一種外置加熱式溼煙氣除溼系統的製作方法

2023-07-13 04:47:26 1

一種外置加熱式溼煙氣除溼系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種外置加熱式溼煙氣除溼系統，包括脫硫吸收塔和煙囪，所述脫硫吸收塔通過主煙道與煙囪相連，其特徵在於：在主煙道上靠近煙囪端設置出煙口、靠近脫硫吸收塔端設置進煙口，出煙口通過第一開關閥、第一流量調節閥連接加壓風機的進風端，加壓風機的出風端通過第二開關閥連接外置式蒸汽換熱器的冷煙氣輸入端，外置式蒸汽換熱器的熱煙氣輸出端通過第三開關閥連通主煙道上的進煙口，外置式蒸汽換熱器的蒸汽輸入端外接高溫汽源，構成外置式溼煙氣加熱除溼迴路；所述外置式溼煙氣加熱除溼迴路與主煙道構成一個循環迴路，由外部熱源對外置式溼煙氣加熱除溼迴路中的低溫溼煙氣進行換熱，得到高溫煙氣再進入主煙道。本實用新型消除了煙囪排出時出現「白煙」的現象，具有佔地面積小、能夠滿足連續、安全的運行的特點。
【專利說明】一種外置加熱式溼煙氣除溼系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種煙氣加熱處理系統，具體涉及一種外置加熱式溼煙氣除溼系統。屬於火力電力發電設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]火力發電廠無煙氣換熱器GGH的溼法脫硫機組均存在煙氣夾帶石膏雨的問題，含溼量飽和的煙氣遇冷降溫凝結大量水滴，形成煙囪冒「白煙」的外觀，不僅有礙觀瞻，而且白煙中夾帶的石膏雨滴飄落在地面，引起周邊設備與管道的腐蝕。國內採用的解決方案有限，往往因為投資、場地、運行成本等問題無法實施改造，該問題始終困擾著發電企業。解決石膏雨問題從根本上講就是加熱淨煙氣至攜帶蒸汽飽和溫度以上，改善煙氣汙染物擴散、減少白煙、避免煙囪出口的酸雨及消除煙道下遊的管道腐蝕。目前國內外採用以下幾種措施:
[0003]第一種，採用迴轉再生式煙氣換熱器(R-GGH);鍋爐排出的煙氣經過除塵器除塵後，稱為原煙氣，原煙氣溫度與鍋爐排煙溫度一致，一般為130°C左右。煙氣經過脫硫吸收塔洗滌後的煙氣稱為淨煙氣，也就是低溫溼煙氣，該煙氣溫度一般為50°C左右。原理是用鍋爐排出並經除塵後的原煙氣(溫度大約130°C左右)與吸收塔出口淨煙氣(溫度50°C左右)在R-GGH中換熱，將淨煙氣加熱到75°C左右排入煙囪，將原煙氣溫度從130°C降至90°C進入吸收塔脫硫，但是該技術由於溼煙氣中含有石膏等弱鹼性鹽，換熱器容易結垢、堵塞，迴轉式煙氣換熱器體積較大，佔地較大，現役電廠往往因為場地不足而無法實施改造，現場檢修維護工作量較大。
[0004]第二種，採用內置式管式煙氣換熱器(T-GGH)方案:在脫硫吸收塔出口煙道設置管式換熱器(T-GGH)，採用蒸汽或者熱水，將低溫溼煙氣從50°C加熱到75°C，蒸發溼煙氣中的液滴，再排入煙?中，吸收塔出口煙氣經過換熱器加熱，換熱器可以採用蒸汽一煙氣換熱、或者採用熱水-煙氣換熱，將低溫溼煙氣50°C加熱至75°C左右排放，解決煙囪冒「白煙」問題。但該換熱器為表面式換熱器，由於換熱器為管式換熱器，煙氣的流動阻力較大，造成風機電耗增加較多；同時，由於溼煙氣中含有石膏等弱鹼性鹽，一方面換熱器容易結垢、堵塞，另一面換熱器腐蝕較嚴重。換熱器使用壽命較低，嚴重時，換熱器管排2年腐蝕漏水(汽)，嚴重影響電廠安全運行。
[0005]第三種，採用混合式加熱器方案:在脫硫吸收塔出口煙道設置混合式換熱器，將鍋爐的部分熱二次風混入溼煙氣中，將低溫溼煙氣從50°C加熱到75°C，蒸發溼煙氣中的液滴，再排入煙囪中，該方案實施方便，但不經濟，由於採用發電廠主體鍋爐的熱風加熱溼煙氣，造成鍋爐效率下降較多，機組煤耗增加約2g/kWh以上，機組經濟性下降較多。在當前節能降耗的環境下，該方案不利於節能減排，影響機組的運行經濟性，還會影響鍋爐送風溫度，間接影響燃燒。
