一种煤气发电机组烟气多级余热回收系统及方法与流程

1.本技术涉及发电烟气余热回收的技术领域，具体而言，涉及一种煤气发电机组烟气多级余热回收系统及方法。


背景技术：

2.钢铁厂存在大量的副产煤气，如高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气等，利用副产煤气发电是当前钢铁厂降本增效、实现副产煤气高效利用的有效途径。
3.在钢铁厂副产煤气发电烟气余热回收领域，烟气的余热利用直接影响整个机组的发电效率。目前煤气发电机组烟气余热回收系统配置主要为煤气在锅炉中燃烧产生的烟气依次经过过热器、再热器、省煤器实现中高温烟气的热量利用。然后，烟气进入金属管式空气预热器，再进入热管式煤气加热器，将烟气温度降低到140℃左右排放至大气。
4.由于烟气中含有硫氧化物、氮氧化物等腐蚀性气体，当烟气温度低于140℃以下，sox、nox露点腐蚀会加剧，对余热收回设备损坏很大，所以现行煤气发电机组烟气余热回收后，烟气温度一般在140℃左右排放，制约了烟气余热的进一步回收利用。
5.同时，煤气加热器进口由于煤气中酸性水雾的影响，煤气进口在较短时间内，一般为1～3年即发生煤气进口换热管的腐蚀破坏，严重制约了煤气加热器的使用寿命，同时影响了整个机组的发电效率。
6.当前钢铁厂副产煤气发电烟气余热回收系统存在如下问题：
7.1.烟气排出温度有140℃，烟气余热利用不完全，还有可利用的空间与价值；
8.2.煤气加热器烟气侧出口温度为140℃，低负荷运行时存在低温腐蚀，会破坏掉煤气加热器烟气出口侧热管元件的真空度，热管工质泄漏，导致设备换热性能下降；
9.3.煤气加热器煤气进口侧温度较低(一般为30～50℃)，煤气中含有酸性水雾，存在低温腐蚀，会破坏掉煤气加热器煤气进口侧热管元件的真空度，热管工质泄漏，导致设备换热性能下降。


