一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置，包括水浴式液氨蒸发器，水浴式液氨蒸发器包括蒸发器本体，蒸发器本体的液氨进口连接贮氨罐，蒸发器本体的氨气出口连接氨气缓冲罐；所述蒸发器本体上设置热水进水口和热水出水口，热水进水口连接扩容器，热水出口连接自然通风冷却塔。本实用新型通过在氨蒸发区域加装水浴式液氨蒸发器，替代原电加热蒸发器，在正常运行中利用扩容器的热水来气化蒸发液氨。本实用新型使电加热蒸发器长期连续运行该为水浴式液氨蒸发器装置运行方式，提高该设备的可靠运行系数，降低厂用电率，从而实现该系统安全经济性运行，达到节能降耗的目的。
【专利说明】一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及火力发电设备领域，具体地，涉及一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置。
【背景技术】
[0002]烟气脱硝是继烟气脱硫之后国家控制火电厂污染物排放的又一个重点领域。随着社会的发展，对火电厂氮氧化物排放要求有了大幅度的提高。对火电厂的烟气脱硝主要采用氨作为还原剂，通过氨将氮氧化物转化成无害的氮气和水蒸气。氨气主要是由液氨蒸发--? 。
[0003]目前电站火力发电厂脱硝液氨气化蒸发系统一般采用电加热器或者蒸汽加热装置:
[0004]电加热液氨蒸发装置，电厂一般均采用一运一备，而在实际运行中当冬季大负荷和寒冷环境下需要两台同时运行，如某热电厂配有2*300MW燃煤机组，每年脱硝蒸发器的耗电量约为1589760kW.h，年耗资约62.0万元。
[0005]采用蒸汽加热的蒸发装置，采用汽轮机辅汽热源加热。用汽量每小时约300公斤，辅汽压力0.6MPa，温度为250°C，焓值2954kj/h，折标注煤33.05kg/h,年节约标准煤237.96t/a，按标煤单价745元/吨计算，年耗资约17.73万元(摘自:《利用电厂余热气化蒸发液氨的蒸发器》，天津国电津能热电有限公司，袁铁生、刘国树、王力宇、卢刚、李曙光)。 [0006]由以上可知，现有的液氨蒸发装置的运行方式需要电加热器长期不间断运行，该运行方式存在以下问题:
[0007]I)电加热系统长期连续运行会加热管腐蚀损坏，造成液氨蒸发器停运，且修复困难。
[0008]2)电加热器长期运行造成厂用电的大量消耗。例如单台供油泵功率138KW，每年所耗电量为 138X720X16=1589760Kw.h。
[0009]3)现有的连排扩容器疏水系统为:由连排扩容器排至定排扩容器，再由定排扩容器排至机组排水槽，最后经喷水年温后排至自然通风冷却塔，在这个过程中造成了大量的电能、热源、水源的浪费。
实用新型内容
[0010]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置，具体地，采用如下技术方案:
[0011]一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置，包括水浴式液氨蒸发器，水浴式液氨蒸发器包括蒸发器本体，蒸发器本体的液氨进口连接贮氨罐，蒸发器本体的氨气出口连接氨气缓冲罐；所述蒸发器本体上设置热水进水口和热水出水口，热水进水口连接扩容器，热水出口连接自然通风冷却塔。
[0012]进一步地，所述的热水进水口设置在蒸发器本体的下部，热水出水口设置在蒸发器本体的上部。
[0013]进一步地，所述的扩容器与蒸发器本体的热水进水口之间的管道连通旁路管道，旁路管道直接连接自然通风冷却塔，所述的旁路管道上设置热水旁路阀门。
[0014]进一步地，所述蒸发器本体的液氨进口处和氨气出口分别设置蒸发器进口快关门和蒸发器出口快关门；所述蒸发器本体的热水进水口处设置热水入口调节阀。
[0015]进一步地，所述的蒸发器本体的氨气出口处设置压力变送器和温度测量装置；所述的蒸发器本体上部设置用于测量水温的温度测量装置；热水进水口处设置压力变送器。