實用新型內容[0006]本實用新型的目的，是為了克服現有技術中低溫溼煙氣加熱成本高、煙氣換熱器使用壽命低的缺陷，提供一種外置加熱式溼煙氣除溼系統，該系統佔地面積小、運行成本低，能避免煙氣換熱器GGH上發生的腐蝕、阻塞、壽命低等問題，提高運行可靠性，有效解決煙囪「白煙」問題。
[0007]本實用新型的目的可以通過以下技術方案實現:
[0008]一種外置加熱式溼煙氣除溼系統，包括脫硫吸收塔和煙囪，所述脫硫吸收塔通過主煙道與煙囪相連，其結構特點在於:在主煙道上靠近煙囪端設置出煙口、靠近脫硫吸收塔端設置進煙口，所述出煙口通過第一開關閥、第一流量調節閥連接加壓風機的進風端，力口壓風機的出風端通過第二開關閥連接外置式蒸汽換熱器的冷煙氣輸入端，外置式蒸汽換熱器的熱煙氣輸出端通過第三開關閥連通主煙道上的進煙口，外置式蒸汽換熱器的蒸汽輸入端外接高溫汽源，構成外置式溼煙氣加熱除溼迴路；所述外置式溼煙氣加熱除溼迴路與主煙道構成一個循環迴路，由外部熱源對外置式溼煙氣加熱除溼迴路中的低溫溼煙氣進行換熱，得到高溫煙氣再進入主煙道，使脫硫吸收塔出口處的低溫溼煙氣升溫，最後形成中溫煙氣進入煙囪。
[0009]本實用新型的進一步方案:在脫硫吸收塔出煙口處設置第一流量檢測器和第一溫度檢測器，在主煙道進煙口與出煙口之間設置第二溫度檢測器，在第三開關閥的出氣端處設置第二流量檢測器和第三溫度檢測器；形成對外置式溼煙氣加熱除溼迴路的溫度及氣體流量監測結構。
[0010]本實用新型的進一步方案:所述外置式蒸汽換熱器為管式蒸汽加熱器，所述外部熱源來自發電廠的輔助蒸汽或者其他供熱熱源。
[0011]本實用新型的有益效果:
[0012]1、本實用新型採用加壓風機和外置式蒸汽換熱器構成的外置加熱式溼煙氣除溼系統，通過加壓風機抽取部分中溫煙氣進入外置式蒸汽換熱器，利用外部熱源對中溫煙氣進行換熱，獲得160°C的高溫煙氣，再與脫硫吸收塔出口處的低溫溼煙氣進行混合成中溫煙氣，消除了煙囪排出時出現「白煙」的現象；由於是對中溫煙氣加熱，使加壓風機和外置式蒸汽換熱器在乾燥的工況下工作，不會引起結垢、堵塞，腐蝕等問題，因此具有延長系統使用壽命、系統場地面積小，能夠滿足連續、安全運行的有益效果。
[0013]2、本實用新型通過設置三個溫度檢測器，其中兩個溫度監測裝置作為前饋或者反饋參數，一方面便於控制加壓風機出口溫度穩定，另一方面通過第一流量調節閥控制加壓風機的流量使煙囪的排煙溫度穩定，將輸入煙囪的中溫煙氣保持在75?85°C之間，從而實現以最低的成本滿足消除「白煙」的目的；另一個溫度檢測裝置通過監測高溫煙氣溫度，調節外置式蒸汽換熱器的蒸汽流量，使整個迴路始終處於最佳經濟運行狀態。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發明具體實施例1的結構示意圖。
[0015]圖2是迴轉再生式煙氣換熱器的結構示意圖。
[0016]圖3是內置式管式煙氣換熱器的結構示意圖。
[0017]圖4是混合式加熱器的結構示意圖。【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0019]具體實施例1:
[0020]參照圖4，本實施例涉及的外置加熱式溼煙氣除溼系統，包括脫硫吸收塔1、煙囪
