烟气排气脱硫装置的热量回收系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种烟气排气脱硫装置的热量回收系统，所述烟气排气脱硫装置包括与锅炉（1）的烟气通道相连通的脱硫塔（2）和烟囱（4），所述脱硫塔（2）和烟囱（4）间设置表面换热器（3）；所述表面换热器（3）布置在烟囱（4）的入口烟道处，其特征在于所述表面换热器（3）热端出口管路连入与汽轮机（7）连接的热井（6），所述热井（6）连入汽轮机（7）的高压段抽汽口；所述汽轮机（7）的低压段抽汽口分别级联若干个溴化锂机组（5）；相邻溴化锂机组（5）间设置升温压缩装置（11），最后的溴化锂机组（5）的冷凝水出水管路连入表面换热器（3）内构成闭合循环回路。该系统在设备改动不大的前提下，可实现高效率的水资源回收。
【专利说明】烟气排气脱硫装置的热量回收系统
【技术领域】
[0001]本发明属于节能回收【技术领域】，具体涉及一种烟气排气脱硫装置的热量回收系统。
【背景技术】
[0002]汽轮机的出现推动了电力工业的发展，到20世纪初，电站汽轮机单机功率已达10兆瓦。随着电力应用的日益广泛，美国一些大城市的电站尖峰负荷在20年代已接近1000兆瓦，如果单机功率只有10兆瓦，则需要装机近百台，因此20年代时单机功率就已增大到60兆瓦，30年代初又出现了 165兆瓦和208兆瓦的汽轮机。此后的经济衰退和第二次世界大战期间爆发，使汽轮机单机功率的增大处于停顿状态。50年代，随着战后经济发展，电力需求突飞猛进，单机功率又开始不断增大，陆续出现了 325?600兆瓦的大型汽轮机；60年代制成了 1000兆瓦汽轮机；70年代，制成了 1300兆瓦汽轮机。现在许多国家常用的单机功率为300?600兆瓦。
[0003]汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械，来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。汽轮机的排汽压力越低，蒸汽循环的热效率就越高。不过排汽压力主要取决凝汽器的真空度，真空度又取决于冷却水的温度和抽真空的设备，如果采用过低的排汽压力，就需要增大冷却水流量、增大凝汽器冷却水和冷却介质的换热面、降低被使用的冷却水的温度和抽真空的设备，较长的末级叶片，但同时真空太低又会导致汽轮机汽缸(低压缸)的蒸汽流速加快，使汽轮机汽缸(低压缸)差胀加剧，危及汽轮机安全运转。为了使得排出的热能能够被使用，而又不至于过多的降低热效率，一般汽轮机是排出60°C上下的水蒸气，该温度附近的水蒸气其中可被利用的显热不多，虽然其中包含大量潜热，但是由于潜热很难被利用，因此，汽轮机排出的低温热源的水蒸气的利用效率一直比较低。现有技术中，汽轮机排出的乏汽在一级溴化锂机组上面应用，应用完之后，就被排出丢弃，极大的浪费了能源，降低了能源的使用效率。
[0004]我国火力发电量占全国总发电量80%以上，火力发电厂的耗水量巨大。全国水资源公报和行业统计显示:全国火电用水量占工业用水量的45%。据统计，我国火电厂平均耗水量为3.1?3.5kg/ (kw.h),而发达国家的发电水耗为2.52kg/ (kW*h),南非发电厂水耗仅为1.25kg/ (kW*h)，因此，在我国火电厂节水工程仍是一项任重道远的工程。尤其现在大型火电厂大多采用湿法脱硫系统，脱硫后烟气携带大量水蒸气进入烟道和烟囱，造成电厂耗水巨大。对北方缺水地区往往不得不采用运行成本更高、脱硫效率较低、但能节水的干法脱硫系统。
