[發(fā)明專利]應(yīng)用于燃煤發(fā)電機(jī)組的脫硫煙氣余熱回收系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710047418.8
• 申請(qǐng)日: 2007-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101140072A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮偉忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F23J15/02
• 分類號(hào): F23J15/02;F23J15/06
• 代理公司: 上海恩田旭誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃煤發(fā)電機(jī)組領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于燃煤發(fā)電機(jī)組的脫硫煙氣余熱回收系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前我國(guó)的電力供應(yīng)形勢(shì)非常緊張，裝機(jī)容量也隨之逐年快速上升。盡管大量的脫硫裝置在建，但按照目前的排放控制水平，到2020年，中國(guó)火電廠排放的SO₂將達(dá)到2100萬(wàn)t以上。如果火電廠排放的大氣污染物得不到有效控制，將直接影響到中國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量的改善和電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。火電廠二氧化硫控制的根本途徑為煙氣脫硫。應(yīng)當(dāng)看到，燃煤火電廠實(shí)施脫硫的成效是顯著的.但是所需要投入的成本卻是數(shù)以億計(jì)之巨大。從脫硫的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)說(shuō)，火電廠脫硫不僅要考慮技術(shù)上可行，同時(shí)還要考慮國(guó)家和企業(yè)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)承受能力。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家成功應(yīng)用煙氣脫硫技術(shù)解決了SO₂污染問(wèn)題，但他們實(shí)行高投入高消耗解決SO₂污染的模式并不適合我國(guó)的國(guó)情。

當(dāng)前的脫硫現(xiàn)狀要求我們?nèi)ふ乙粭l實(shí)現(xiàn)脫硫低能耗的新思路，這對(duì)于我國(guó)正在籌建和一大批即將啟動(dòng)建設(shè)的百萬(wàn)千瓦超超臨界燃煤機(jī)組的意義是尤為深遠(yuǎn)的。

排煙損失是鍋爐運(yùn)行中最重要的一項(xiàng)熱損失，若能對(duì)鍋爐的排煙熱量進(jìn)行回收并加以利用到機(jī)組中去，從而提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。那么用這部分額外獲得的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)彌補(bǔ)脫硫系統(tǒng)的能耗，就能大大降低脫硫島的運(yùn)行費(fèi)用，使脫硫島達(dá)到低能耗甚至“零能耗運(yùn)行”。

在本技術(shù)領(lǐng)域中，對(duì)煙氣熱量進(jìn)行回收的方法各不相同，而對(duì)回收后熱量如何進(jìn)行利用也有所區(qū)別。

對(duì)于傳統(tǒng)的未配備脫硫系統(tǒng)的燃煤發(fā)電機(jī)組而言，如圖1所示，為回收鍋爐出口的煙氣余熱，現(xiàn)有技術(shù)在鍋爐1的空預(yù)器2和電除塵器3之間通常安裝有低壓省煤器6，將煙氣的余熱用來(lái)加熱回?zé)嵯到y(tǒng)的凝結(jié)水，凝結(jié)水在低壓省煤器6內(nèi)吸收熱量后再返回低壓加熱器12系統(tǒng)。這部分煙氣熱量的導(dǎo)入，使發(fā)電機(jī)16在低壓缸15燃料消耗量不變的情況下，產(chǎn)生了額外增加的電功，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但空預(yù)器2和電除塵器3中間為高含塵區(qū)域，飛灰含量非常高，電除塵器3的除塵效率按照99.8％計(jì)算，電除塵器前后的煙氣飛灰濃度相差達(dá)500倍，如此高的飛灰含量大大加劇了管道受熱面的磨損，縮短了傳熱管的使用壽命，降低了設(shè)備的安全系數(shù)。由于飛灰對(duì)管壁的磨損速度與煙氣流速的3次方成正比，因此為將管道的磨損控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，就需要限制管道中煙氣的流速，因而又需要增加低壓省煤器6的換熱面積，增加了設(shè)備投資成本。

并且，在上述傳統(tǒng)的低壓省煤器系統(tǒng)中，流過(guò)低壓省煤器6的煙氣溫度大幅度下降，這對(duì)電除塵器3的性能和壽命會(huì)有很大影響，除塵效率下降明顯。根據(jù)除塵器廠家的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)在除塵器3前加裝低溫省煤器6時(shí)，除塵器3的運(yùn)行溫度將長(zhǎng)期處于煙氣露點(diǎn)溫度以下，這對(duì)電除塵器3的煙氣絕緣要求大大提高，常規(guī)電除塵器無(wú)法滿足技術(shù)要求，須對(duì)除塵器收塵極板的形式進(jìn)行改造(將固定式陽(yáng)極板改為移動(dòng)式陽(yáng)極板，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)此技術(shù))。因此，傳統(tǒng)的低壓省煤器即使對(duì)煙氣余熱進(jìn)行回收，也只能把煙氣溫度降低到不低于煙氣酸露點(diǎn)溫度的范圍內(nèi)，熱量的回收是受到嚴(yán)重制約的。

最后，即使保證運(yùn)行時(shí)的煙氣溫度維持在酸露點(diǎn)溫度以上，也無(wú)法徹底避免煙氣結(jié)露的可能性，例如雨季造成的原煤含水量大大增加會(huì)導(dǎo)致排煙中的水分含量大幅上升，或者鍋爐運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)爆管情況等都會(huì)造成低溫省煤器管壁的結(jié)露現(xiàn)象。在飛灰濃度如此高的區(qū)域管壁一旦結(jié)露，飛灰中的鈣質(zhì)將會(huì)與煙氣中的酸和水分結(jié)合形成水泥狀物質(zhì)沉積在管壁上難以清除。時(shí)間一長(zhǎng)，這些水泥狀物質(zhì)很容易堵塞管排，這給機(jī)組的安全運(yùn)行帶來(lái)了嚴(yán)重的隱患。堵塞一旦發(fā)生，煙氣通道將減小，流通阻力增加，廠用電上升。嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成機(jī)組降出力甚至被迫停機(jī)。

另外，處于除塵器前的低溫省煤器，易受磨損和腐蝕，一旦管道穿孔泄漏，噴出的凝結(jié)水會(huì)成為電除塵器或布袋式除塵器的災(zāi)難。