點可以是回熱系統8、熱網循環水系統、其他低壓加熱器出口等，可以根據實際情況考慮。
[0026]進入煙氣冷卻器低溫段5的來水不僅可以選取凝汽器出口的凝結水，也可以是各級低壓加熱器入口水分流而來。煙氣餘熱還可以乾燥褐煤、加熱化學補水或者加熱熱網循環水進行供熱等等，都可以結合電廠的實際情況加以利用。
[0027]例如，煙氣冷卻器低溫段裝置5的入水口和煙氣冷卻器高溫段裝置3的出水口分別與回熱系統8連接，並且煙氣冷卻器低溫段裝置5的出水口和煙氣冷卻器高溫段裝置3的入水口連接。
[0028]回熱系統8中的凝結水進入煙氣冷卻器低溫段裝置5的入水口，依次流經煙氣冷卻器低溫段裝置5和煙氣冷卻器高溫段裝置3，汽輪機凝結水先經過煙氣冷卻器低溫段裝置5被煙氣加熱升溫，然後流出從煙氣冷卻器低溫段裝置5進入煙氣冷卻器高溫段裝置3被再次加熱，最後流出煙氣冷卻器高溫段裝置3，匯入除氧器前的低壓加熱器的出口。
[0029]通過煙氣冷卻器高溫段和煙氣冷卻器低溫段與電廠回熱系統8相連來加熱汽輪機的凝結水，凝結水吸收餘熱後將排擠汽機回熱抽汽，排擠的蒸汽進入汽機做功，實現電廠的節能降耗。汽輪機凝結水分別進入煙氣冷卻器高溫段和低壓段，被煙氣加熱之後匯入回熱系統除氧器的前部。
[0030]汽輪機凝結水被兩級煙氣冷卻器加熱，利用煙氣餘熱提高了凝結水溫度，減少了汽輪機抽汽，提高了機組效率。
[0031]根據本實用新型的一個實施例，採用兩級煙氣冷卻器，降低鍋爐排煙溫度至煙氣露點以下，可以使得鍋爐排煙餘熱得到梯級利用，充分節能。另外，本實用新型解決了現有技術中的煙氣冷卻器的腐蝕問題，提高了餘熱利用系統的安全性和可靠性。
[0032]根據本實用新型的一個實施例，兩級煙氣冷卻器也可以採用並聯的加熱方式。煙氣冷卻器低溫段裝置5的冷端入口和煙氣冷卻器高溫段裝置3的冷端入口分別與待加熱系統連接，並且，煙氣冷卻器低溫段裝置5的冷端出口和煙氣冷卻器高溫段裝置3的冷端出口分別與待加熱系統連接；
[0033]待加熱系統中的冷卻介質分別進入煙氣冷卻器低溫段裝置5和煙氣冷卻器高溫段裝置3的冷端入口，待加熱系統中的冷卻介質分別被加熱後，通過煙氣冷卻器低溫段裝置5和煙氣冷卻器高溫段裝置3的冷端出口流回待加熱系統中。待加熱系統包括:回熱系統8、熱網循環水系統、鍋爐二次風空氣系統，冷卻介質為水或空氣。還可以設置除氧器9對回熱系統8中的回水進行處理。
[0034]根據本實用新型的一個實施例，空氣預熱器2、煙氣冷卻器高溫段裝置3和煙氣冷卻器低溫段裝置5都設置在鍋爐I尾部的煙道中。空氣預熱器2、煙氣冷卻器高溫段裝置
3、煙氣冷卻器低溫段裝置5和脫硫系統6等之間也可以通過管道連接。
[0035]根據本實用新型的一個實施例，進一步的，煙氣冷卻器低溫段裝置5的材質採用耐酸腐蝕材料，例如:帶有搪瓷塗層的碳鋼或氟塑料。氟塑料換熱器和搪瓷塗層具備優異的耐腐蝕性能。
[0036]煙氣冷卻器高溫段裝置3的材質包括:碳鋼或ND鋼。
[0037]09CrCuSb，代號ND鋼，為耐硫酸腐蝕用鋼。
[0038]翅片管式熱交換器的翅片為H形。翅片管的擴展受熱面積可以達到光管的5-7倍，能夠節約布置空間並節省金屬重量減少成本，還可以減少飛灰磨損。H形翅片擴展受熱面大，結構緊湊、節約空間，並且抗磨損、無積灰，阻力低。和螺旋翅片相比較，由於翅片和氣流流動方向平行灰粒不可能在肋片上沉澱，不會發生煙氣流動通道的堵塞，並且抗磨損能力強。
[0039]本實用新型的鍋爐煙氣餘熱利用系統，採用兩級煙氣冷卻器，使得鍋爐排煙餘熱得到梯級利用，可以降低鍋爐排煙溫度至煙氣露點以下，較大幅度地降低排煙溫度，回收排煙餘熱，充分節能；解決了現有技術中的煙氣冷卻器的腐蝕問題，提高了餘熱利用系統的安全性和可靠性。同時煙氣冷卻器還抗磨損、無積灰，阻力低；兩級煙氣冷卻裝置根據煙氣溫度的高低選取不同的材質，在保證系統安全性和可靠性的基礎上，節約了成本；可以降低排煙溫度至脫硫系統的最佳工作溫度，提高了脫硫系統的工作效率。