[0016]进一步地，所述的节能装置包括DCS控制系统；所述的蒸发器进口快关门、蒸发器出口快关门、热水入口调节阀、热水旁路阀门、压力变送器及温度测量装置均连接至DCS控制系统。
[0017]进一步地，所述的节能装置还包括电加热液氨蒸发器，电加热液氨蒸发器与水浴式液氨蒸发器并联接入贮氨罐。
[0018]进一步地，所述的蒸发器进口快关门与蒸发器本体的液氨进口之间设置水浴式液氨蒸发器入口手动门，所述的蒸发器出口快关门与蒸发器本体的氨气出口之间设置水浴式液氨蒸发器出口手动门。
[0019]进一步地，所述的水浴式液氨蒸发器入口手动门和水浴式液氨蒸发器出口手动门之后分别设置用于检修的水浴式液氨蒸发器氮气吹扫入口门和氮气吹扫至稀释槽门。
[0020]进一步地，所述的蒸发器本体的下部设置排污门，排污门直接连接至自然通风冷却塔。
[0021]本实用新型采用了不同于之前的技术方案，通过在氨蒸发区域加装水浴式液氨蒸发器，替代原电加热蒸发器。在正常运行中利用扩容器的热水来气化蒸发液氨。本实用新型可以很好的改善系统健康状况，减少检修工作量，使电加热蒸发器长期连续运行该为水浴式液氨蒸发器装置运行方式，提高该设备的可靠运行系数，降低厂用电率，从而实现该系统安全经济性运行，达到节能降耗的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1本实用新型的系统图。
[0023]附图中标号说明:1_贮氨罐2-贮氨罐手动门3-蒸发器进口快关门4-旁路门5-电加热液氨蒸发器入口手动门6-电加热液氨蒸发器7-电加热液氨蒸发器出口手动门8-蒸发器出口快关门9-压力调节门10-氨气缓冲罐入口手动门11-氨气缓冲罐12-水浴式液氨蒸发器出口手动门13-氮气吹扫至稀释槽门14-安全门15-蒸发器本体16-排污门17-自然通风冷却塔18-热水旁路阀门19-热水入口调节阀20-热水管道手动门21-扩容器22-水浴式液氨蒸发器入口手动门23-水浴式液氨蒸发器氮气吹扫入口门24-DCS控制系统。
【具体实施方式】
[0024]如图1所示，本实用新型的一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置，包括水浴式液氨蒸发器，水浴式液氨蒸发器包括蒸发器本体15，蒸发器本体15的液氨进口连接贮氨罐I，蒸发器本体15的氨气出口连接氨气缓冲罐11 ;所述蒸发器本体15上设置热水进水口和热水出水口，热水进水口连接扩容器21，热水出口连接自然通风冷却塔17。
[0025]扩容器是一款节能环保装置。排污扩容器也称排污膨胀器，设计与制造应按压力容器GB150— 98进行。扩容器是与锅炉的排污口连接的，是用来将锅炉的蒸汽排污减压扩容，排污水在膨胀器内绝热膨胀分离为二次蒸汽和废热水，并在膨胀器内经扩容、降压、热量交换，然后排放，二次蒸汽由专门的管道引出，废热水通过浮球液位阀或溢流调节阀自动排走，热能可以得到回收再利用。扩容器分连续排污扩容器、定期排污扩容器和疏水扩容器，本实用新型的扩容器21优选地为连续排污扩容器，即连排扩容器。
[0026]本实用新型的水浴式液氨蒸发器与现有的液氨蒸发器的区别在于，水浴式液氨蒸发器包括蒸发器本体15、液氨控制系统和热水控制系统组成，蒸发器本体15采用水浴加热，即将加热管道直接连接过滤的扩容器21，将扩容器21内的废水直接引入到蒸发器本体15内部，利用其废水的热量直接对通有液氨的管路进行加热，实现其加热蒸发液氨的目的。本实用新型创造性的应用扩容器21内的废水的热量进行加热，一方面，大大的减少了扩容器21内废水的热量损失以及降低废水热量带来的经济损失，节能环保；另一方面，大大降低了现有的电加热液氨蒸发器的用电量，很大的降低了经济成本。
[0027]根据蒸发器本体15的结构特点，为了进一步的增大加热效果，本实用新型的热水进水口设置在蒸发器本体15的下部，热水出水口设置在蒸发器本体15的上部，从而使加热管道从蒸发器本体下部进入罐体，通过罐体上部溢流至I号自然通风冷却塔17。