技术实现要素：

10.本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种煤气发电机组烟气多级余热回收系统及方法。
11.本技术的实施例是这样实现的：
12.本技术实施例提供一种煤气发电机组烟气多级余热回收系统，其特征在于，包括锅炉、一级空气换热单元、二级煤气换热单元、三级煤气换热单元和烟囱，所述锅炉的烟气出口通过烟气回收管与所述烟囱的底部进口相连通，烟囱的顶部出口与大气相连通，所述烟气回收管上沿烟气流向依次安设所述一级空气换热单元、二级煤气换热单元、三级煤气换热单元。
13.在一些可选的实施方案中，所述一级空气换热单元为空气预热器和鼓风机，所述空气预热器的空气进口设有空气进管，第一空气预热器的空气出口设有空气出管，所述鼓
风机与所述空气进管相连通。
14.在一些可选的实施方案中，所述二级煤气换热单元和三级煤气换热单元分别为第一煤气加热器和第二煤气加热器，所述第二煤气加热器的煤气出口与第一煤气加热器的煤气进口通过煤气管道相连通，第二煤气加热器的煤气进口设有煤气进管，第一煤气加热器的煤气出口设有煤气出管。
15.在一些可选的实施方案中，所述烟气回收总管上沿烟气流向顺次安设过热器、再热器和省煤器。
16.在一些可选的实施方案中，所述煤气进管上设有除雾器。
17.在一些可选的实施方案中，所述空气预热器为金属管式换热器，末端多排管束采用镀搪瓷金属管。
18.在一些可选的实施方案中，所述第一煤气加热器为重力式热管或分体热管式换热器，烟气出口侧和煤气进口侧几排换热管采用耐腐蚀金属管，所述第二煤气加热器为非金属管式换热器，换热管采用耐低温腐蚀的玻璃管或氟塑料管。
19.在一些可选的实施方案中，所述耐腐蚀金属管采用镀搪瓷、nd钢、双相不锈钢制成。
20.在一些可选的实施方案中，所述除雾器为玻璃钢波折板式除雾器。
21.一种煤气发电机组烟气多级余热回收方法，其特征在于，包括如下内容：
22.煤气在锅炉内燃烧产生的烟气进入烟气回收管，依次经过过热器、再热器、省煤器，省煤器出口烟气温度为250℃～300℃，省煤器出口烟气进入空气预热器，加热鼓风机送入的空气后，再进入第一煤气加热器，通过加热第二煤气加热器出来的煤气将烟气温度降低到140℃～180℃，烟气从第一煤气加热器出来后，进入第二煤气加热器，通过加热除雾器进入的煤气将烟气温度再降低到75℃～85℃，最终烟气由烟囱排出，完成整个机组的烟气余热回收。
23.本技术的有益效果是：本技术提供的一种煤气发电机组烟气多级余热回收系统及方法，高温烟气依次经过空气预热器和煤气加热器进行换热，实现多级换热降温，烟气温度可以降低到80℃，发电效率可提高4个百分点，另外该余热回收系统耐腐蚀性能好，解决了煤气加热器烟气出口侧和煤气进口侧的低温腐蚀问题，并且该余热回收系统运行可靠稳定，使用寿命长。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1为本技术实施例的余热回收流程框图。
具体实施方式
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
31.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
32.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.以下结合实施例对本技术的特征和性能作进一步的详细描述。
34.如图1所述，本发明提供一种煤气发电机组烟气多级余热回收系统，包括锅炉1、一级空气换热单元2、二级煤气换热单元3、三级煤气换热单元4和烟囱5，锅炉的烟气出口通过烟气回收管6与烟囱的底部进口相连通，烟囱的顶部出口与大气相连通，烟气回收管上沿烟气流向依次安设一级空气换热单元、二级煤气换热单元、三级煤气换热单元。烟气用于加热空气和煤气，最后烟气的余热利用完后从烟囱排出。
35.一级空气换热单元为空气预热器和鼓风机，空气预热器的空气进口设有空气进管，第一空气预热器的空气出口设有空气出管，鼓风机与所述空气进管相连通。
36.二级煤气换热单元和三级煤气换热单元分别为第一煤气加热器和第二煤气加热器，第二煤气加热器的煤气出口与第一煤气加热器的煤气进口通过煤气管道7相连通，第二煤气加热器的煤气进口设有煤气进管，第一煤气加热器的煤气出口设有煤气出管。
37.烟气回收总管上沿烟气流向顺次安设过热器8、再热器9和省煤器10。
38.煤气进管上设有除雾器11，除雾器为玻璃钢波折板式除雾器，有效降低煤气进口水、雾、尘的含量，减轻对第一、第二煤气加热器的损坏。
39.第一空气预热器为金属管式换热器，末端多排管束采用镀搪瓷金属管，延长第一空气预热器的使用寿命。
40.第一煤气加热器为重力式热管或分体热管式换热器，烟气出口侧和煤气进口侧几排换热管采用耐腐蚀金属管，采用镀搪瓷、nd钢、双相不锈钢制成，延长第一煤气预热器的使用寿命，由于此处的烟气温度比较高，换热管内介质采用脱盐水；第二煤气加热器为非金属管式换热器，换热管采用耐低温腐蚀的玻璃管或氟塑料管，玻璃管换热器或氟塑料换热器可有效防止煤气发电机组烟气低温硫酸露点腐蚀，同时有效防止煤气进口的酸性水雾腐蚀。
41.一种煤气发电机组烟气多级余热回收的简要工作流程为：
42.煤气在锅炉内燃烧产生的烟气进入烟气回收管，依次经过过热器、再热器、省煤器，省煤器出口烟气温度为250℃～300℃，省煤器出口烟气进入空气预热器，加热鼓风机送入的空气后，再进入第一煤气加热器，通过加热第二煤气加热器出来的煤气将烟气温度降低到140℃～180℃，烟气从第一煤气加热器出来后，进入第二煤气加热器，通过加热除雾器进入的煤气将烟气温度再降低到75℃～85℃，最终烟气由烟囱排出，完成整个机组的烟气余热回收。
43.以上所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。