专利名称：一种褐煤烟气中水分与汽化潜热的回收方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明关于褐煤燃烧技术领域，具体地讲，是关于一种褐煤烟气中水分与汽化潜 热的回收方法、装置及系统。
背景技术：
褐煤是煤矿化程度最浅的煤种，占全国煤贮量的12%左右，必将成为我国能源的 主要来源。如图1所示，为现有技术中褐煤燃烧系统的结构示意图，其中锅炉103用于燃烧褐 煤以将一系列加热器102加热过的热水蒸发，并加热成高温高压的蒸汽送至汽机101做功， 汽机101的排汽冷凝后的冷水通过加热器102加热后送回锅炉103 ；同时，锅炉103燃煤产 生的烟气经过空预器104和除尘器105由烟囱106排出。其中，由于褐煤水份含量很大，所以燃烧前需要将其干燥，即将水份蒸发为水蒸 汽。而这个过程需要吸收的大量的热，这部分吸收的热都随着锅炉103排烟而损失，造成锅 炉效率(ASME方法)较低。因此，如果能回收这一部分热量与水，对发电厂节能、降水耗、提高效率的效果将 非常惊人。
发明内容
为了解决现有技术中褐煤燃烧系统效率较低的缺陷，本发明提供了一种褐煤烟气 中水分与汽化潜热的回收方法、装置及系统。—方面，本发明提供一种褐煤烟气中水分与汽化潜热的回收系统，该系统包括锅 炉、加热器、汽机、空预器、除尘器和烟 ，所述加热器与锅炉和汽机之间通过水管连接，所 述锅炉和汽机之间通过蒸气管道连接，所述锅炉、空预器、除尘器和烟 通过烟道连接，所 述系统还包括潜热回收器；所述潜热回收器通过烟道连接于所述除尘器的出口和所述烟 囱的入口之间，用于吸收所述除尘器排出烟气的热量；所述潜热回收器还通过水管连接于 所述汽机的水侧出口和所述加热器的入口之间，用于通过吸收的热量加热所述汽机排出的 凝结水。另一方面，本发明提供一种潜热回收器，该潜热回收器通过烟道连接于褐煤燃烧 系统中的除尘器的出口和烟囱的入口之间，用于吸收所述除尘器排出烟气的热量；所述潜 热回收器还通过水管连接于褐煤燃烧系统中的汽机的水侧出口和加热器的入口之间，用于 通过吸收的热量加热所述汽机排出的凝结水。另一方面，本发明提供一种褐煤烟气中水分与汽化潜热的回收方法，该方法包括 吸收褐煤燃烧系统中除尘器排出烟气中所携带的热量；通过吸收的热量加热所述褐煤燃烧 系统中汽机排出的凝水。本发明的有益效果在于，通过在褐煤中水分与汽化潜热回收系统中增加潜热回收 器，回收了烟气中的热量和水，实现了节能减排。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术提供的褐煤燃烧系统的结构示意图；图2为本发明提供的褐煤烟气中水分与汽化潜热的回收系统的结构示意图；图3为本发明提供的褐煤烟气中水分与汽化潜热的回收系统的结构示意图；图4为本发明提供的潜热回收器的结构示意图；图5为本发明提供的潜热回收器的结构示意图；图6为现有技术提供的褐煤机组中热力系统的结构示意图；图7本发明提供的褐煤烟气中水分与汽化潜热的回收系统的结构示意图；图8为本发明提供的褐煤烟气中水分与汽化潜热的回收方法流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一如图2所示，为本发明提供的褐煤烟气中水分与汽化潜热回收系统的结构示意 图，该褐煤烟气中水分与汽化潜热回收系统包括锅炉203、加热器202、汽机201、空预器 204、除尘器205和烟 206，所述加热器与锅炉和汽机之间通过水管连接，所述锅炉和汽机 之间通过蒸气管道连接，所述锅炉、空预器、除尘器和烟 通过烟道连接，所述系统还包括 潜热回收器；所述潜热回收器通过烟道连接于所述除尘器的出口和所述烟囱的入口之间，用于 吸收所述除尘器排出烟气的热量；所述潜热回收器还通过水管连接于所述汽机的水侧出口和所述加热器的入口之 间，用于通过吸收的热量加热所述汽机排出的凝结水。