[0028]为了便于对蒸发器本体15内的进水量进行控制，同时又不影响到扩容器21的正常排放，本实用新型的扩容器21与蒸发器本体15的热水进水口之间的管道连通旁路管道，旁路管道直接连接自然通风冷却塔17，所述的旁路管道上设置热水旁路阀门18。这样，一方面，可单独开闭热水旁路阀门18来控制旁路管道的开闭，从而不会影响到扩容器21的正常排放；另一方面，可调节热水旁路阀门18来控制蒸发器本体15的进水量。
[0029]为了便于水浴式液氨蒸发器的开闭，所述蒸发器本体15的液氨进口处和氨气出口分别设置蒸发器进口快关门3和蒸发器出口快关门8 ;所述蒸发器本体15的热水进水口处设置热水入口调节阀19。
[0030]为了实现对本实用新型的系统控制以及相关的数据监测，所述的蒸发器本体15的氨气出口处设置压力变送器和温度测量装置；所述的蒸发器本体15上部设置用于测量水温的温度测量装置；热水进水口处设置压力变送器。
[0031]本实用新型的一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置可根据监测的数据进行实时的控制，本实用新型包括DCS控制系统24 ;所述的蒸发器进口快关门3、蒸发器出口快关门8、热水入口调节阀19、旁路阀门18、压力变送器及温度测量装置均连接至DCS控制系统24。
[0032]本实用新型的DCS控制系统的控制主要包括热水侧的控制和液氨测的控制:
[0033]热水侧:利用气动调节阀控制(根据蒸发器本体热水出水口温度调节)热水进入蒸发器的流量，而当热水量过大造成管道过压时，热水旁路阀门(根据管路压力控制)自动开启进行泄压。
[0034]液氨侧:水浴式蒸发器与I号蒸发器并联布置，通过对水浴式液氨蒸发器气液分离器器后温度和压力的监控，调节液氨入口和氨气出口快关阀的开关。
[0035]为了防止水浴式液氨蒸发器故障或者气化的液氨量不够，本实用新型还包括电加热液氨蒸发器6，电加热液氨蒸发器6与水浴式液氨蒸发器并联接入贮氨罐I。本实用新型将电加热液氨蒸发器6直接与水浴式液氨蒸发器并联接入，实现与水浴式液氨蒸发器出入口系统共用一套系统，简化了施工工程，具有良好的工程实用性。
[0036]本实用新型的蒸发器进口快关门3与蒸发器本体15的液氨进口之间设置水浴式液氨蒸发器入口手动门22，所述的蒸发器出口快关门8与蒸发器本体15的氨气出口之间设置水浴式液氨蒸发器出口手动门12。
[0037]进一步地，所述的水浴式液氨蒸发器入口手动门22和水浴式液氨蒸发器出口手动门12之后分别设置用于检修的水浴式液氨蒸发器氮气吹扫入口门23和氮气吹扫至稀释槽门13。
[0038]本实用新型的贮氨罐I与蒸发器进口快关门3之间设置可手动开启关闭的贮氨罐手动门2。与所述的蒸发器进口快关门3并联设置旁路门4，做备用和调节控制之用。电加热液氨蒸发器6入口处设置电加热液氨蒸发器入口手动门5,出口处设置电加热液氨蒸发器出口手动门。蒸发器本体15的氨气出口处设置安全门14。氨气缓冲罐11之前设置氨气缓冲罐入口手动门10，所述的蒸发器出口快关门8和缓冲罐入口手动门10设置压力调节门9，实现对从蒸发器本体15内排出的氨气的压力进行调节后通入氨气缓冲罐11内，更加安全。
[0039]本实用新型的蒸发器本体15的下部设置排污门16，排污门16直接连接至自然通风冷却塔17。排污门16主要用于排出蒸发器本体15内的污物，便于定时清理。
[0040]本实用新型的一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置采用的水浴式液氨蒸发装置主要针对电厂脱硝系统氨区液氨蒸发加热系统的节能改造，通过采用连排扩容器疏水来加热蒸发液氨，改变了现火力发电厂针对液氨蒸发采用的电加热装置和蒸汽加热装置的一种改造。该装置结构简单，对原系统无任何负面影响，不会因为系统改造影响安全正常运行。改造后不仅仅可以降低电加热式蒸发器长期运行的电耗问题，并解决了连排扩容器疏水原系统后续处理的能耗和热源浪费问题，其检修维护成本也远远低于原系统设备，有效保证了系统运行的安全性。