[0005]典型电厂中的用水单元分为循环冷却水系统、化学除盐水系统(锅炉补给水系统)、灰渣用水系统、工业冷却水系统、生活及消防水系统、杂用水系统和脱硫用水系统。火电厂要节水，则必须从这几方面入手。[0006]目前主要有以下几种节水措施:(1)废水回收利用，实现全厂废水零排放；(2)提高循环水浓缩倍率；(3)除灰系统的改进；(4)采用空冷技术；(5)安装水量计量表并定期对水质进行监测；(6)水汽系统优化；(7)减少电厂废水产生。
[0007]现在电厂重要的一项考核指标为脱硫效率，要求不低于90%。所以高效的湿法脱硫技术被越来越多的大型电厂所采用，脱硫耗水量也占电厂耗水量的一大部分。现在脱硫水的回收主要是通过脱硫塔内循环进行，但是经过湿法脱硫后的烟气中的水蒸气，一直没有回收的措施。脱硫后的烟气携带30%以上的水蒸气，如果不加回收直接排放大气当中，将会造成巨大的水资源浪费。本发明因此而来。
【发明内容】
[0008]本发明目的在于提供一种烟气排气脱硫装置的热量回收系统，很好的解决了现有技术中水分浪费严重的问题，特别能够实现在北方地区采用湿法脱硫，实现极低耗水排放、脱硫高效、运行成本更低。
[0009]为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是:
[0010]一种烟气排气脱硫装置的热量回收系统，所述烟气排气脱硫装置包括与锅炉的烟气通道相连通的脱硫塔和烟?，所述脱硫塔和烟?间设置表面换热器；所述表面换热器布置在烟?的入口烟道处，所述表面换热器热端出口管路连入与汽轮机连接的热井，所述热井连入汽轮机的高压段抽汽口 ；所述汽轮机的低压段抽汽口分别级联若干个溴化锂机组；相邻溴化锂机组间设置升温压缩装置，最后的溴化锂机组的冷凝水出水管路连入表面换热器内构成闭合循环回路。
[0011]优选的技术方案是:所述的汽轮机与第一个溴化锂机组相连通的管路上还设置有减压阀。
[0012]优选的技术方案是:所述的与表面换热器构成闭合回路的溴化锂机组的出水温度为6?20°C。
[0013]优选的技术方案是:脱硫塔的出水管路、表面换热器的冷凝水出水管路与进入烟道夹层的管路间设置有凝结水三通阀门。
[0014]优选的技术方案是:所述表面换热器上设置有收集凝结水的槽型通道，所述的烟气经表面换热器冷凝后的凝结水和脱硫塔的出水通过管路连入通过槽型通道及管路送入脱硫塔与表面换热器间设置的烟道夹层内。
[0015]优选的技术方案是:所述升温压缩装置包括:冷凝器，所述冷凝器内设置有导热液体；真空泵，和所述冷凝器相连；过热器，和所述冷凝器相连；压缩机，和所述过热器相连。
[0016]优选的技术方案是:所述真空泵为蒸汽喷射真空泵。
[0017]优选的技术方案是:所述溴化锂机组的数量为4个。
[0018]优选的技术方案是:所述溴化锂机组包括:发生器；冷却器，和所述发生器相连；蒸发器，和所述冷凝器相连；吸收器，和所述发生器、所述蒸发器均相连。
[0019]本发明另外提供一种烟气排气脱硫系统的热量回收方法，其特征在于:
[0020]I)首先，将溴化锂机组的蒸汽入口与汽轮机的低压段抽汽口相连，蒸汽经溴化锂机组后形成的凝结水经管路与热井相连；[0021]2)其次，在烟?的入口烟道中布置带有收集凝结水槽型通道的表面换热器，然后将表面换热器通过管路分别与汽轮机、溴化锂机组相连通构成闭合循环回路，溴化锂机组出来的冷水送入表面换热器进行换热；