在本实施例中，通过在传统褐煤燃烧系统增加潜热回收器，实现了对烟气中的热 量的回收，达到了节能减排的效果。实施例二如图3所示，为本发明提供的褐煤烟气中水分与汽化潜热回收系统的结构示意 图，其中，凝汽器301连接于汽机低压缸LP的冷源端，用于将汽机低压缸出口的蒸汽凝结成 水，这个过程中蒸汽体积骤减，维持了高压蒸汽的压力差；凝泵302与凝汽器301连接，凝汽器301冷凝产生的水压力很低，凝泵302用于使 其升压，使水能够克服潜热回收器303及连接管道的阻力，流到除氧器304中。潜热回收器303通过烟道连接于除尘器314的出口和吹风机315的入口之间，用于吸收所述除尘器314排出烟气的热量；所述潜热回收器303还通过水管连接于所述凝泵 302的出口和除氧器304的入口之间，用于通过吸收的热量加热所述凝泵302排出的凝结 水。除氧器304、给水泵305、高压加热器306 308组成了本系统中的逐级加热系统； 在该逐级加热系统中，如果比某一级加热器更高压力的加热器的抽汽凝结成水以后，其压 力比该级的压力还高，这时压力差就会将高压力的加热器中凝结的疏水压到较低压力的加 热器中，称为逐级自流。其中，除氧器304与汽机中压缸IP、潜热回收器303和给水泵305连接，用于通过 汽机中压缸IP的抽汽，对潜热回收器303送来的给水，及高压加热器306自流至除氧器304 的水加热至150 180°C。同时除氧器304上方设计有一个小口，用于使溶解在水中的少量 氧气随蒸汽一同排到大气中去。给水泵305用于将除氧器凝结水升压到很高的压力，克服此处到锅炉出口的汽水 管路的阻力，并为汽机入口的高汽压提供一个基础，即在此基础上加热使水压力很高，才能 达到汽机入口的高汽压。高压加热器306 308分别与汽机高压缸HP连接，通过汽机高压缸HP的抽汽以 将给水泵305打出的给水加热到更高温度。在锅炉中，高压加热器308排出的热水经过省煤器309，蒸发器310及过热器311 成为水蒸气，输送至汽机高压缸HP做功，高压缸HP的排汽经过锅炉中的再热器312再次加 热后输送至中压缸IP做功。同时，燃烧褐煤产生的烟气经空预器313、除尘器314处理后由潜热回收器303回 收热量后，再经过吸风机315吹至烟囱排放。其中，如图4所示，所述潜热回收器303进一步包括受热面管排401，设置于所述 潜热回收器的烟道中并通过水管连接于褐煤燃烧系统中的汽机的水侧出口和加热器的入 口之间，用于对所述除尘器排出烟气进行冷却以使烟气中的水蒸气凝结为水，并通过冷却 烟气吸收的热量加热所述汽机排出的凝结水；受热面集水器402，设置于所述受热面管排 下方，用于收集所述烟气冷却后产生的水；还可包括水泵403，连接于所述受热面集水器和水管，用于将所述的水输送到水管 中。在本实施例中，通过在传统褐煤锅炉中增加潜热回收器，实现了对烟气中的热量 的回收，达到了节能减排的效果。