[0041]以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。
【权利要求】
1.一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置，其特征在于，包括水浴式液氨蒸发器，水浴式液氨蒸发器包括蒸发器本体(15)，蒸发器本体(15)的液氨进口连接贮氨罐(1)，蒸发器本体(15)的氨气出口连接氨气缓冲罐(11);所述蒸发器本体(15)上设置热水进水口和热水出水口，热水进水口连接扩容器(21 )，热水出口连接自然通风冷却塔(17 )。
2.根据权利要求1所述的一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置，其特征在于，所述的热水进水口设置在蒸发器本体(15)的下部，热水出水口设置在蒸发器本体(15)的上部。
3.根据权利要求1所述的一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置，其特征在于，所述的扩容器(21)与蒸发器本体(15)的热水进水口之间的管道连通旁路管道，旁路管道直接连接自然通风冷却塔(17 )，所述的旁路管道上设置热水旁路阀门(18 )。
4.根据权利要求1所述的一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置，其特征在于，所述蒸发器本体(15)的液氨进口处和氨气出口分别设置蒸发器进口快关门(3)和蒸发器出口快关门(8 );所述蒸发器本体(15)的热水进水口处设置热水入口调节阀(19 )。
5.根据权利要求1所述的一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置，其特征在于，所述的蒸发器本体(15)的氨气出口处设置压力变送器和温度测量装置；所述的蒸发器本体(15)上部设置用于测量水温的温度测量装置；热水进水口处设置压力变送器。
6.根据权利要求3、4或5所述的一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置，其特征在于，所述的节能装置包括DCS控制系统(24);所述的蒸发器进口快关门(3)、蒸发器出口快关门(8)、热水入口调节阀(19)、热水旁路阀门(18)、压力变送器及温度测量装置均连接至DCS控制系统(24)。
7.根据权利要求1所述的一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置，其特征在于，所述的节能装置还包括电加热液氨蒸发器(6)，电加热液氨蒸发器(6)与水浴式液氨蒸发器并联接入贮氨罐(I)。
8.根据权利要求1所述的一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置，其特征在于，所述的蒸发器进口快关门(3)与蒸发器本体(15)的液氨进口之间设置水浴式液氨蒸发器入口手动门(22)，所述的蒸发器出口快关门(8)与蒸发器本体(15)的氨气出口之间设置水浴式液氨蒸发器出口手动门(12 )。
9.根据权利要求8所述的一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置，其特征在于，所述的水浴式液氨蒸发器入口手动门(22)和水浴式液氨蒸发器出口手动门(12)之后分别设置用于检修的水浴式液氨蒸发器氮气吹扫入口门(23)和氮气吹扫至稀释槽门(13)。
10.根据权利要求1所述的一种降低电厂液氨气化加热系统耗能的节能装置，其特征在于，所述的蒸发器本体(15)的下部设置排污门(16)，排污门(16)直接连接至自然通风冷却塔(17)。
【文档编号】B01D1/00GK203724788SQ201420067164
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年2月14日 优先权日:2014年2月14日
【发明者】郝振, 叶健, 李海建, 来强, 杜小军 申请人:大唐渭河热电厂