[發明專利]降低空冷機組背壓并對煙氣除濕消白的系統及方法

有效

• 申請號: 201811593992.8
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109779704B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 陳偉雄;孟宇;范江;嚴俊杰;王進仕;李根
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01K13/02;F01K17/04;F01K17/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

一種利用壓縮式熱泵降低空冷機組背壓并對煙氣除濕消白的系統及方法，主要應用于我國濕法脫硫的空冷機組，不僅能保證空冷機組背壓，保障機組安全經濟運行,而且能對煙氣進行除濕消白，減少視覺污染和環境污染；該系統包含壓縮式熱泵驅動汽輪機，連軸器，壓縮機，冷凝器，節流閥，蒸發器，煙氣加熱器，暖風器，連接管道及相關閥門；主汽輪機抽汽驅動壓縮式熱泵驅動汽輪機，驅動汽輪機通過連軸器帶動壓縮機，循環水進入壓縮式熱泵的蒸發器帶走一部分循環水熱量，以達到降低空冷機組背壓的作用；凝結水進入壓縮式熱泵的冷凝器內吸收熱量，實現熱量的回收；凝結水后通入煙氣加熱器，對煙氣進行加熱除濕，從煙氣加熱器出來的凝結水通入暖風器，對空氣進行加熱，減少空預器的腐蝕。

技術領域

本發明涉及空冷機組技術領域，特別涉及一種利用壓縮式熱泵降低空冷機組背壓并對煙氣除濕消白的系統及方法。

背景技術

空冷火電機組在我國干旱缺水地區有廣泛應用，在夏季，空冷機組與同容量的濕冷機組相比供電煤耗明顯上升，甚至出現背壓很高而限負荷運行，大大降低了機組的調峰能力。高溫大風天氣下，空冷塔冷凝能力大幅下降，進一步影響機組背壓。當前，循環水的熱量在空冷塔被空氣帶走進入大氣環境，這部分余熱數量大，如能進行回收利用，則會大大提升機組的熱經濟性。已有研究者提出采用汽輪機排汽驅動壓縮式熱泵回收電廠余熱，加熱熱網水，實現能量梯級利用。然而，該系統的問題在于要實現高效運行，必須有足夠的熱用戶，然而空冷機組所在區域大多在西北地區，熱用戶需求量較少，且在夏季高溫大風下，基本沒有熱水需求，極大的影響了系統的經濟效益，限制該技術的應用前景。

目前，大部分火力發電廠脫硫系統采用石灰石石膏濕法脫硫工藝，取消了氣－氣換熱器(gas gas heater，GGH)裝置，直接將凈煙氣從煙囪排出，煙囪采用內襯防腐材料，形成“濕煙囪”排放的方案。無GGH裝置的脫硫系統投產后，雖有效地避免了GGH的堵塞問題，但由于“濕煙囪”無煙氣再熱措施，排煙溫度較低，吸收塔出口帶有飽和水的凈煙氣在排出過程中部分冷凝形成液滴，不僅產生白色的煙羽，造成視覺影響，而且煙氣自煙囪口排出后不能有效地抬升、擴散到大氣中，導致取消GGH裝置后煙氣不能迅速消散，特別是當地區溫度、氣壓較低或在陰霾天氣的時間段，煙氣中攜帶的粉塵及液滴聚集在煙囪附近，落到地面形成“石膏雨”或酸雨，對電廠及周邊環境產生污染，甚至腐蝕設備。

發明內容

為了實現降低循環水溫進而達到降低機組背壓，提升機組經濟性，并且利用循環水溫余熱進行煙氣除濕的目的，本發明提出了一種利用壓縮式熱泵降低空冷機組背壓并對煙氣除濕消白的系統及方法，利用壓縮式熱泵回收空冷機組循環水余熱，降低循環水溫度，保證空冷機組背壓，并且利用循環水余熱對尾部煙氣進行除濕，消除白煙，提高煙氣的抬升、擴散能力，減少對電廠周邊環境的污染，實現了空冷機組的安全經濟運行。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種利用壓縮式熱泵降低空冷機組背壓并對煙氣除濕消白的系統，包括壓縮式熱泵驅動汽輪機，連軸器，壓縮機，冷凝器，節流閥，蒸發器，煙氣加熱器，暖風器，連接管道及相關閥門；

汽輪機高壓蒸汽抽汽口與高壓蒸汽調節閥相連接，汽輪機低壓抽汽與低壓蒸汽調節閥相連接，后與驅動抽汽壓力調節閥連接，驅動抽汽壓力調節閥與壓縮式熱泵驅動汽輪機進汽口相連接，壓縮式熱泵驅動汽輪機出汽口與回熱加熱器相連接；

壓縮式熱泵驅動汽輪機通過連軸器與壓縮機相連接，壓縮機工質出口與冷凝器工質入口相連接，冷凝器工質出口經節流閥與蒸發器工質入口相連接，蒸發器工質出口與壓縮機工質入口相連接；

汽輪機排汽出口與凝汽器相連接，凝汽器循環水出口與空冷塔循環水入口相連接，空冷塔循環水出口分為兩路，一路與凝汽器循環水入口相連接，一路經循環水調節閥與蒸發器循環水入口相連接，蒸發器循環水出口經循環水管路與凝汽器循環水入口相連接；