[0040]本實用新型的描述是為了示例和描述起見而給出的，而並不是無遺漏的或者將本實用新型限於所公開的形式。很多修改和變化對於本領域的普通技術人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本實用新型的原理和實際應用，並且使本領域的普通技術人員能夠理解本實用新型從而設計適於特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
【權利要求】
1.一種鍋爐煙氣餘熱利用系統，其特徵在於，包括: 煙氣冷卻器高溫段裝置(3)和煙氣冷卻器低溫段裝置(5)； 所述煙氣冷卻器高溫段裝置(3)設置在鍋爐的空氣預熱器(2)和除塵設備(4)之間，所述煙氣冷卻器低溫段裝置(5)設置於所述除塵設備(4)和脫硫系統(6)之間的煙道中；所述空氣預熱器(2)、所述煙氣冷卻器高溫段裝置(3)、所述除塵設備(4)、所述煙氣冷卻器低溫段裝置(5 )和所述脫硫系統依次連接；其中，鍋爐(I)排出的煙氣依次經過所述空氣預熱器(2)、所述煙氣冷卻器高溫段裝置(3)、所述除塵設備(4)和所述煙氣冷卻器低溫段裝置(5),進入所述脫硫系統(6 );所述煙氣冷卻器高溫段裝置(3 )和所述煙氣冷卻器低溫段裝置(5)降低煙氣的溫度。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於: 所述煙氣冷卻器低溫段裝置(5)的冷端入口和所述煙氣冷卻器高溫段裝置(3)的冷端出口分別與待加熱系統連接，並且所述煙氣冷卻器低溫段裝置(5)的冷端出口和所述煙氣冷卻器高溫段裝置(3)的冷端入口連接； 其中，待加熱系統中的冷卻介質進入所述煙氣冷卻器低溫段裝置(5)的冷端入口，流經依次連接的所述煙氣冷卻器低溫段裝置(5)和所述煙氣冷卻器高溫段裝置(3)，所述待加熱系統中的冷卻介質被二次加熱後，通過所述煙氣冷卻器高溫段裝置(3)的冷端出口流回所述待加熱系統中；所述待加熱系統包括:回熱系統(8)、熱網循環水系統、鍋爐二次風空氣系統，所述冷卻介質為水或空氣。
3.如權利要求1所述的系統，其特徵在於: 所述煙氣冷卻器低溫段裝置(5)的冷端入口和所述煙氣冷卻器高溫段裝置(3)的冷端入口分別與待加熱系統連接，並且，所述煙氣冷卻器低溫段裝置(5)的冷端出口和所述煙氣冷卻器高溫段裝置(3)的冷端出口分別與所述待加熱系統連接； 其中，待加熱系統中的冷卻介質分別進入所述煙氣冷卻器低溫段裝置(5)和所述煙氣冷卻器高溫段裝置(3)的冷端入口，所述待加熱系統中的冷卻介質分別被加熱後，通過所述煙氣冷卻器低溫段裝置(5)和所述煙氣冷卻器高溫段裝置(3)的冷端出口流回所述待加熱系統中； 其中，所述待加熱系統包括:回熱系統(8)、熱網循環水系統、鍋爐二次風空氣系統，所述冷卻介質為水或空氣。
4.如權利要求2或3所述的系統，其特徵在於: 所述煙氣冷卻器低溫段裝置(5)的材質為耐酸腐蝕材料，包括:帶有搪瓷塗層的碳鋼或氟塑料。
5.如權利要求2或3所述的系統，其特徵在於: 所述煙氣冷卻器高溫段裝置(3)的材質包括:碳鋼或ND鋼。
6.如權利要求2或3所述的系統，其特徵在於: 所述煙氣冷卻器高溫段裝置(3)為翅片管式熱交換器。
7.如權利要求6所述的系統，其特徵在於: 所述翅片管式熱交換器的翅片為H形。
【文檔編號】F22D1/36GK203489245SQ201320335838
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年6月13日 優先權日:2013年6月13日
【發明者】付玉玲, 賈明華, 蔣海濤, 王罡, 張玉斌, 楊天亮, 苗雨旺, 褚曉亮, 蔡興飛 申請人:煙臺龍源電力技術股份有限公司