[發明專利]多級高效置換式的煙氣余熱利用系統

無效

• 申請號: 201110131012.4
• 申請日: 2011-05-19
• 公開（公告）號: CN103032867A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 馮琰磊;葉勇健;鄧文祥;李佩建;林磊;施剛夜;余佳琳
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團華東電力設計院
• 主分類號: F22D1/36
• 分類號: F22D1/36
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸勍

技術領域

本發明涉及煙氣余熱利用技術，尤其涉及一種多級高效置換式的煙氣余熱利用系統。

背景技術

隨著國民經濟的發展，社會對電力的需求正在不斷的提高。對于正在進行工業化和經濟快速發展的新興發展中國家，如中國，電力的消耗量和發電廠的裝機容量正在迅速的增加。對中國而言，由于受其一次能源的儲存品種和儲存量的限制，近幾十年來發電廠的燃料以煤炭為主，約為70％以上，而且這種趨勢在可預見的未來不會有根本的改變。雖然燃煤火電廠對于中國有著成本較低、燃料來源廣泛等優勢，但是燃煤火電廠存在效率較低、污染物排放較多等缺點。由于排放到大氣中的污染物基本上來源于煤炭的燃燒，因此污染物的排放量與火電廠的煤耗量之間相關，同時也與煙氣凈化設備的煙氣凈化效率相互。降低火電廠煤耗量的同時也減少了火電廠向大氣中污染物的排放量，提高煙氣凈化設備的凈化效率也減少了火電廠向大氣中污染物的排放量。

一般而言，可以采用以下三種方法減少火電廠的煤耗量。

(一)提高蒸汽的壓力和溫度。提高了蒸汽的壓力和溫度后，汽輪機的效率將提高，熱耗下降，可提高整個火力發電系統的效率，降低煤耗。目前，主流的火電機組的蒸汽壓力和溫度從亞臨界參數提高到超臨界參數，進一步提高到超超臨界參數。目前國內外正在為進一步蒸汽溫度作不懈的技術研究。但是蒸汽溫度和壓力每提高一個臺階，鍋爐和汽輪機都需要采用熱強度和抗腐蝕能力跟高的材料，大大提高了設備的成本。

(二)降低汽輪機的排汽參數。降低了汽輪機的排汽參數后，也可提高汽輪機的效率，降低汽輪機的熱耗。降低汽輪機的排汽參數即需要降低汽輪機的循環冷卻水溫度，由于受電廠所處地理位置和氣候條件的限制，循環冷卻水溫是在一定的范圍內變化的，因此汽輪機的排汽參數下降的幅度是有限的。對于同一地區，汽輪機的排汽參數的一定的。

(三)減少鍋爐煙氣的排放熱損失。鍋爐燃燒后產生的煙氣，根據鍋爐形式和燃煤種類的不同，其溫度一般在110℃～170℃之間。通常情況下鍋爐煙氣通過凈化處理后自己排放到大氣，排放的煙氣溫度幾乎沒有變化，即煙氣中的熱量直接排放到大氣而不加以利用。在采用煙氣濕法脫硫的工藝中，煙氣在吸收塔中在脫硫劑漿液的噴淋作用下溫度下降到40℃～50℃，在這個過程中煙氣的熱量并沒有被利用，而是被漿液帶走，蒸發了漿液中的水分。煙氣溫度越高，對漿液中的水分的蒸發量越大，電廠的水耗量越大。一些電廠由于受環保的要求，向大氣中排放的煙氣溫度要求不低于72℃～80℃，吸收塔出口的煙氣需加熱到這個溫度以上，因此采用了煙氣-煙氣換熱器或煙氣-水-煙氣換熱器將鍋爐排出的較高溫度的煙氣加熱吸收塔排出的較低溫度的煙氣，由于加熱后的煙氣仍然排放到大氣中，鍋爐排放的煙氣的熱量仍然沒有被利用。

對鍋爐煙氣余熱的利用，國內外已有不少的設計和實踐，均采用煙氣換熱器的型式，通過換熱器將煙氣中的熱量置換給別的介質以加以利用。這種煙氣換熱器被稱為“低溫省煤器”、“低壓省煤器”、“煙氣冷卻器”、“煙水換熱器”等各種名稱，其實質是相同或相似的，所不同的是煙氣換熱器布置的位置和換熱介質不同。

(1)布置在鍋爐尾部，采用凝結水吸收煙氣余熱。例如，國內某電廠鍋爐排煙溫度較高，為了降低排煙溫度，提高機組的運行經濟性，在鍋爐尾部空氣預熱器出口加裝了低溫省煤器，采用凝結水吸收煙氣余熱，見附圖1。前蘇聯為了減少排煙損失而改裝鍋爐機組時，在鍋爐對流豎井的下部裝設低溫省煤器，采用熱網水吸收煙氣余熱。

(2)布置在吸收塔之前，采用凝結水吸收煙氣余熱。德國Schwarze?Pumpe電廠2×800MW褐煤發電機組在靜電除塵器和煙氣脫硫塔之間加裝了煙氣冷卻器，采用凝結水吸收煙氣余熱。國內某電廠也在相同位置布置了煙水換熱器，見附圖2。

(3)布置在吸收塔之前，采用鍋爐進風吸收煙氣余熱。德國科隆Nideraussem發電廠在靜電除塵器和煙氣脫硫塔之間加裝了煙氣冷卻器和風加熱器，以水為傳導媒介，采用進入鍋爐爐膛的風吸收煙氣余熱，見附圖3。

(4)布置在吸收塔之前及電除塵器之前，采用鍋爐進風或凝結水吸收煙氣余熱。中國電力工程顧問集團華東電力設計院的實用新型專利《應用于火力發電廠的兩級煙氣-空氣換熱器系統》(專利號201020247096.9)，用以回收熱量和提高除塵器效率。

這些煙氣換熱器方案均采用了煙水換熱器或煙風換熱器，其主要作用的回收空預器出口較低溫度的煙氣余熱，加熱汽輪機系統較低溫度的凝結水，減少了上述的凝結水加熱需要的低品質的蒸汽，此品質的蒸汽的做功發電能力不強，因此降低發電機組煤耗量效果不是最優。

發明內容