燃煤烟气余热回用、减排、除灰一体化装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在运行中能有效减排三氧化硫、并具除灰功能的燃煤烟气余热回用装置及方法，具体涉及一种燃煤烟气余热回用装置，该装置在达到深度余热回收利用的同时，脱去绝大部分烟气中的三氧化硫及抱团后的大颗粒粉尘，减少有害物质排放；设备烟气侧采用纳米精镀膜技术，高效防腐的同时而不影响换热效率；该装置在运行中可自动除灰。
【背景技术】
[0002]排烟温度低于烟气酸露点易结露腐蚀，在燃煤锅炉和窑炉运行中排烟温度控制在150°C左右，有的排烟温度甚至高达300°C，造成了大量的热能浪费；烟气脱硫过程中，为了提高脱硫效率，必须对高温烟气喷淋降温后再进入脱硫塔，不仅消耗了大量的水电，而且增加了脱硫塔的建造成本。
[0003]燃煤锅炉烟温不能过低排放的主要原因有:
[0004]①烟温过低(低于露点)，烟气中的硫化物形成硫酸，亚硫酸，对余热回用装置造成严重腐蚀，同时会对装置造成十分严重的灰堵，烟灰粘附在传热管上，很难清除，直接影响装置的连续稳定运行。
[0005]②由于烟气的传热系数小，要想获得较低的排烟温度，只能增加装置的换热面积，余热回用装置体积大，造价高。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种可以深度回收利用燃煤烟气余热的装置；在装置正常运行中能自动除灰；采用纳米精镀膜技术使装置免受腐蚀；有良好减排效果。确保一体化装置连续、稳定、高效运行。可解决【背景技术】中燃煤锅炉排烟温度高、热能利用率低、建造脱硫塔耗资巨大及运行时装置的灰堵、低温腐蚀以及体积大，造价高的问题。
[0007]本发明的技术方案是:
[0008]燃煤烟气余热回用、减排、除灰一体化装置，包括一个箱体，所述的箱体被横向的隔板分成上、下两个空间，上部为冷流体流通空间，即锅炉补水流通空间；下部为热流体流通空间，即烟气流通空间；且箱体内垂直的设有若干穿过隔板的传热管，传热管的上端位于冷流体流通空间，传热管的下端位于热流体流通空间，且在箱体上安装有一套对传热管进行清理的自动除灰单元和对箱体的壁温进行控制的温度控制单元。
[0009]把烟气引入燃煤烟气余热回用装置的下部，把锅炉补水引入燃煤烟气余热回用装置的上部，烟气的热量被传热管吸收，热量通过传热管的下部再传到上部；上部流通的是锅炉补给水，水在流通的过程中吸收传热管传递的热量，传热管把烟气的热能连续传递给锅炉补给水；锅炉补水温度升高后送入锅炉，在同样负荷的情况下，节省锅炉用煤，达到烟气余热回收利用的目的。
[0010]由于烟气的热能经燃煤烟气余热回用装置传递给了锅炉补给水，烟气的温度降低了。当烟温降到烟气的露点时，烟气中的硫化物与烟气中的水蒸汽生成硫酸和亚硫酸，粘附在烟气粉尘颗粒物上，使烟灰抱团，从而使大量的粉尘、硫化物等有害物质随烟灰排出，降低了烟气中有害物质含量，达到减排的目的。
[0011 ] 所述的传热管包括一个壳体和壳体内的传热介质，所述的传热管要根据应用的环境以及冷热流体的参数经科学计算，选择相应的ND钢或20G壳体材料。
[0012]所述的传热管的尺寸主要是根据热负荷的大小，以及冷、热流体的参数经科学计算来确定；即要满足热负荷的需要，同时还要有较大的传热系数并使冷、热流体有较小的流动阻力；以获取经济效益。
[0013]为了使烟气和被加热的介质隔离开，燃煤烟气余热回用装置装有隔板，使烟气与被加热介质隔离开，并保证不窜流；隔板同时起到固定换热元件的作用，使换热元件按照要求组成相应的通道。
[0014]在所述的箱体上安装有与冷流体流通空间相连通的冷流体进、出管和与热流体流通空间相连通的热流体进、出管。
[0015]所述的温度控制装置包括两个控制锅炉补水流量的阀门，一个设置于箱体的前端且与冷流体进管连通，另一个设置于箱体的后端且与冷流体出管连通；在运行中，如烟温升高或烟气量增大时，壁温升高，壁温控制装置自动开大冷流体进口阀门，增大冷流体流量，以获得最大的余热回收利用效果。在运行中当烟温降低或烟气量减少时，为防止壁温过低，壁温控制装置自动关小流体进口阀门，减少冷流体进入燃煤烟气余热回用装置，使壁温稳定在设计要求的数值范围内。
[0016]在所述的箱体上还装有冷、热流体进出口管。
