满足低温电除尘要求的烟气降温的余热利用系统的制作方法

本实用新型涉及一种烟气降温余热利用系统，尤其是一种在除尘器前烟道加装烟气冷却器装置。

背景技术：

为了达到低低温电除尘器对入口烟温的要求，常在除尘器入口烟道设置烟气冷却器装置。利用汽机凝结水来调节空预器出口的烟气温度来满足低低温电除尘器的要求，同时由于烟气加热了凝结水进而减少汽机的抽汽量，在燃料消耗量不变的情况下，汽轮机组可以多获得电功率，提高了机组的经济性。

目前技术主要调节进入烟气冷却器的凝结水流量来调节烟气冷却器出口烟温，烟气冷却器入口水温一般固定在一定数值，而烟气冷却器一般以夏季极限工况为设计工况，如入口水温在保证烟气冷却器不发生低温腐蚀的情况下，入口水温相对降低可以减少烟气换热器设计的换热面积；另外，在低负荷时，入口凝结水温度较低，会发生换热器冷端低温腐蚀现象，影响换热系统的使用寿命。且现有技术主要将烟气冷却器串联或并联到系统中，无法利用低负荷段的富裕换热能力，增加整个系统的节能效益。

技术实现要素：

本实用新型为了解决了上述问题，满足在全负荷下低低温电除尘入口烟温的要求，而提供一种满足低温电除尘要求的烟气降温的余热利用系统，通过改变烟气冷却器进出口接入凝结水系统的方式，保证进入除尘器前的烟气温度可控可调。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种满足低温电除尘要求的烟气降温的余热利用系统，包括烟气冷却器、一级低压加热器、二级低压加热器、凝结水供给系统及相应的调节开关，所述烟气冷却器配置有水侧再循环系统；所述凝结水供给系统与一级低压加热器连接；一级低压加热器连接二级低压加热器，所述一级低压加热器出口连接烟气冷却器进口，所述烟气冷却器进口还连接一级低压加热器进口或循环变频泵出口，循环变频泵进口连接烟气冷却器出口，所述二级低压加热器进口或出口与烟气冷却器出口连接。

所述烟气冷却器进口包括三个支路:一级低压加热器进口支路、一级低压加热器出口支路和冷却器出口再循环支路。

所述烟气冷却器出口包括三个支路：二级低压加热器进口支路、二级低压加热器出口支路和再循环支路。

所述一级低压加热器与二级低压加热器之间设有带有调节开关的烟气冷却器的旁路管路，用于调节进入烟气冷却器凝结水的流量。

所述一级低压加热器出口支路为烟气冷却器入口主凝结水管道；当机组运行在高负荷时，所述烟气冷却器连接一级低压加热器进口支路，用于从一级低压加热器进口抽取冷却水来降低烟气冷却器进口水温；当机组运行负荷低时，所述烟气冷却器连接再循环支路，用于提高烟气冷却器入口水温。

当烟气冷却器出口凝结水温度低于二级低压加热器出口凝结水温度时，所述烟气冷却器出口连接二级低压加热器进口支路；当烟气冷却器出口凝结水温度高于二级低压加热器出口凝结水温度时，所述烟气冷却器出口并联连接二级低压加热器进口支路和二级低压加热器出口支路；其中，二级低压加热器进口支路上接有第六支路调节阀门，二级低压加热器出口支路上接有第七支路开关阀门和第七支路调节阀门。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在不同负荷下，改变烟气冷却器进出口接入凝结水系统的方式，从而满足在全负荷下电除尘器入口烟气温度可控可调(85℃～95℃)。这种余热利用装置，主要满足低低温电除尘对入口烟气温度的要求(可控可调)，同时将烟气中的热量回收转化为汽轮机凝结水的热量，有效减少了汽轮机回热系统中的低压加热器蒸汽消耗量，节约了大量的能源。

机组在全负荷工况下，通过改变烟气冷却器进出口接入系统的方式，保证进入除尘器前的烟气温度可控可调。其中较为显著的是，在机组低负荷工况时，从烟气冷却水出来的凝结水直接并入二级低压加热器出口管路，而不是并入二级低压加热器入口管路，这样可以在满足烟温要求的同时更好地提高烟气余热利用系统的节能效益。