实施例三如图5所示，为本发明实施例提供的一种潜热回收器的剖面结构图，其中，受热面 管排502接汽机凝结水管路或热网加热器管路上，并设置于所述潜热回收器的烟道501中， 用于对所述除尘器排出烟气进行冷却以使烟气中的水蒸气凝结为水，从而吸收了烟气中的 热量以加热受热面管排502中来自汽机凝结水管路或热网加热器管路的水；在一优选方案 中，受热面管排可设计成热管形式，也可以设计成常规蛇形管。同时，为了防腐，受热面管排 的基材为普通碳钢，且外壁需要镀搪瓷，同时管子的横向节距要大于50mm。其中，烟道501由于工作在含酸工作区，所以需要内部加防腐工艺。受热面集水器503为一下垂的锥斗，受热面管排502表面的冷凝水流到该集水器里。搅拌器504设置于所述集水器503中，用于搅拌所述集水器中的水以使水中的灰 尘不沉淀；因为受热面集水时，同时也收集了少量烟气中的灰尘。其中，如果上述潜热回收器用于天然气等燃料的烟气的潜热回收，因为灰尘很少， 所以可以取消搅拌装置。水泵505，通过水管连接于所述受热面集水器503的出水口，用于把集水器中的水 打到水管中第一控制门506和第二控制门507的方向。第一控制门506，用于根据液计509测量的集水器内的水位高时打开，以使水泵 505将水打到一个沉淀池，沉淀后的水经过处理后可以利用。第二控制门507，用于控制集水器503到冷却管吹扫器508所需要的水量。受热面管吹扫器508由一根长管道上带若干小孔径的吹扫管组成，在较高压力的 作用下，水流会冲洗所述的受热面管排502的外表面，防止灰粘在上面。在上述实施例中，当含水量较高的热烟进入加热器以后，受到冷却在受热面管排 502的表面凝结成水，流到下方的受热面集水器503里。受热面集水器503中经搅拌器504 搅拌保持灰尘不沉淀，并由水泵505打入到受热面管吹扫器508中，受热面管吹扫器508会 形成高速的细水流，对受热面表面进行清洁，并加快烟气的冷却，把一部分烟气中的热量带 入到水中。当集水器中的液位高于某一定值以后，第一控制门506打开，已将更多回收水送 入到沉淀池回收利用。由于汽化潜热的量非常大，Ikg的水蒸汽在常压下蒸发的汽化潜热约为2500kJ/ kg，这样，如果烟气中水分高的话，通过上述装置可以回收大量的低温段烟气中水分所带的 汽化潜热与水分。以典型的我国胜利煤田褐煤为例，如果能全部回收热量与水份，则每t煤 可回收相当于煤本身10%的发热量，0. 34t水，同时烟气量体积减少17%，一台600MW机组 满负荷运行1小时，将消耗这样的400t煤，回收的热量就相当于40t煤，130t水，将会对我 国的节能减排，特别是西北地区缺水地区有巨大的意义，该煤值数据如表1所示
权利要求
1.一种褐煤烟气中水分与汽化潜热的回收系统，该系统包括锅炉、加热器、汽机、空 预器、除尘器和烟 ，所述加热器与锅炉和汽机之间通过水管连接，所述锅炉和汽机之间通 过蒸气管道连接，所述锅炉、空预器、除尘器和烟囱通过烟道连接，其特征在于，所述系统还 包括潜热回收器；所述潜热回收器通过烟道连接于所述除尘器的出口和所述烟囱的入口之间，用于吸收 所述除尘器排出烟气的热量；所述潜热回收器还通过水管连接于所述汽机的水侧出口和所述加热器的入口之间，用 于通过吸收的热量加热所述汽机排出的凝结水。
2.根据权利要求1所述的褐煤烟气中水分与汽化潜热回收系统，其特征在于，所述潜 热回收器包括受热面管排，设置于所述潜热回收器的烟道中，并通过水管连接于褐煤燃烧系统中的 汽机的水侧出口和加热器的入口之间，用于对所述除尘器排出烟气进行冷却以使烟气中的 水蒸气凝结为水，并通过冷却烟气吸收的热量加热所述汽机排出的凝结水；受热面集水器，设置于所述受热面管排下方，用于收集所述烟气冷却后产生的水。
