[发明专利]烟气余热利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热回收利用系统，尤其涉及应用于火力发电厂的烟气余热利用系统。

背景技术

随着国民经济的发展，社会对电力的需求正在不断的提高。对于正在进行工业化和经济快速发展的新兴发展中国家，如中国，电力的消耗量和发电厂的装机容量正在迅速增加。对中国而言，由于受其一次能源的储存品种和储存量的限制，近几十年来发电厂的燃料以煤炭为主，达到了70％以上，而且这种趋势在可预见的未来不会有根本的改变。虽然燃煤火电厂对于中国有着成本较低、燃料来源广泛等优势，但是燃煤火电厂存在效率较低、污染物排放较多等缺点。由于排放到大气中的污染物基本上来源于煤炭的燃烧，因此污染物的排放量与火电厂的煤耗量正相关，同时也与烟气净化设备的烟气净化效率有关。降低火电厂煤耗量的同时也减少了火电厂向大气中污染物的排放量，提高烟气净化设备的净化效率也减少了火电厂向大气中污染物的排放量。

一般而言，可以采用以下三种方法减少火电厂的煤耗量。(一)提高蒸汽的压力和温度。提高了蒸汽的压力和温度后，汽轮机的效率将提高，热耗下降，可提高整个火力发电系统的效率，降低煤耗。目前，主流的火电机组的蒸汽压力和温度从亚临界参数提高到超临界参数，进一步提高到超参数。目前国内外正在为进一步提高蒸汽温度作不懈的技术研究。但是蒸汽温度和压力每提高一个台阶，锅炉和汽轮机都需要采用热强度和抗腐蚀能力更高的材料，大大提高了机组的建设维护成本。(二)降低汽轮机的排汽参数。降低了汽轮机的排汽参数后，也可提高汽轮机的效率，降低汽轮机的热耗。降低汽轮机的排汽参数即需要降低汽轮机的循环冷却水温度，由于受电厂所处地理位置和气候条件的限制，循环冷却水温是在一定的范围内变化的，因此汽轮机的排汽参数下降的幅度是有限的。对于同一地区，汽轮机的排汽参数是一定的。(三)减少锅炉烟气的排放热损失。锅炉燃烧后产生的烟气，根据锅炉形式和燃煤种类的不同，其温度一般在110℃～170℃之间。通常情况下锅炉烟气通过净化处理后直接排放到大气，排放的烟气温度几乎没有变化，即烟气中的热量直接排放到大气而不加以利用。在采用烟气湿法脱硫的工艺中，烟气在脱硫吸收塔中在脱硫剂浆液的喷淋作用下温度下降到40℃～50℃，在这个过程中烟气的热量被浆液带走，蒸发了浆液中的水分。烟气温度越高，对浆液中的水分的蒸发量越大，电厂的水耗量越大。一些电厂由于受环保的要求，要求向大气中排放的烟气温度不低于72℃～80℃，脱硫吸收塔出口的烟气需加热到这个温度以上，因此采用了烟气-烟气换热器或烟气-水-烟气换热器将锅炉排出的较高温度的烟气加热脱硫吸收塔排出的较低温度的烟气，由于加热后的烟气仍然排放到大气中，锅炉排放的烟气的热量仍然没有被回收利用。

对锅炉烟气余热的利用，国内外已有不少的设计和实践，均采用烟气换热器的型式，通过换热器将烟气中的热量置换给别的介质以加以利用。这种烟气换热器被称为“低温省煤器”、“低压省煤器”、“烟气冷却器”、“烟水换热器”等各种名称，其实质是相同或相似的。如，德国Schwarze Pumpe电厂2×800MW褐煤发电机组在静电除尘器和烟气脱硫塔之间加装了烟气冷却器，采用凝结水吸收烟气余热。

现有的烟气换热器系统布置在脱硫岛进口，主要作用是吸收烟气余热，降低机组的煤耗量。但是，锅炉烟气系统及其相应的排放、净化等设备电耗巨大，成本昂贵，可以改进的方面还很多，举例如下。

(1)锅炉燃烧产生的烟气需要通过风机克服烟气系统的阻力将烟气排出到大气，一般火电厂采用引风机或引风机及脱硫增压风机来排放烟气。由于烟气体积流量巨大，因此引风机和增压风机耗电巨大，两者是火电厂最大的耗电设备，达到了全厂耗电量的30％左右。烟气的容积流量与烟气温度有关，烟气温度低则流量低，因此，如可降低引风机、增压风机进口的烟气温度，可减少风机流量，降低风机的电耗，在其它条件不变的基础上，风机的电耗基本上和烟气温度成正比。同时较低的烟气温度，可选择直径较小的风机叶轮，降低风机的投资成本。

(2)静电除尘器的作用是通过电极板来捕捉烟气中的烟尘，以降低排入大气的烟尘量。静电除尘器的烟尘捕捉效率与烟气的比电阻有关，比电阻越低，在其它条件相同的情况下，静电除尘器的效率越高。由于进入除尘器的烟气温度下降，可以明显降低比电阻，提高除尘器效率，同时降低了除尘器的电耗。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种烟气余热利用系统，具有降低烟尘排放、降低二氧化硫和氮氧化物排放、减少厂用电、提高除尘效率、节约脱硫设备用水和节约机组煤耗的优点。