附图说明

图1为本实用新型的烟气冷却器系统的示意图；

图2为烟气余热利用系统的示意图。

具体实施方式

下面通过具体应用实施例并结合附图对本实用新型作进一步阐述。

如图1所示，本实用新型的烟气冷却器系统，包括烟气冷却器300、一级低压加热器100、二级低压加热器200、凝结水供给系统、再循环泵400、第一支路610、第二支路620、第三支路630、第四支路640、第五支路650、第六支路660、第七支路670、第八支路680，第一支路调节阀门501、第二支路调节阀门502、第三支路开关阀门503、第八支路调节阀门504、第六支路开关阀门505、第六支路调节阀门506、第七支路开关阀门507、第七支路调节阀门508以及控制系统等。

烟气冷却器300配置有水侧再循环系统；所述凝结水供给系统与一级低压加热器100连接；一级低压加热器100连接二级低压加热器200，所述一级低压加热器100出口连接烟气冷却器300进口，所述烟气冷却器300进口还连接一级低压加热器100进口或循环变频泵400出口，循环变频泵400进口连接烟气冷却器300出口，所述二级低压加热器200进口或出口与烟气冷却器300出口连接。

烟气冷却器300进口主要由三路组成：第一支路610、第二支路620、第三支路630。第二支路620是烟气冷却器入口主凝结水管道；第一支路610主要用于当烟气冷却器入口烟气温度较高，需要降低凝结水进口温度以使烟温能够满足低温电除尘入口烟温的要求，且通过第一支路调节阀门501调节从一级低压加热器100进口的水量与第二支路凝结水混合，以获得满足要求的水温；如本技术方案以夏季极限工况为设计工况，此时烟气冷却器入口烟温高于140℃，为了使烟气冷却器出口烟温降低到低低温电除尘改造入口烟温的要求，需要从第一支路610抽取一定量的冷却水降低烟气冷却器的入口水温。所述第三支路630主要用于当烟气冷却器入口水温较低，如果直接进入烟气冷却器，会引起烟气冷却器低温腐蚀，故从烟气冷却器出口抽取一定量凝结水用于加热第二支路620凝结水，提高进入烟气冷却器入口凝结水水温；如在实际工作中，当机组40％THA工况运行时，一级低压加热器出口凝结水温度只有60℃左右，而水的露点温度是45℃，通常要求进入烟气冷却器300的凝结水温度高于水露点温度20℃运行，即烟气冷却器300入口水温要高于65℃，为了防止低温腐蚀，此时需要从烟气冷却器出口再循环以提高烟气冷却器的入口水温，阻力由凝结水再循环泵克服。

第三支路630流量主要通过再循环变频泵400控制。所述第三支路630可以对烟气冷却器起到流量保护的作用，如在设计工况下烟气冷却器凝结水流量1400t/h左右，而在低负荷时，不投入再循环时烟气冷却器凝结水流量只有130t/h，此时会存在烟气冷却器内管束内流量不均匀，甚至有些管束处于不流通状态，从而会影响烟气冷却器烟气流场的均匀性。

第一支路610及第三支路630不能同时投运。

烟气冷却器出口主管路650分成第六支路660及第七支路670两路；

当烟气冷却器出口凝结水温度低于二级低压加热器出口凝结水温度时，此时投入第六支路，其中第六支路调节阀门506用于控制烟气冷却器出口凝结水管路(第五支路650及第六支路660)的水流阻力流量，从而控制通过所述烟气冷却器300的凝结水量，以进一步控制所述烟气冷却器300的出口处的烟气温度，以满足低低温电除尘入口烟温的要求，以及保证机组良好的热经济性。

当烟气冷却器出口凝结水温度高于二级低压加热器出口凝结水温度时，为了提高机组的经济性，此时逐步关小第六支路，投入第七支路，其中第七支路上调节开关508用于控制烟气冷却器出口凝结水管路(第五支路650及第七支路670)的水流阻力流量，从而控制通过所述烟气冷却器300的凝结水量，以进一步控制所述烟气冷却器300的出口处的烟气温度，以满足低低温电除尘入口烟温的要求