[0022]3)锅炉中的烟气经管道进入脱硫塔，由脱硫塔脱硫后的烟气进入烟囱中设置的表面换热器，由表面换热器对烟气进行冷凝，冷凝后的冷凝水通过换热器槽型通道回收或经管道直接送入脱硫塔与表面换热器之间的烟道夹层内。
[0023]优选的技术方案是:脱硫塔的出水管路、表面换热器的冷凝水出水管路与进入烟道夹层的管路间设置有凝结水三通阀门。
[0024]优选的技术方案是:所述的与表面换热器构成闭合回路的溴化锂机组的出水温度为6?20°C。
[0025]本发明能充分利用电厂汽轮机低压蒸汽抽气，采用溴化锂制冷原理实现制冷回收脱硫系统排气含水。本发明为了减少高热的烟气对表面换热器的冲击，在表面换热器前的烟道夹层内充入冷凝水，可以对烟气进行先行冷却，这对已有湿法脱硫系统电厂节水有重要意义，且可实现在北方地区采用湿法脱硫系统，实现极低耗水排放、脱硫高效、运行成本更低。本方案与电厂其他节水方法不同，直接利用溴化锂制冷原理回收烟气中的带水；将表面换热器增加在烟?前烟道中，冷工质与烟气在表面换热器中进行换热，烟气中的水经过凝结得到回收；该方案在设备改动不大的前提下，可实现高效率的水资源回收。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]以下结合附图进行具体说明:
[0027]图1是本发明烟气排气脱硫装置的热量回收系统的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0029]实施例
[0030]如图1所示，该烟气排气脱硫装置的热量回收系统，所述烟气排气脱硫装置包括与锅炉I的烟气通道相连通的脱硫塔2和烟? 4，所述脱硫塔2和烟? 4间设置表面换热器3 ;所述表面换热器3布置在烟? 4的入口烟道处，所述表面换热器3热端出口管路连入与汽轮机7连接的热井6，所述热井6连入汽轮机7的高压段抽汽口 ；所述汽轮机7的低压段抽汽口分别级联若干个溴化锂机组5 ;相邻溴化锂机组5间设置升温压缩装置11，最后的溴化锂机组5的冷凝水出水管路连入表面换热器3内构成闭合循环回路。
[0031]所述的汽轮机7与第一个溴化锂机组5相连通的管路上还设置有减压阀9。所述的与表面换热器3构成闭合回路的溴化锂机组5的出水温度为6?20°C。脱硫塔2的出水管路、表面换热器3的冷凝水出水管路与进入烟道夹层10的管路间设置有凝结水三通阀门8。
[0032]所述表面换热器3上设置有收集凝结水的槽型通道，所述的烟气经表面换热器3冷凝后的凝结水和脱硫塔2的出水通过管路连入通过槽型通道及管路送入脱硫塔2与表面换热器3间设置的烟道夹层10内。
[0033]所述升温压缩装置11包括:冷凝器、真空泵、过热器和压缩机，所述冷凝器内设置有导热液体；所述真空泵和所述冷凝器相连；所述过热器和所述冷凝器相连；所述压缩机和所述过热器相连。所述真空泵为蒸汽喷射真空泵。所述溴化锂机组的数量为4个。所述溴化锂机组5包括:发生器、冷却器、蒸发器和吸收器，所述冷却器和所述发生器相连；所述蒸发器和所述冷却器相连；所述吸收器分别与所述发生器和所述蒸发器相连。
[0034]其过程是:
[0035]I)首先，将溴化锂机组5的蒸汽入口与汽轮机7的低压段抽汽口相连，蒸汽经溴化锂机组5后形成的凝结水经管路与热井6相连；
[0036]2)其次，在烟囱4的入口烟道中布置带有收集凝结水槽型通道的表面换热器3，然后将表面换热器3通过管路分别与汽轮机7、溴化锂机组5、升温压缩装置11的相连通构成闭合循环回路，溴化锂机组5出来的冷水送入表面换热器3进行换热；
[0037]3)锅炉I中的烟气经管道进入脱硫塔2，由脱硫塔2脱硫后的烟气进入烟囱4中设置的表面换热器3，由表面换热器3对烟气进行冷凝，冷凝后的冷凝水通过换热器槽型通道回收或经管道直接送入脱硫塔2。