3.根据权利要求2所述的褐煤烟气中水分与汽化潜热的回收系统，其特征在于，所述 潜热回收器还包括搅拌器，设置于所述集水器中，用于搅拌所述集水器中的水以使水中的灰尘不沉淀。
4.根据权利要求2所述的褐煤烟气中水分与汽化潜热的回收系统，其特征在于，所述 潜热回收器还包括受热面管排吹扫器，设置于所述受热面管排上方并连接于所述受热面集水器，用于将 受热面集水器输出的水冲洗所述受热面管排。
5.根据权利要求1所述的褐煤烟气中水分与汽化潜热的回收系统，其特征在于，所述 褐煤烟气中水分与汽化潜热回收系统还包括热网潜热回收器，通过烟道连接于所述潜热回收器和的出口和所述烟囱的入口之间， 通过水管连接于热网系统，用于吸收所述潜热回收器排出烟气的热量，并将吸收的热量通 过水管送至所述热网系统。
6.一种潜热回收器，其特征在于，该潜热回收器通过烟道连接于褐煤燃烧系统中的除 尘器的出口和烟囱的入口之间，用于吸收所述除尘器排出烟气的热量； 所述潜热回收器还通过水管连接于褐煤燃烧系统中的汽机的水侧出口和加热器的入 口之间，用于通过吸收的热量加热所述汽机排出的凝结水。
7.根据权利要求6所述的潜热回收器，其特征在于，该潜热回收器包括受热面管排，设置于所述潜热回收器的烟道中并通过水管连接于汽机的水侧出口和加 热器的入口之间，用于对所述除尘器排出烟气进行冷却以使烟气中的水蒸气凝结为水，并 通过冷却烟气吸收的热量加热所述汽机排出的凝结水；受热面集水器，设置于所述受热面管排下方，用于收集所述烟气冷却后产生的水。
8.根据权利要求7所述的潜热回收器，其特征在于，所述潜热回收器还包括搅拌器，设置于所述集水器中，用于搅拌所述集水器中的水以使水中的灰尘不沉淀。
9.根据权利要求7所述的潜热回收器，其特征在于，所述潜热回收器还包括受热面管吹扫器，设置于所述受热面管排上方并连接于所述受热面集水器，用于将受热面集水器输出的水冲洗所述受热面管。
10.根据权利要求7所述的潜热回收器，其特征在于，所述受热面管排由多根受热面管 组成，该受热面管为蛇形管，且外壁镀有搪瓷。
11.一种褐煤烟气中水分与汽化潜热的回收方法，其特征在于，该方法包括 吸收褐煤燃烧系统中除尘器排出烟气中所携带的热量；通过吸收的热量加热所述系统中汽机排出的凝水。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述吸收褐煤燃烧系统中除尘器排出 烟气中所携带的热量包括对所述除尘器排出烟气进行冷却以使烟气中的水蒸气凝结为水。
全文摘要
本发明提供一种褐煤烟气中水分与汽化潜热的回收系统，该系统包括锅炉、加热器、汽机、空预器、除尘器和烟囱，所述加热器与锅炉和汽机之间通过水管连接，所述锅炉和汽机之间通过蒸气管道连接，所述锅炉、空预器、除尘器和烟囱通过烟道连接，所述系统还包括潜热回收器；所述潜热回收器通过烟道连接于所述除尘器的出口和所述烟囱的入口之间，用于吸收所述除尘器排出烟气的热量；所述潜热回收器还通过水管连接于所述汽机水侧出口和所述加热器的入口之间，用于通过吸收的热量加热所述汽机排出的凝结水或热网回水。
文档编号F22D11/06GK102128445SQ20101000069
公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月15日 优先权日2010年1月15日
发明者赵振宁 申请人:华北电力科学研究院有限责任公司