一种脱硫后饱和湿烟气余热高质化利用系统的制作方法

1.本实用新型涉及水一种烟气余热回收系统技术领域，特别涉及一种湿法脱硫后饱和湿烟气余热梯级回收利用系统。


背景技术：

2.目前火电机组普遍设置烟气湿法脱硫塔，脱硫塔出口烟气温度较低，常规烟气余热利用工艺难以有效利用其余热。另外由于脱硫后饱和湿烟气含湿率较高，也加剧了对后续烟道和烟囱的腐蚀；另一方面，燃煤机组存在大量工艺需保温和加热，需要消耗大量高品质蒸汽或者电能，造成机组运行能耗增加，降低了机组运行的热经济性。目前烟气余热利用技术主要是回收空预器之后高温烟气余热，根据回收烟气余热品质，一般只能用于加热低压加热器凝结水，排挤低压加热器抽汽，回收余热的品质和利用，能效比较低，一般节能效益非常有限。
3.目前火电机组存在以下供需矛盾，一方面烟气等大量低品质烟气余热无法有效利用，散失到环境中；另一方面，大量生产环节又需要消耗大量的高品质蒸汽或者电能，作为辅助加热热源，若能将烟气中余热梯级回收利用，替代现有蒸汽消耗或者电能，可大幅提高火电机组运行的热经济性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的：本实用新型提出一种脱硫后饱和湿烟气余热高质化利用系统，旨在解决背景技术中存在的技术问题。
5.本实用新型的技术方案：
6.一种脱硫后饱和湿烟气余热高质化利用系统，包括空气预热器，空气预热器安装在锅炉烟道尾部，其特征在于，空气预热器通过一路管路依次连接中温省煤器、除尘器、引风机、烟气余热梯级利用装置、脱硫塔、脱硫后饱和湿烟气余热利用装置和烟囱；
7.凝结水泵通过一路管路依次连接#8低压加热器、#7低压加热器、#6低压加热器、#5低压加热器、除氧器、给水泵、#3低压加热器、#2低压加热器和#1低压加热器；包括新增冷风机，新增冷风机通过一路管路依次连接脱硫后饱和湿烟气余热利用装置、烟气余热梯级利用装置、锅炉送风机和空气预热器；
8.中温省煤器的进口连接凝结水管路，凝结水管路包括一路引自轴封加热器后的管路以及另一路引自#7低压加热器出口的管路；中温省煤器的出口连接回水管路，中温省煤器通过回水管路连接至#6低压加热器后的管路以及#5低压加热器后的管路。
9.进一步，凝结水管路中，其中一路引自轴封加热器后的管路上设置第一调门。
10.进一步，凝结水管路中，另一路引自#7低压加热器出口的管路上设置第二调门。
11.进一步，回水管路中，中温省煤器连接至#6低压加热器后的管路上设置第三调门。
12.进一步，回水管路中，中温省煤器连接至#5低压加热器后的管路上设置第四调门。
13.进一步，空气预热器连接有一次风机。
14.进一步，烟气余热梯级利用装置、湿烟气余热利用装置均为烟气换热器。
15.进一步，烟气换热器内部设置换热器芯体，换热芯体由若干芯体结构单元依次排列组成，每一个芯体结构单元两侧设置有若干凸包和凹坑，且凸包与凹坑依次交替、等间距排布。
16.进一步，芯体结构单元为正方形结构，边长为1000mm，厚度为4mm。
17.进一步，凸包远离翅片表面的一侧宽度为10mm，凹坑远离翅片表面的一侧宽度为30mm。
18.本实用新型的有益效果：
19.本实用新型与其他烟气余热利用系统相比，具有以下优势：
20.1)本实用新型基于能源梯级利用原理，通过回收烟气余热，梯级加热冷空气，加热后的空气作为助燃空气送入空预器，可提高锅炉的燃烧效率，具有较高的经济效益，特别是深度调峰形势下，有利于提高锅炉低负荷的稳燃性能；
21.2)本实用新型通过回收脱硫后饱和湿烟气余热，并通过除尘器后烟气余热回收装置梯级加热到60℃，替代了蒸汽暖风器，实现了低温余热的高质化利用；
22.3)本实用新型通过大幅提升空预器进口烟气温度，提高空预器冷端综合温度，可显著降低空预器发生硫酸氢铵堵塞和腐蚀的风险，特别深度调峰形势下，有利于降低空预器发生堵塞和低温腐蚀的风险；
23.4)本实用新型通过降低除尘器进口烟气温度，可提高除尘器的除尘效率。通过降低脱硫塔进口烟气温度，可降低脱硫塔工艺水耗；通过脱脱硫塔后饱和湿烟气余热回收装置，可回收烟气中饱和蒸汽凝结水，经加药处理后，可用作工艺用水，在一定程度上起到节水的目的；
24.5)本实用新型中，通过提高中温省煤器进口烟气温度，提高了中温省煤器对凝结水的加热能力，实现了烟气余热梯级利用，提高了余热回收利用的经济效益；
25.6)本实用新型中温省煤器工质侧来水分别来自凝结水泵出口和#7号低压加热器出口，既保证中温省煤器工作的安全性，又提升烟气余热利用的品质；加热后热水分别送至#5号低压加热器和#6号低压加热器出口，一方面，提高了系统调节的灵活性，另一方面可提高烟气余热回收系统的负荷适应性。
26.7)本实用新型脱硫前和脱硫后采用基于凹坑凸包强化换热技术的高效烟气换热器，通过优化板型结构，可大幅提高换热效果，节约换热器金属耗量。
附图说明
27.图1本实用新型系统结构示意图；
28.图2为本实用新型换热器芯体结构示意图；
29.图3为本实用新型换热器芯体结构平面图；
30.图4为本实用新型换热器芯体结构侧向视图。
具体实施方式
31.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造