第八支路调节阀门504与烟气冷却器300出口管路上调节开关联合用于控制烟气冷却器300流量从而保证烟气的出口温度的稳定。

具体实现方式是：

为了使机组能够在全负荷工况下能够满足低低温电除尘的投入条件，本方案以夏季极限工况为设计工况，同时为了获得最大的经济效益采用烟气冷却器串/并联于热力系统的方式，烟气冷却器进口采用抽取冷却水的方式或出口凝结水再循环的方式改变进入烟气冷却器的凝结水温度，使其能够将较高的入口烟气温度降低到低温除尘器的需求温度。

当机组运行在较高负荷时，烟气冷却器进口烟温较高，此时通过从一级低压加热器抽取一定的冷却水降低烟气冷却器进口水温，能够将烟气冷却器出口烟温降低到需求温度。

当机组运行工况偏离设计工况较大时(机组负荷较低时)，烟气冷却器入口凝结水温度较低，会引起烟气冷却器腐蚀，此时采用将部分烟气冷却器出口凝结水再循环的方式，来提高烟气冷却器入口水温，同时在低负荷时，烟气冷却器入口烟温较低，需要的烟气冷却器凝结水流量减少，再循环管路的投入在一定程度上增加了烟气换热器凝结水流量，这对于烟气冷却器起到一定的流量保护作用，即烟气冷却器最低流量不能低于最大流量的一定比例，如果烟气冷却器中凝结水流量过少，会在一定程度上影响烟气流场的均匀性；

当机组运行工况偏离设计工况较大时(机组负荷较低时)，此时烟气冷却器出口水温可能已经超过要并入的低压加热器的出口水温，为了获得更好的经济效益，此时可以选择将烟气冷却器出口端连接更高级别的低压加热器的入口。即此时烟气冷却器采用并联的方式并入系统。

烟气冷却器凝结水流量主要通过旁路调节阀及出口调节阀的联调来实现。应用实施例：

一种满足低温电除尘要求的烟气降温的余热利用系统，以超临界630MW直流锅炉为例进行介绍：

一、以某电厂超临界630MW直流锅炉为例，锅炉为上海锅炉厂有限公司生产的超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构Π型、露天布置燃煤锅炉。型号为SG1913/25.4－M967。其主要参数如下：

该锅炉设计燃煤的酸露点温度为80.4℃，SCR修正酸露点温度为86.17℃，为了防止低温腐蚀，设定该机组低低温电除尘器的入口烟气温度为87℃。

二、烟气余热利用系统的实施形式

如图2所示的烟气余热利用系统，烟气冷却器进出口管路投入条件如下：

1)冷段(I)投入条件：

在夏季极限工况下，空预器出口烟气温度较高(甚至超过TRL工况设计参数)，为保证除尘器入口烟气温度能够降低到87℃，需降低烟气冷却器入口水温，此时冷段(I)路投入，与7号低加出口凝水混合，同时为防止换热器低温腐蚀，设定混合后入口温度为65℃。此时凝结水全流量通过烟气冷却器；

THA～75％THA工况下，当7号低加出口温度大于70℃，冷段(I)投入，用以降低烟气冷却器入口水温。根据烟气冷却器需要的放热量，调整旁路(III)流量及V路调节阀开度；

2)再循环路(IV)投入条件:

在75％THA～50％THA工况下，7号低加出口温度小于70℃，再循环路(IV)投入，用以提升烟气冷却器入口水温。根据烟气冷却器需要的放热量，调整旁路(III)流量以及V路调节阀开度；

3)VI管路投入条件：

当烟气冷却器出口水温大于6号低加出口水温，烟气冷却器出口凝结水不再与旁路(III)混合进入6号低加入口，而是关闭烟气冷却器出口调节总门，通过VI管路并联6号低加，与6号低加出口凝结水混合后进入5号低加；同时旁路(III)凝结水直接进入6号低加。根据烟气冷却器需要的放热量，调整旁路(III)流量以及VI路调节阀开度；

三、本实用新型的实施例中的一种烟气余热利用系统实施后效果

表：烟气余热利用系统实施效果表

从上表可以看出，在50％THA负荷时，将烟气冷却器凝结水出口并入6号低加出口比并入6号低加进口煤耗降低增加约0.41g/kWh。

以上所述内容仅为本实用新型构思下的基本说明，而依据本实用新型的技术方案所做的任何等效变换，均应属于本实用新型的保护范围。