2、主煙道3、加壓風機4、外置式蒸汽換熱器5、第一開關閥6-1、第二開關閥6-2、第三開關閥6-3、第一流量調節閥7-1、第一流量檢測器8-1、第二流量檢測器8-2、第一溫度檢測器9-1、第二溫度檢測器9-2、第三溫度檢測器9-3和外部熱源14，所述脫硫吸收塔I通過主煙道3與煙囪2相連，在主煙道3上靠近煙囪2端設置出煙口、靠近脫硫吸收塔I端設置進煙口，所述出煙口通過第一開關閥6-1、第一流量調節閥7-1連接加壓風機4的進風端，加壓風機4的出風端通過第二開關閥連接6-2外置式蒸汽換熱器5的冷煙氣輸入端，所述外置式蒸汽換熱器5為管式蒸汽加熱器，外置式蒸汽換熱器5的熱煙氣輸出端通過第三開關閥6-3連通主煙道3上的進煙口，外置式蒸汽換熱器5的蒸汽輸入端外接高溫汽源，構成外置式溼煙氣加熱除溼迴路3-1 ;所述外置式溼煙氣加熱除溼迴路3-1與主煙道3構成一個循環迴路，由外部熱源14對外置式溼煙氣加熱除溼迴路3-1中的中溫煙氣10進行換熱，得到高溫煙氣12再進入主煙道3，使脫硫吸收塔出口處的低溫溼煙氣11升溫，最後形成中溫煙氣10進入煙? 2，所述外部熱源14來自發電廠的輔助蒸汽或者其他供熱熱源。
[0021 ] 在脫硫吸收塔I出煙口處設置第一流量檢測器8-1和第一溫度檢測器9-1，在主煙道3的進煙口與出煙口之間設置第二溫度檢測器9-2，在第三開關閥6-3的出氣端處設置第二流量檢測器8-2和第三溫度檢測器9-3 ;形成對外置式溼煙氣加熱除溼迴路3-1的溫度及氣體流量監測結構。
[0022]參照圖2-圖4，本實施例涉及的外置式蒸汽換熱器5，可以採用迴轉再生式煙氣換熱器、內置式管式煙氣換熱器或混合式加熱器方。
[0023]本實施例涉及的外置加熱式溼煙氣除溼方法:
[0024]I)設置外置加熱式溼煙氣除溼系統，通過抽取部分中溫煙氣進行再加熱，加熱後的這部分煙氣變成高溫煙氣12後再重新注入低溫溼煙氣11中，以提升煙氣最終排放溫度；
[0025]2)在煙囪入口處抽取部分中溫煙氣，送入外置加熱式溼煙氣除溼系統的外置式蒸汽換熱器5，加熱蒸汽來自火力發電廠的輔助蒸汽或者其他供熱熱源，在所述外置式蒸汽換熱器5中將抽取的這部分煙氣升溫至160°C的高溫煙氣12，由加壓風機4升壓後再送入低溫溼煙氣11中，將全部的低溫溼煙氣11加熱為中溫煙氣10後排入煙囪，完成對溼煙氣除溼。
[0026]在所述外置加熱式溼煙氣除溼系統設置溫度檢測點，監控脫硫吸收塔出口煙氣溫度Tl、排入煙囪的中溫煙氣溫度T2，旁路煙道加熱後的高溫煙氣溫度T3，輔助蒸汽即外部熱源的溫度；
[0027]I)監測脫硫吸收塔出口煙氣溫度Tl，監測經過吸收塔的洗滌後吸收塔出口的煙氣溫度是否處於飽和狀態，即氣溫是否為45-50°C之間，此溫度測點信號作為系統前饋，當負荷變化引起溫度大幅度變化時，發送蒸汽加熱變化信號至外置加熱式溼煙氣除溼系統的控制信號輸入端；T1作為前饋信號，當外部擾動引起脫硫塔出口的低溫溼煙氣11大幅度變化時，提前把調節信號送至外置加熱式溼煙氣除溼系統的，提前調節蒸汽的加熱量。[0028]2)監測排入煙囪的中溫煙氣溫度T2，為消除煙囪「白煙」現象，需要煙氣溫度高於飽和水蒸汽分壓力下的溫度，在該壓力下的飽和煙氣溫度達到75-85°C時，煙囪排煙消除「白煙」現象。如果是大於85°C的煙氣溫度，需要更多的介質加熱煙氣，造成浪費，不經濟，因此，需監測控制煙囪排煙溫不高於85°C。根據排入煙囪的中溫煙氣溫度T2反饋，調節外置加熱式溼煙氣除溼系統的風機入口風門開度，以調整旁路煙氣循環量，控制煙囪排煙溫度在經濟合理的區間內，使混合後的煙氣溫度到達設定的排放溫度75°C -80°C。
[0029]3)旁路煙道加熱後的高溫煙氣溫度T3，通過對旁路煙道加熱後的高溫煙氣溫度T3的監控，使高溫煙氣溫度維持在160° C ;即通過T3測點的監控，保持外置加熱式溼煙氣除溼系統的外置式蒸汽換熱器5出口的高溫煙氣溫度達到160°C，當T3溫度小於160°C，增加蒸汽量；當煙氣溫度等於160°C時，維持蒸汽量；當煙氣溫度大於160°C時，減小蒸汽量。
