[發明專利]用于鍋爐煙氣余熱回收的復合相變換熱裝置

無效

• 申請號: 201110354771.7
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102393024A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 王海波;董立軍;尹旭杰;王海軍
• 申請（專利權）人: 王海波
• 主分類號: F23J15/08
• 分類號: F23J15/08;F23L15/00
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

技術領域

本發明涉及一種鍋爐傳熱技術領域的裝置，具體來說是一種用于鍋爐煙氣余熱回收的復合相變換熱裝置。

背景技術

目前國內火電廠濕法煙氣脫硫（Flue?Gas?Desulfurization，簡稱FGD）采用氣-氣換熱器(Gas?Gas?Heater，簡稱GGH)的約占80?%以上，若按每年新增FGD容量3000萬kW計算，安裝GGH的直接設備費用就達11億元左右。其它相關費用包括：因安裝GGH?而增加的增壓風機，控制系統增加的控制點數，增加煙道長度和GGH支架及相應的建筑安裝費用等，其總和約占FGD?總投資的15?%～20?%。安裝GGH?對煙氣的壓降約為1200Pa?，為了克服這些阻力，必須增加增壓風機的壓頭，這就使FGD系統的運行費用大大增加。

濕法煙氣脫硫系統中吸收塔凈化后的煙氣（簡稱凈煙氣）溫度一般在47±5℃，在此溫度下，煙氣中含有飽和水蒸汽和酸性氣體，如SO₂、SO₃、NO_X等，水蒸氣冷凝時會和這些酸性氣體產生硫酸、亞硫酸等一些腐蝕性液體，如直接排放，對吸收塔后面的煙道和煙囪有很強的腐蝕性。為解決此問題，目前普遍的做法是設置GGH利用高溫原煙氣將凈煙氣加熱到82℃左右，滿足電力行業標準DL/T?5196-2004《火力發電廠煙氣脫硫設計技術規程》的要求，以抑制酸性冷凝液的大量產生，減輕對吸收塔下游設備的腐蝕程度。但是安裝GGH后，煙氣中的飛灰會積聚在GGH換熱元件上，飛灰中的重金屬會起催化劑作用，將煙氣中部分SO₂轉化為SO₃，盡管數量不多，但對升高煙氣的酸露點也是有影響的。

凈煙氣流經GGH加熱后，煙溫仍低于其酸露點(一般在90℃～110℃之間，有文獻報道甚至可達135℃)，即GGH一般在酸露點以下運行，因此在GGH的冷端會產生大量粘稠的濃酸液，這些酸液不但對GGH?的換熱元件和殼體有很強的腐蝕作用，而且會粘附大量煙氣中的飛灰；另外，穿過除霧器的微小漿液液滴在換熱元件的表面上蒸發之后會結垢，這些固體物會堵塞換熱元件的通道，進一步增加GGH?的壓降。還可能造成因粘污嚴重而導致增壓風機振動過大的問題。圖1為FGD流程示意圖：A、B-增壓風機進、出口，C-脫硫塔原煙氣入口，D-脫硫塔凈煙氣出口，E-脫硫系統出口，F、G從鍋爐1來得煙氣，H、I-從鍋爐2來的煙氣，M1為原煙氣擋板門，M2為旁路擋板門，M3為冷煙氣擋板門，N為增壓風機。

常見的回轉式GGH，其缺點是：1、由于自身結構原因存在原煙氣向凈煙氣的泄漏問題，會污染濕法脫硫后的凈煙氣，降低脫硫效率；2、回轉式GGH屬于整體式換熱器，煙道進出的位置相對換熱器固定，無法靈活布置；3、在主機負荷降低時無法保證要求的凈煙氣出口溫度；4、各類動設備的存在使得能耗很高。

常見的水媒式GGH，其利用往復循環的高壓水在原煙氣側和凈煙氣側進行熱交換，在低負荷時還可以輔以蒸汽加熱，因此可以克服回轉式GGH存在的前三個缺點，但是大流量、高揚程的循環水泵的能耗依然很高。

專利201010527957.3公布了一種解決上述問題的方法，即利用共知的相變換熱器技術回收鍋爐煙氣余熱，用來加熱空氣，回收余熱后的空氣再經鍋爐原有的空預器升溫后，引出其中的一部分高溫空氣與脫硫塔出口處的低溫凈煙氣在混合室進行混合，達到提升凈煙氣溫度并滿足煙氣排放要求的目的。為進一步回收煙氣余熱，還提出了所述的II級相變換熱器，即將通常的翅片圓管式相變換熱器增加防腐措施，從而在煙氣酸露點下使用。其典型流程如附圖2所示。圖中：鍋爐1、空氣預熱器2、空氣連接管道3、I級相變換熱器4、除塵器5、引風機6、脫硫風機7、旁通煙道8、II級相變換熱器9、脫硫塔10、混合室11、煙囪12、熱空氣管道13、控制系統14。其I、II級相變換熱器結構示意圖分別如圖3、圖4所示：汽包101、相變下段102、相變下段上端121、相變下段下端122、中間隔板103、換熱翅片管束104、聯箱105、I級相變換熱器測溫儀301、I級相變換熱器除鹽水流量調節閥303、汽包201、相變下段202、相變下段上端221、相變下段下端222、中間隔板203、換熱翅片管束204、聯箱205、I級相變換熱器測溫儀302、I級相變換熱器除鹽水流量調節閥304。附圖3、4中部分文字標示有錯誤。