一种电厂锅炉的干湿混合烟气换热系统以及换热方法与流程

本发明涉及节能环保技术领域，特别涉及一种电厂锅炉的干湿混合烟气换热系统以及换热方法。

背景技术：

随着各国经济的快速发展，地球能源资源消耗，全球气候变化、酸雨污染、水资源危机、自然生物多样性锐减以及持久性有机物的污染越来越突出。对于减少温室气体的排放，保护环境刻不容缓。目前，师姐能有结构一化石能源为主，化石能源在较长时间内仍然是人类生存和发展的能源基础，其中石油、天然气和煤等化石能源占到85％，大部分电力系统依然依赖于化石能源的，煤依然是电力生产的主要燃料，并且全球需求量在持续增加。

在通常情况下，燃气锅炉设备在工作过程中会产生大量的高温烟气，在现有的处理方式中会将高温的烟气直接排掉，这样高温烟气中的大量热能带到空气中存在有害气体，对环境造成污染。同时，锅炉燃煤后大部分的余热能量被排放到环境中，对热能大量损失。锅炉排烟温度往往高于设计温度，仅将低了锅炉的效率，还增加了除尘器的粉尘排放浓度，对环境造成了巨大污染。近些年，由于能源紧张，随着节能工作的进一步开展，各种新型、节能先进锅炉日趋完善。采用先进的燃烧装置强化了燃烧，降低了不完全燃烧。然而，降低排烟热损失和回收烟气余热的技术仍然发展缓慢。为了进一步提高锅炉的热效率，达到节能降耗的目的，回收烟气余热也是一项重要的节能途径。

为了克服以上现有的锅炉烟气处理系统中存在的缺陷，迫切需要一种能够有效对锅炉烟气进行回收的系统。

因此，本发明提供了一种电厂锅炉的干湿混合烟气换热系统以及换热方法，通过合理对锅炉烟气回收系统的布置，实现了对锅炉排放烟气中的余热有效回收，将回收余热的冷凝水再次送回锅炉，使水资源重复利用。

技术实现要素：

本发明的一个方面在于提供一种电厂锅炉的干湿混合烟气换热系统，所述系统包括锅炉排烟系统和换热系统；

所述锅炉排烟系统包括锅炉、第一烟气通道、沿所述第一烟气通道依次相接的第一脱硫塔、第一电袋除尘器和第一引风机、第二烟气通道以及沿所述第二烟气通道依次相接的第二脱硫塔、第二电袋除尘器和第二引风机；

所述换热系统包括干式烟气换热器、脱硫塔、湿式烟气换热器、第三烟气通道以及热泵，所述干式烟气换热器、热泵以及所述湿式烟气换热器之间设置用于水循环的水管道，所述湿式烟气换热器设有与烟气凝结水池连通的出水管；所述干式烟气换热器包括进水口、第一出水口和第二出水口，所述第一出水口与第二出水口通过管道依次连通发电厂热力系统低温加热器、发电厂热力系统中温加热器、发电厂热力系统高温加热器和锅炉，使湿式烟气换热器中的凝结水升温后回到锅炉；所述用于水循环的水管道包括第一进水管、第二进水管、第一出水管和第二出水管；所述第一进水管连接蒸汽凝结水上水泵，第一出水管和第二进水管连接所述湿式烟气换热器，第二出水管连接所述干式烟气换热器的进水口；

所述第一烟气通道与所述第二烟气通道汇合后连接所述第三烟气通道；所述第三烟气通道连接通向大气的烟囱。

优选地，所述换热系统并列布置一组或多组。

优选地，所述锅炉排烟系统并列布置一组或多组。

优选地，所述热泵并列布置一组或多组。

优选地，并列布置的多组所述换热系统，湿式烟气换热器通过出水管与烟气凝结水池连通。

优选地，并列布置的多组所述换热系统，多组第三烟气通道相互汇合连接通向大气的烟囱。

本发明的另一个方面提供了一种利用电厂锅炉的干湿烟气换热系统的换热方法，所述方法包括：

(1)电厂锅炉排放的烟气进入到所述第一烟气通道和第二烟气通，其中烟气在第一烟气通道内依次经过脱硫和除尘处理，烟气在第二烟气通道内依次经过脱硫和除尘处理；

(2)第一烟气通道和第二烟气通道内的烟气汇合于第三烟气通道，汇合后的烟气由第三烟气通道进入干式烟气换热器；

(3)干式烟气换热器换热后的烟气由第三烟气通道进入脱硫塔进行再次脱硫后进入湿式烟气换热器；

(4)蒸汽凝结水上水泵将温度为40℃循环水送至热泵降温，所述循环水温度降为15℃送至湿式烟气换热器对烟气进行换热；

(5)湿式烟气换热器内换热后的循环水回到热泵升温后送至步骤(2)中所述的干式烟气换热器中对烟气换热处理，所述循环水换热后由发电厂热力系统低温加热器、发电厂热力系统中温加热器和发电厂热力系统高温加热器加热送至锅炉；