[0030]本實用新型的工作原理:
[0031]通過加壓風機4抽取主煙道3的部分中溫煙氣10進行再加熱，加熱後的這部分煙氣變成高溫煙氣160°C，再重新注入主煙道3內，使低溫溼煙氣11與高溫煙氣12混合，達到提升煙氣最終排放溫度的目的。本實用新型的外置式蒸汽換熱器5的進口中溫煙氣溫度70-80°C，外置式蒸汽換熱器5的出口高溫煙氣溫度為160°C，均高於飽和溫度，不僅可以有效解決換熱器直接安裝於溼煙氣中的腐蝕堵灰等問題，加壓風機4始終工作在中溫煙氣的乾燥工況中，同樣不存在腐蝕的問題，無論換熱器還是風機均可以長期安全穩定的運行。使整個系統的最終排煙溫度高於飽和溫度，消除煙囪「白煙」，並使系統始終處於最低加熱成本的運行工況。
[0032]具體實施例2:
[0033]本實施例2的特點是:所述外置加熱式溼煙氣除溼系統，還包括一個混合室和過濾網，主煙道3上設有混合室，混合室與外置加熱式溼煙氣除溼系統相連，外置加熱式溼煙氣除溼系統通過加壓風機4抽取空氣13，通過外置式蒸汽換熱器5對空氣13進行加熱，力口熱後的空氣12進入混合室，與主煙道3中的低溫溼煙氣11混合成中溫煙氣10，在加壓風機4前端的第一開關閥6-1調換為過濾網，對空氣13進行過濾。其餘同具體實施例1。
[0034]具體實施例3:
[0035]本實施例3的特點是:在外部熱源上設置第四溫度檢測器和第四流量調節器，其他特點與具體實施例1相同。
[0036]該外置加熱式溼煙氣除溼方法，通過加壓風機4吸收空氣13，將空氣13加熱至160°C，然後將高溫空氣輸入主煙道3內與低溫溼煙氣11混合成中溫煙氣13，使最終排煙溫度高於「白煙」溫度。其他特點與具體實施例1或具體實施例2相同。
【權利要求】
1.一種外置加熱式溼煙氣除溼系統，包括脫硫吸收塔(I)和煙囪(2)，所述脫硫吸收塔(I)通過主煙道(3)與煙? (2)相連，其特徵在於:在主煙道(3)上靠近煙煙? (2)端設置出煙口、靠近脫硫吸收塔(I)端設置進煙口，所述出煙口通過第一開關閥(6-1)、第一流量調節閥(7-1)連接加壓風機(4)的進風端，加壓風機(4)的出風端通過第二開關閥(6-2)連接外置式蒸汽換熱器(5)的冷煙氣輸入端，外置式蒸汽換熱器(5)的熱煙氣輸出端通過第三開關閥(6-3 )連通主煙道(3 )上的進煙口，外置式蒸汽換熱器(5 )的蒸汽輸入端外接高溫汽源，構成外置式溼煙氣加熱除溼迴路(3-1);所述外置式溼煙氣加熱除溼迴路(3-1)與主煙道(3)構成一個循環迴路，由外部熱源(14)對外置式溼煙氣加熱除溼迴路(3-1)中的溼煙氣(11)進行換熱，得到高溫煙氣(12)再進入主煙道(3)，使脫硫吸收塔出口處的低溫溼煙氣(11)升溫，最後形成中溫煙氣(10 )進入煙囪(2 )。
2.根據權利要求1所述的一種外置加熱式溼煙氣除溼系統，其特徵在於:在脫硫吸收塔(I)出煙口處設置第一流量檢測器(8-1)和第一溫度檢測器(9-1)，在主煙道(3 )的進煙口與出煙口之間設置第二溫度檢測器(9-2)，在第三開關閥(6-3)的出氣端處設置第二流量檢測器(8-2)和第三溫度檢測器(9-3);形成對外置式溼煙氣加熱除溼迴路(3-1)的溫度及氣體流量監測結構。
3.根據權利要求1或2所述的一種外置加熱式溼煙氣除溼系統，其特徵在於:所述外置式蒸汽換熱器(5)為管式蒸汽加熱器，所述外部熱源(14)來自發電廠的輔助蒸汽或者其他供熱熱源。
【文檔編號】B01D53/26GK203620486SQ201320835929
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】樊曉茹, 霍沛強, 李偉科 申請人:中國能源建設集團廣東省電力設計研究院