工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解：
32.如图1所示，一种脱硫后饱和湿烟气余热高质化利用系统，包括空气预热器2，空气预热器2安装在锅炉烟道1尾部，其特征在于，空气预热器2通过一路管路依次连接中温省煤器5、除尘器6、引风机7、烟气余热梯级利用装置8、脱硫塔9、脱硫后饱和湿烟气余热利用装置10和烟囱12；
33.凝结水泵26通过一路管路依次连接#8低压加热器21、#7低压加热器20、#6低压加热器19、#5低压加热器18、除氧器17、给水泵16、#3低压加热器15、#2低压加热器14和#1低压加热器13；
34.还包括新增冷风机11，新增冷风机11通过一路管路依次连接脱硫后饱和湿烟气余热利用装置10、烟气余热梯级利用装置8、锅炉送风机4和空气预热器2；
35.中温省煤器5的进口连接凝结水管路，凝结水管路包括一路引自轴封加热器后的管路以及另一路引自#7低压加热器20出口的管路；中温省煤器5的出口连接回水管路，中温省煤器5通过回水管路连接至#6低压加热器19后的管路以及#5低压加热器18后的管路。
36.其中，凝结水管路中，其中一路引自轴封加热器后的管路上设置第一调门22；另一路引自#7低压加热器20出口的管路上设置第二调门23。
37.其中，回水管路中，中温省煤器5连接至#6低压加热器19后的管路上设置第三调门24；中温省煤器5连接至#5低压加热器18后的管路上设置第四调门25。
38.空气预热器2连接有一次风机3，给空气预热器2提供一定压力、一定流量的一次风，经空预器2加热后，提供煤粉干燥和输送，并送入锅炉内参与燃烧。
39.如图2-4所示，烟气余热梯级利用装置8、湿烟气余热利用装置10均为烟气换热器；烟气换热器内部设置换热器芯体，换热器芯体由若干芯体结构单元29依次排布，芯体结构单元29的两侧设置有若干凸包27和凹坑28，且凸包27与凹坑28依次交替、等间距排布；其中，芯体结构单元29为正方形结构，边长为1000mm，厚度为4mm，凸包27远离芯体结构单元29表面的一侧宽度为10mm，凹坑28远离芯体结构单元29表面的一侧宽度为30mm。
40.烟气换热器主要特征在于板型基于凹凸强化换热机理，凹坑28和凸包27可加强气流间的扰动达到强化换热的目的，烟热换热器基本结构单元如图2-4所示。本实用新型中，脱硫后饱和湿烟气余热利用装置10和脱硫塔前烟气余热梯级利用装置8均可采用本实用新型设计的高的效烟气换热器。
41.以下提供一种实施例，本实施例以某300mw燃煤机组为例，以额定负荷运行参数核算，锅炉原设计排烟温度120℃左右，通过新增冷风机11将低温空气送到新增脱硫后饱和湿烟气余热利用装置10，冷空气经一级加热后，最大加热能力可将-25℃冷空气加热到20℃左右，一级加热后的热风送至新增加的脱硫塔前烟气余热梯级利用装置8，梯级加热到60℃，送至锅炉送风机4的入口，由于空预器入口空气的温度大幅提高，减少了空预器2的吸热量，空预器2的排烟温度由原设计的120℃提高到160℃。
42.160℃的高温烟气经过中温省煤器5，通过中温省煤器5吸热后降温至100℃左右，100℃左右的烟气进入除尘器6，因为烟气温度降低，烟气的容积和烟气中飞灰的比电阻均有所降低，在一定程度上提高了除尘器6的除尘效率。烟气经过引风机7后，因引风机7对烟气做功，烟气温度升高到110℃，进入到脱硫塔前烟气余热梯级利用装置8，烟气温度降低到
80℃，进入脱硫塔9，80℃左右的烟气一方面可提高脱硫装置的脱硫效率，另一方面还可降低脱硫系统的工艺水耗。脱硫后的净烟气进入脱硫后饱和湿烟气余热利用装置10，回收烟气余热，进一步降低烟气温度到45℃左右，此时回收烟气余热主要来源于饱和烟气中水蒸气的凝结放热，脱硫后饱和湿烟气余热利用装置10中析出的凝结水，经加药处理后返回到脱硫塔9，而净烟气经烟囱12排放到大气中。中温省煤器5回收烟气余热主要用于加热凝结水，中温省煤器5加热的凝结水由两路组成，一路引自轴封加热器后，温度大约为50℃；另一路引自#7低压加热器20的出口，温度约为90℃，两路凝结水分别经由第一调门22和第二调门23混合后，进入中温省煤器5，通过第一调门22和第二调门23调节中温省煤器5进口温度大于70℃，保证中温省煤器5运行的安全性。经中温省煤器5加热后的凝结水通过两个回路回到系统，加热后的凝结水可经第三调门24返回到#6低压加热器19后，排挤#6低压加热器19、#7低压加热器20和#8低压加热器21抽汽；加热后的凝结水也可经第四调门25回送至#5低压加热器18后，排挤#5低压加热器18、#6低压加热器19、#7低压加热器20和#8低压加热器21抽汽，提高了系统调节的灵活性和负荷适应性。
43.上述实施例为实用新型明较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，系统回收余热用于加热凝结水，也可用于机组生产中需蒸汽保温、或者电加热保温的生产环节；另外其他烟气余热梯级回收利用过程，都可以参照本实施例做等效置换；其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。