[0017]所述的自动除灰单元包括一个钢丝刷升降托板、除尘钢丝刷、升降丝杠和驱动电机，所述的钢丝刷升降托板与每个传热管对应的位置均设有一个除尘钢丝刷，且钢丝刷升降托板与升降丝杠上的螺母固定在一起，所述的升降丝杠在驱动电机的驱动下旋转；在所述的箱体底部设有一个与其内部连通的灰斗，所述灰斗下部是闭风器，在运行中，闭风器随时能排出灰斗中的灰尘。
[0018]所述的钢丝刷升降托板的两端各安装一个升降丝杠，每个所述的升降丝杠通过一对换向齿轮与驱动电机相连。
[0019]所述的钢丝刷升降托板运行的上限、下限位置处都设有行程开关。
[0020]燃煤烟气余热回用、减排及除灰的使用方法如下:
[0021]先把锅炉补给水引到燃煤烟气余热回用装置中，再把燃煤锅炉尾部排出的烟气引入到燃煤烟气余热回用装置中，锅炉补给水通过传热管吸收烟气的热能，锅炉补给水温度升高，焓值增大，然后再送入锅炉，减少锅炉用煤量，实现锅炉节能；由于烟气的热能传递给了锅炉补给水，烟气的温度降低；烟气的温度降低到露点时，烟气中的硫化物与水蒸汽生成硫酸和亚硫酸粘附在烟灰颗粒上，使烟灰抱团，从而使大量的粉尘、硫化物、汞、Pm2.5等有害物质随烟灰排出，降低烟气中有害物质排放量，达到减排的目的。
[0022]当传热管上的积灰影响传热效率时，两台电机同时转动，通过换向齿轮，升降丝杠旋转进行除灰。升降丝杠上的螺母与钢丝刷升降托板是固定在一起的，钢丝刷升降托板随升降丝杠的旋转，向上移动。钢丝刷升降托板对应的每个传热管都装有除尘钢丝刷。
[0023]钢丝刷升降托板运行的上限、下限位置处都设有行程开关，当钢丝刷升降托板连同除尘钢丝刷移动到上限位置，触碰到上限行程开关，电机反转，钢丝刷升降托板连同除尘钢丝刷向下移动，当触碰到下限开关时，电机同样又反转，钢丝刷升降托板连同除尘钢丝刷再向上移动。这样往复几次，就将沉积在传热元件上的积灰清除掉。积灰落入到下部灰斗，经闭风器将灰放出。
[0024]所述的传热管经过纳米精镀膜技术防腐处理。处理后的传热管能耐酸碱腐蚀，即使烟温降至露点以下传热管也不会损坏。把燃煤烟气温度降低到露点，具有良好的减排功能和效果。
[0025]所述的自动除灰单元，能将粘附在传热元件上的烟灰清除掉，确保装置的连续稳定运行。
[0026]本发明的有益效果如下:
[0027]①提高热能利用率，烟温每降低10°C，热能利用率提高1%。把燃煤烟气温度降低到80°C甚至更低，实现了烟气温度深度回收利用，达到烟气超低温排放，从而回收利用更多的烟气热能量。
[0028]②余热回收利用装置设计合理，技术先进，换热系数大，占地面积小，造价低。
[0029]③装置采用纳米精镀膜技术，使装置免受酸碱腐蚀，保障了烟气超低温排放技术的实施。
[0030]④本发明不但能清除用高压风和高压水难以清除的结在换热元件上的烟灰，而且在运行中就可以自动清除。
[0031]⑤烟温可降到80°C甚至更低，致使烟气中的有害物质被烟灰吸附，随烟灰被收集。
[0032]⑥本发明具有余热回用和自动清除灰尘、减排有害物质的一体化综合功能。
【附图说明】
[0033]图1本发明装置的主视图；
[0034]图2本发明装置的侧视图；
[0035]图中:1箱体，2冷端传热管，3隔板，4行程开关A，5热端传热管，6升降丝杠，7除尘钢丝刷，8钢丝刷升降托板，9行程开关B，10驱动电机，11丝杠轴承座，12闭风式排尘器，13灰尘出口，14烟气流入口，15锅炉补水入口，16锅炉补水出口，17烟气流出口。
【具体实施方式】
[0036]燃煤烟气余热回用、减排、除灰一体化装置，包括一个箱体I，所述的箱体I被横向的隔板3分成了上、下两个空间，上部为冷流体流通空间，即锅炉补水流通空间，锅炉补水从锅炉补水入口 15进入，从锅炉补水出口 16出来；下部为热流体流通空间，即烟气流通空间；烟气从烟气流入口 15进入，从烟气流出口 17流出，且箱体I内垂直的设有若干穿过隔板3的传热管，冷端传热管2位于冷流体流通空，热端传热管5位于热流体流通空间，且在箱体I上安装有一套对传热管进行清理的自动除灰单元和对箱体的壁温进行控制的温度控制装置。
[0037]先把锅炉补水引入燃煤烟气余热回用装置的上部，再把烟气引入燃煤烟气余热回用装置的下部，烟气的热量被传热管吸收，热量通过传热管的下部再传到上部；上部流的是锅炉补给水，在流经的过程中吸收传热管的热量，这样经传热管就把烟气的热能传递给了锅炉补给水；锅炉补水温度升高后送人锅炉，在同样负荷的情况下，节省了锅炉用煤，达到了烟气余热回收利用的目的。
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