[發明專利]一種碳基固體燃料熱電聯供方法與系統

有效

• 申請號: 201711274381.2
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108194913B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 路源;王波;肖云漢;趙麗鳳
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F22D1/50
• 分類號: F22D1/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種應用于區域供熱的高效低污染物排放的碳基固體燃料熱電聯供方法與系統，把脫硫后的煙氣與循環水換熱，循環水再把這部分熱量用于燃燒空氣的加熱加濕，加熱加濕空氣所需的熱量多而品位低，與從煙氣中回收的低溫潛熱能夠很好的匹配；SCR出口的煙氣一部分進入空氣預熱器加熱空氣，另一部分用于鍋爐給水加熱，實現了煙氣能量的梯級利用。燃燒空氣被加濕以后，有利于降低鍋爐燃燒的最高溫度，從而實現降低NOx排放；在濕法脫硫過程中設置漿液/熱網水換熱器，將煙氣中增加的潛熱通過熱交換傳遞給熱網水，實現了回收煙氣的低溫潛熱，提高了系統的效率，同時實現了降低鍋爐NOx排放的目的。

技術領域

本發明涉及熱電聯供技術領域，涉及一種高效低污染物排放的碳基固體燃料熱電聯供方法與系統，具體地說是一種應用于區域供暖的高效低污染物排放的煤基熱電聯供方法與系統。

背景技術

我國北方冬季的供暖消耗大量的能源。冬季供暖所造成的NOx等污染物排放也是霧霾產生的重要原因之一。目前，雖然隨著煤改氣、煤改電的應用，以氣體燃料和電為能源供暖的比例在增加，但是煤炭和生物質等碳基固體燃料仍將是冬季供暖的主要一次能源，如何實現基于碳基固體燃料的清潔高效轉化，對于降低能源消耗、污染物排放和溫室氣體排放具有重要作用。基于中型燃煤鍋爐的熱電聯供是目前我國北方冬季供暖的重要熱源之一，據不完全統計，全國有數千臺幾十噸到數百蒸噸規模的燃煤供暖鍋爐，其中以煤粉鍋爐和循環流化床鍋爐為主。目前燃煤鍋爐基本都采用了SCR或者SNCR脫硝技術降低NOx排放，在降低鍋爐原始NOx排放方面，濃淡燃燒、分級燃燒等多種低NOx燃燒技術也在逐步的研發應用，但是隨著我國對環保要求更加嚴格，仍然需要進一步降低NOx排放。為了提高熱電聯供系統的熱利用效率，多種中低溫煙氣余熱回收利用技術也在被廣泛的研究，包括低溫省煤器技術、熱泵技術等。總之，如何采用新的方法，提高基于碳基固體燃料的區域熱電聯供機組的效率，降低污染物排放，是目前的迫切需求。

發明內容

針對現有技術的缺陷和不足，本發明提供了一種應用于區域供熱的高效低污染物排放的碳基固體燃料熱電聯供方法與系統，通過煙氣中的潛熱回收利用以及合理的梯級換熱，把脫硫后的煙氣與循環水換熱，加熱循環水，循環水再把這部分熱量用于燃燒空氣的加熱加濕，由于空氣的溫度低、含濕量少，所以加熱加濕空氣所需的熱量多而品位低，與從煙氣中回收的低溫潛熱能夠很好的匹配；此外，將SCR出口的煙氣分為兩部分，一部分進入空氣預熱器加熱空氣，另一部分用于鍋爐給水的加熱，這種并聯的布置方式實現了煙氣能量的梯級利用，可以提高鍋爐給水溫度或者減少汽輪機用于加熱鍋爐給水的抽汽量。燃燒空氣被加濕以后，有利于降低鍋爐燃燒的最高溫度，從而實現降低NOx排放；在濕法脫硫過程中設置漿液/熱網水換熱器，將煙氣中增加的潛熱通過熱交換傳遞給熱網水，實現了回收煙氣的低溫潛熱，最終用于加熱熱網水，提高了系統的效率，同時實現了降低鍋爐NOx排放的目的；在脫硫過程中設置漿液/熱網水換熱器，還實現了從脫硫塔中取熱，脫硫塔出口煙氣的露點溫度與進口煙氣相比基本相同，從而大幅降低脫硫塔的耗水。

本發明為實現其技術目的所采用的技術方案為：

一種應用于區域供熱的高效低污染物排放的碳基固體燃料熱電聯供系統，包括鍋爐本體、鍋爐省煤器、SCR脫硝單元、空氣預熱器、濕法脫硫單元、煙氣減濕塔、空氣加濕塔、汽輪機、排汽與熱網水換熱器、除氧器、空氣/給水換熱器、脫硫漿液/熱網水換熱器，其特征在于，

碳基固體燃料在所述鍋爐本體中燃燒釋放熱量，用于加熱鍋爐給水產生過熱蒸汽，所述鍋爐本體產生的過熱主蒸汽送入所述汽輪機，

從所述汽輪機的后部抽取部分蒸汽作為所述除氧器的除氧蒸汽，所述汽輪機的排汽進入到所述排汽與熱網水換熱器，熱網回水被加熱以后向熱網外供；

所述汽輪機的排汽在所述排汽與熱網水換熱器中冷凝，冷凝水被送到所述除氧器中，

經過除氧以后的鍋爐給水，被送入煙氣/給水換熱器，在所述煙氣/給水換熱器中，之后送至所述鍋爐省煤器；