湿式烟气换热器内烟气中的水蒸气冷凝后进入烟气凝结水池。

优选地，湿式烟气换热器中的烟气经过换热后由烟囱排向大气。

本发明提供的一种电厂锅炉的干湿混合烟气换热系统以及换热方法，对锅炉烟气回收系统合理布置，通过干式烟气换热器和湿式烟气换热器对电厂锅炉产生的烟气余热多次换热，实现了对锅炉排放烟气中的余热有效回收，将回收余热的冷凝水再次送回锅炉，使水资源重复利用。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示意性示出本发明电厂锅炉的干湿混合烟气换热系统的示意图；

图2示出了本发明一个实施例中一组锅炉排烟系统的示意图；

图3示出了本发明一个实施例中换热系统的示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

如图1所示本发明电厂锅炉的干湿混合烟气换热系统的示意图，所述干湿混合烟气换热系统包括锅炉排烟系统100和换热系统200以及通向大气的烟囱300。本实施例锅炉排烟系统设置两组用于电厂的锅炉，在其他一些实施例中锅炉排烟系统100可以设置多组用于电厂的锅炉。本实施例两组锅炉并列布置，锅炉产生的烟通过烟气通道进入到换热系统200内进行换热，将烟气中的余热进行回收。经过换热系统200回收余热后的烟气汇合进入到烟囱300排入大气中。下文对本实施例的锅炉排烟系统100和换热系统200做具体说明。

如图2所示本发明一个实施例中一组锅炉排烟系统的示意图，所示锅炉排烟系统包括电厂锅炉101、第一烟气通道102、沿所述第一烟气102通道依次相接脱的第一硫塔103、第一电袋除尘器104和第一引风机105、第二烟气通道106以及沿所述第二烟气通道106依次相接的第二脱硫塔107、第二电袋除尘器108和第二引风机109。第一烟气通道102出口处和第二烟气通道106出口处与第三烟气通道110相互连通，使第一烟气通道102和第二烟气通道106内的烟气进入到第三烟气通道110中。第三烟气通道110内的烟气经过烟气换热系统后连接通向大气的烟囱。

如图3所示本发明一个实施例中换热系统的示意图，换热系统包括干式烟气换热器213、脱硫塔201、湿式烟气换热器202、第三烟气通道210以及热泵205。优选地，本实施例选用三组并列的热泵，在另一些实施例中，热泵205可以选择并列布置多组。干式烟气换热器213、热泵205以及所述湿式烟气换热器202之间设置用于水循环的水管道，湿式烟气换热器202设有与烟气凝结水池212连通的出水管211。所述干式烟气换热器包括进水口214、第一出水口215和第二出水口216，第一出水口215与第二出水口216通过管道连接发电厂热力系统低温加热器，换热后的水依次经过发电厂热力系统低温加热器、发电厂热力系统中温加热器和发电厂热力系统高温加热器后再次送回锅炉利用。用于水循环的水管道包括第一进水管207、第二进水管209、第一出水管208和第二出水管206；所述第一进水管207连接蒸汽凝结水上水泵，第一出水管208和第二进水管209连接所述湿式烟气换热器202，第二出水管连接206所述干式烟气换热器213的进水口。干式换热器213第一出水口215与第二出水口216通过管道连接发电厂热力系统低温加热器，换热后的水依次经过发电厂热力系统低温加热器、发电厂热力系统中温加热器和发电厂热力系统高温加热器后再次送回锅炉利用。

湿式烟气换热器202设有供循环水进入的入水口203和出水口204，同时，湿式烟气换热器202设有与烟气凝结水池212连通的出水管211，湿式烟气换热器202换热后使烟气中的水分凝结后沿出水管211进入烟气凝结水池212。应当理解的是，本实施例中换热系统并列布置两组，两组并列布置的烟气换热系统中，两组湿式烟气换热器之间通过出水管211相互连通；两组干式烟气换热器之间通过出水管道相互连通。在另一些实施例中，可以选择并列多组换热系统，多组湿式烟气换热器之间通过出水管相互连通。

