[發明專利]一種中溫省煤器系統及其回收煙氣余熱的方法

在審

• 申請號: 201410142599.2
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN104976610A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 馮偉忠
• 申請（專利權）人: 馮偉忠
• 主分類號: F22D1/36
• 分類號: F22D1/36
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明屬于火力燃煤發電機組領域，具體涉及一種應用于火力發電廠的中溫省煤器系統及其回收煙氣余熱的方法。

背景技術

傳統火電廠機組在空氣預熱器之前的煙道配置有高溫省煤器，即利用鍋爐的煙氣熱量來加熱給水，能夠起到吸收煙氣熱量提高鍋爐效率、提高水冷壁的給水溫度等作用，隨著節能減排等環保要求的不斷提高，部分火電廠機組還會在鍋爐空氣預熱器的后續煙道配置‘煙－水’換熱器，即利用鍋爐空氣預熱器后的煙氣熱量來加熱凝結水或熱網水等，以回收煙氣熱量，降低排煙溫度。由于相對于高溫省煤器，該‘煙－水’換熱器入口煙氣溫度低，因而又稱為低溫省煤器。

低低溫除塵器是指除塵器入口煙氣溫度在鍋爐設計排煙溫度以下，最低溫度滿足濕法脫硫系統工藝溫度要求的除塵器。為配合低低溫除塵器的使用，提升除塵效率，一般是在除塵器前布置低溫省煤器，以降低除塵器進口煙溫。

但是，對于已建電廠來說，往往存在除塵器進口煙道短小狹窄，難以布置低溫省煤器的問題。此外，低溫省煤器回收的熱量排擠的是汽輪機低壓抽汽，品質較低，經濟性欠佳。

歷史上，德國曾采用過一種回收效率較高的煙氣余熱回收技術，即在空預器煙氣側并聯一內置‘煙－水’換熱器的旁路煙道，其水側為從給水回路分流出的部分高壓給水及部分低壓給水，煙氣的熱能用以加熱這部分給水以替代汽輪機高、中壓抽汽，從而降低了汽輪機汽耗和熱耗。這種煙氣熱能回收方法所回收的熱能品質遠高于低溫省煤器系統，因而具有較高的煙氣熱能回收效率。不過，這種技術僅適用于排煙溫度過高的鍋爐，如褐煤鍋爐。這是因為當空預器的煙氣被分流后，其排煙溫度必然下降。對于原排煙溫度正常的鍋爐，若將其排煙溫度進一步下降，造成空預器低溫側換熱片平均壁溫下降至設計值以下，必然導致其硫酸結露、腐蝕及換熱面堵塞的風險急劇增加，得不償失，故目前這種技術在德國新建的機組上已不再采用。

因此，本領域的技術人員致力于研究如何在保證機組安全運行的條件下，既能相對高效的回收鍋爐尾部煙氣中的余熱實現節能，同時又能在避免空氣預熱器低溫側結露、腐蝕和堵塞的前提下降低空預器出口煙溫，滿足低低溫除塵器進口煙溫要求，提高除塵效率。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種系統，在保證機組安全運行的條件下，既能相對高效的回收鍋爐尾部煙氣中的余熱，達到節能的目的，同時又能在避免空氣預熱器低溫側結露、腐蝕和堵塞的前提下降低空預器出口煙溫，滿足低低溫除塵器進口煙溫要求，提高除塵效率，從而能兼顧機組的安全、節能及環保。

本發明提供的系統，相對于高溫省煤器與低溫省煤器而言，增設的‘煙－水’換熱裝置的煙氣溫度一般在90-370℃，介于高溫省煤器與低溫省煤器之間，因此也可以稱之為“中溫省煤器系統”。

本發明提供一種中溫省煤器系統，包括至少一個‘煙－水’換熱裝置、第一煙道以及第二煙道，其特征在于，‘煙－水’換熱裝置的進煙口與空氣預熱器進口處的煙道通過第一煙道連接，‘煙－水’換熱裝置的出煙口與空氣預熱器出口處的煙道通過第二煙道連接，中溫省煤器系統還包括加熱空氣預熱器進風的換熱裝置。

本發明提供的中溫省煤器系統，是在空氣預熱器進口處的煙道分流部分煙氣，用于加熱‘煙－水’換熱裝置中的水，水吸收煙氣熱量后再返回至熱力系統，從而提高機組的經濟性。

本發明提供的中溫省煤器系統，中溫省煤器系統煙道與空氣預熱器的煙側形成并聯，將空氣預熱器入口煙道分流的部分煙氣進入中溫省煤器系統煙道，使得機組空氣預熱器煙側的煙氣流量下降，而煙道阻力與煙氣流量下降成平方關系下降；此外，空氣預熱器出口的煙氣溫度下降，煙氣容積流量相應下降，后續的煙氣阻力也會與煙氣容積流量呈平方關系下降。因此，整個機組煙側系統阻力將明顯下降，這為機組煙側風機釋放出一定裕量。

空氣預熱器進口處分流的煙氣進入中溫省煤器系統，被逐步冷卻；由于一部分煙氣進入中溫省煤器系統，進入空氣預熱器的煙氣量會下降，而空氣預熱器進風量并未改變，盡管空氣預熱器進風溫度會因加熱鍋爐進風的換熱裝置而有適當提升，但仍可控制空氣預熱器出口的煙氣溫度下降。中溫省煤器系統出口的煙氣與空氣預熱器出口的煙氣溫度都得到降低，然后匯集進入除塵器，從而提高了除塵效率。與此同時，由于空氣預熱器進風溫度被‘風－汽’換熱裝置或‘風－水’換熱裝置加熱，進入空氣預熱器的風溫上升，只要確保此時的空氣預熱器冷端風側及煙側的平均溫度等于或高于原設計值，就可確保其冷端的換熱片表面在排煙溫度下降的情況下不出現結露、腐蝕及堵塞。