[0038]经过湿法脱硫系统后的烟气，其中水分含量较大，因此脱硫后烟气中水分的回收，对缓解干旱地区水资源的缺乏有着重要意义；冷凝烟气带水不用电，而用汽轮机的低压抽汽，冷凝效率高。
[0039]本发明在汽轮机抽汽方面不须增加其他抽汽口，现有的抽汽口即可；本系统中，烟气为脱硫后烟气，不会对设备造成腐蚀。
[0040]本系统，可回收烟气中水蒸气60%?80%。
[0041]本发明表面换热器管内的工质为冷水，管外为烟气。由于采用级联溴化锂机组，并且在每级溴化锂机组中均加入了一升温压缩装置，从而可以实现多级溴化锂机组一起工作，以较少的能源消耗，提高了热源的使用效率。
[0042]上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种烟气排气脱硫装置的热量回收系统，所述烟气排气脱硫装置包括与锅炉(I)的烟气通道相连通的脱硫塔(2)和烟? (4)，所述脱硫塔(2)和烟? (4)间设置表面换热器(3)；所述表面换热器(3)布置在烟園(4)的入口烟道处，其特征在于所述表面换热器(3)热端出口管路连入与汽轮机(7)连接的热井(6)，所述热井(6)连入汽轮机(7)的高压段抽汽口 ；所述汽轮机(7)的低压段抽汽口分别级联若干个溴化锂机组(5);相邻溴化锂机组(5)间设置升温压缩装置(11)，最后的溴化锂机组(5)的冷凝水出水管路连入表面换热器(3)内构成闭合循环回路。
2.根据权利要求1所述的烟气排气脱硫装置的热量回收系统，其特征在于所述的汽轮机(7)与第一个溴化锂机组(5)相连通的管路上还设置有减压阀(9)。
3.根据权利要求1所述的烟气排气脱硫装置的热量回收系统，其特征在于所述的与表面换热器(3)构成闭合回路的溴化锂机组(5)的出水温度为6?20°C。
4.根据权利要求1所述的烟气排气脱硫装置的热量回收系统，其特征在于脱硫塔(2)的出水管路、表面换热器(3)的冷凝水出水管路与进入烟道夹层(10)的管路间设置有凝结水三通阀门(8)。
5.根据权利要求1所述的烟气排气脱硫装置的热量回收系统，其特征在于所述表面换热器(3)上设置有收集凝结水的槽型通道，所述的烟气经表面换热器(3)冷凝后的凝结水和脱硫塔(2)的出水通过管路连入通过槽型通道及管路送入脱硫塔(2)与表面换热器(3)间设置的烟道夹层(10)内。
6.根据权利要求1所述的烟气排气脱硫装置的热量回收系统，其特征在于所述升温压缩装置(11)包括:冷凝器、真空泵、过热器和压缩机，所述冷凝器内设置有导热液体；所述真空泵和所述冷凝器相连；所述过热器和所述冷凝器相连；所述压缩机和所述过热器相连。
7.根据权利要求6所述的烟气排气脱硫装置的热量回收系统，其特征在于所述真空泵为蒸汽喷射真空泵。
8.根据权利要求1所述的烟气排气脱硫装置的热量回收系统，其特征在于所述溴化锂机组(5)的数量为4个。
9.根据权利要求1所述的烟气排气脱硫装置的热量回收系统，其特征在于所述溴化锂机组包括:发生器、冷却器、蒸发器和吸收器，所述冷却器和所述发生器相连；所述蒸发器和所述冷却器相连；所述吸收器分别与所述发生器和所述蒸发器相连。
【文档编号】F22D1/34GK103528044SQ201310450834
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月28日 优先权日:2013年9月28日
【发明者】吴冬琪 申请人:昆山市周市溴化锂溶液厂