需要说明的是，本发明在不同实施例布置多组锅炉排烟系统和多组换热系统，每一实施例中所述布置的锅炉排烟系统与烟气换热系统数目应当对应。

在下文中具体结合本实施例附图1至附图3对本发明用于电厂锅炉所排放的烟气换热的过程。

如图1所示本发明电厂锅炉的干湿混合烟气换热系统的示意图，本实施例中锅炉排烟系统100和换热系统200均布置两组。为了简洁清楚的说明。通过一组锅炉排烟系统100和一组换热系统200对电厂锅炉烟气的换热过程进行说明。

如图2所示本发明一个实施例中一组锅炉排烟系统的示意图，锅炉101炉膛内高达150℃的烟气进入第一烟气通道102和第二烟气通道106。锅炉产生的烟气经过第一烟气通道102，进入第一脱硫塔103对烟气中的硫化物进行脱硫处理，经过脱硫后的烟气进入到第一电袋除尘器104对烟气进行除尘处理，之后经过脱硫和除尘的烟气进入到第一引风机105。锅炉产生的烟气经过第二烟气通道106，进入第二脱硫塔107对烟气中的硫化物进行脱硫处理，经过脱硫后的烟气进入第二电袋除尘器108对烟气进行除尘处理，之后经过脱硫和除尘的烟气进入到第二引风机109。本实施例中，优选地，第一烟气通道和第二烟气通道相互并列布置。经第一引风机105将第一烟气通道中的烟气引入到第三烟气通道110中，同时第二引风机109将第二烟气通道中的烟气引入到第三烟气通道110中。

烟气经过第三烟气通道进入到换热系统对烟气进行换热，如图3所示本发明一个实施例中换热系统的示意图，温度为150℃的烟气经第三烟气通道210(110)进入干式烟气换热器213进行换热后温度下降至60℃，经过干式换热器213换热降温后的烟气进入到脱硫塔201进行第二次脱硫处理，经过脱硫处理后烟气温度降为56℃进入湿式烟气换热器202进行换热，经过湿式烟气换热器202换热后温度降为30℃，由第三烟气通道210进入烟囱排入大气。

同时，在上述烟气排放的过程中，蒸汽凝结水上水泵通过热泵205的第一进水管207提供温度为40℃的循环水，经过热泵205后水温下降至15℃由第一出水管208流出，经湿式烟气换热器202的入水口203进入所述湿式烟气换热器202内对烟气进行换热。经过换热后循环水温度升高至28℃由湿式烟气换热器202的出水口204流出，经热泵205的第二进水口209进入热泵205后对循环水升温，温度升高至85℃的循环水由热泵205的第二出水管206经过干式烟气换热器213的进水口214进入干式烟气换热器213内对烟气进行换热，换热后循环水温度升高至140℃由干式烟气换热器第一出水口215和第二出水口216进入到发电厂热力系统低温加热器，换热后的水依次经过发电厂热力系统低温加热器、发电厂热力系统中温加热器和发电厂热力系统高温加热器后再次送回锅炉利用。本实施例并列布置两组换热系统，两组湿式烟气换热器之间通过出水管211相互连通，使烟气中的水分凝结后进入到烟气凝结水池212；两组干式烟气换热器之间通过出水管道相互连通，使的换热后温度为140℃的循环水由出水管道进入发电厂热力系统低温加热器，换热后的循环水依次经过发电厂热力系统低温加热器、发电厂热力系统中温加热器和发电厂热力系统高温加热器后再次送回锅炉利用。锅炉烟气经过本发明烟气换热系统温度降为30℃，由第三烟气通道210进入烟囱排入大气。

本发明其他实施例中，选用多组烟气换热系统时，经过干式烟气换热器和湿式烟气换热器换热后，烟气由第三烟气通道汇合于一处进入烟囱中，干式烟气换热器和湿式烟气换热器之间通过热泵使循环水在干式换热器和湿式换热器之间循环，有效对烟气中的余热进行回收。

本发明提供的一种电厂锅炉的干湿混合烟气换热系统以及换热方法，对锅炉烟气回收系统合理布置，通过干式烟气换热器和湿式烟气换热器对电厂锅炉产生的烟气余热多次换热，实现了对锅炉排放烟气中的余热有效回收，将回收余热的冷凝水再次送回锅炉，使水资源重复利用。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。