CN211204094U

CN211204094U - 一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***

Info

Publication number: CN211204094U
Application number: CN201921682985.5U
Authority: CN
Inventors: 陈衡; 张美妍; 吴芸芸; 徐钢; 刘彤; 刘文毅
Original assignee: North China Electric Power University
Current assignee: North China Electric Power University
Priority date: 2019-10-10
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2020-08-07
Anticipated expiration: 2029-10-10

Abstract

本实用新型涉及一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，该***实现了锅炉排烟的余热回收利用，而且创新地利用空气和凝结水协同作为冷却介质，采用“冷凝+加热”的方法消除烟气的白烟现象，实现了节能环保双重效益。具体地，利用低温省煤器加热凝结水以实现烟气余热利用；在冬季，以空气作为冷却介质对烟气冷凝，在夏季，以空气与凝结水共同作为冷却介质对烟气冷凝，烟气冷凝器出口空气与冷空气混合后经送风机进入空气预热器，浆液冷却器出口凝结水回到回热***；低温省煤器出口凝结水作为烟气加热器的热源，出口凝结水回到回热***；烟气冷凝器产生的冷凝水进入水处理***，实现了水资源的回收利用。

Description

一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***

技术领域

本实用新型属于电站节能减排领域，特别涉及一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***。

背景技术

现代电厂利用湿法脱硫技术高效脱除二氧化硫，这种技术将烟气温度降低到水的露点温度(50℃左右)，使脱硫塔出口净烟气处于湿饱和状态（本身含有一些过饱和的水），在经过烟道、烟囱排入大气的过程中因温度降低，烟气中汽态水排出烟囱后与外界环境温度发生热量交换，水汽凝结会造成烟羽呈白色，即形成白烟现象。而这种白烟现象不仅造成了一定程度的视觉污染，并且在烟气冷凝时，其中的SO_x、NO_x、CO₂、CO以及飞灰和烟尘会部分或全部溶解于烟气液滴中，污染环境，更重要的是，烟气中的汽态水将加剧雾霾的形成。据统计，锅炉的排烟热损失占锅炉总热损失的70%~80%。且排烟温度每升高10℃～15℃,锅炉效率就下降1%，标准煤耗上升3~4g/kWh。排烟温度过高不仅会导致大量余热的浪费，也会对除尘***造成不利影响，影响发电机组的安全经济运行

目前主流的消白方案主要有两种，一种是直接加热烟气，提高烟气排放温度，使烟气中的水蒸气处于过热状态，减小与环境空气接触后发生白烟的可能性；另一种是“冷凝+加热”的方法，先通过冷凝的方式出去烟气中的部分水蒸气，提高烟气温度，可以起到更好的消白效果。

综上，对于燃煤电站的烟气处理***，为了在达到排放指标的同时获得相应的经济效益，采用“冷凝+加热”的方法消除白烟，可从三个角度对该***进行优化，分别为：排烟余热（显热）利用，消除白烟冷凝过程中的凝结潜热以及消除白烟冷凝过程中产生的水的利用。本实用新型实现了高温烟气的余热回收利用；并创新地利用空气和凝结水作为介质实现烟气的“冷凝+加热”，冷凝产生的冷凝水去往电站水处理***，实现了水资源的循环利用；考虑到夏季以空气作为单一冷源的不足，采用燃煤回热***中的凝结水作为辅助冷源冷却脱硫塔中的浆液，进而降低脱硫塔出口烟气温度，以达到预期效果。

发明内容

根据背景技术中所提到的问题，本实用新型提供了一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，主要包括了烟气余热利用与消除白烟两个部分。空气预热器出口高温烟气依次经过低温省煤器，电除尘器，引风机，脱硫塔，烟气冷凝器与烟气加热器，后经烟囱排入大气；乏汽进入凝汽器进行凝结放热，出口凝结水经凝结水泵加压后依次经过8号低压加热器与7号低压加热器进行加热，而后去往6号低压加热器；烟气冷凝器出口空气与冷空气混合，由主送风机送至空气预热器加热，而后送入燃煤锅炉炉膛进行助燃；烟气冷凝器出口的冷凝水进入水处理***，便于实现水资源的循环利用。

所述烟气余热利用部分利用低温省煤器回收烟气部分热量，空气预热器出口高温烟气进入低温省煤器释放热量，出口烟气进入电除尘器；8号低压加热器出口部分凝结水进入低温省煤器吸收热量，出口高温凝结水进入烟气加热器作为烟气加热的热源。

所述消除白烟部分包括两个过程，烟气冷凝过程与烟气加热过程。由于冬天冷空气温度较低，冷空气可独自作为冷凝烟气的冷源。但夏季空气温度相对较高，需要以凝结水泵出口部分凝结水作为辅助冷源对浆液进行冷却，进而降低脱硫塔出口烟气温度，之后再以冷空气作为冷源对烟气冷凝，以达到预期效果。

对于烟气冷凝过程：在冬季，截止阀打开，冷空气作为烟气冷凝的冷源，脱硫塔中浆液经截止阀进入浆液循环泵加压，而后被送至高处喷洒，以脱除烟气中的二氧化硫；冷空气经辅助送风机后进入烟气冷凝器冷却进口烟气，出口空气与冷空气混合后经主送风机进入空气预热器。在夏季，截止阀关闭，冷空气与凝结水共同作为烟气冷凝的冷源，脱硫塔中浆液经浆液冷却器冷却后进入浆液循环泵加压，而后被送至高处喷洒，以脱除烟气中的二氧化硫；凝结水泵出口部分凝结水进入浆液冷却器吸收热量，出口凝结水大会至8号低压加热器入口；冷空气经辅助送风机后进入烟气冷凝器冷却进口烟气，出口空气与冷空气混合后经主送风机进入空气预热器。

对于烟气加热过程：烟气冷凝器出口烟气进入烟气加热器吸收热量，出口烟气经烟囱排向大气；低温省煤器出口高温凝结水进入烟气加热器释放热量，出口凝结水根据温度匹配送至7号低压加热器出口，与7号低压加热器出口主凝结水汇合，而后进入6号低压加热器。

具体地，低温省煤器为逆流布置。

具体地，浆液冷却器为逆流布置。

具体地，烟气冷凝器为顺流布置。

具体地，烟气加热器为顺流布置。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，是一种集烟气余热利用与脱除白烟为一体的电站节能减排***。该***不仅实现了高温烟气的余热回收利用，而且创新地利用空气和凝结水作为介质，采用“冷凝+加热”的方法消除烟气的白烟，并从三个方面实现了***的性能提升和资源的循环利用：利用低温省煤器回收高温烟气的热量，用于加热部分回热***的凝结水，凝结水所吸收的热量一部分用于加热烟气，另一部分用于提高凝结水的温度，根据温度匹配，凝结水可送至前一级低压加热器出口，节省了低压加热器的抽汽，增加了汽轮机发电机组的发电量。在冬季，冷空气为烟气冷凝的冷源，在烟气冷凝的过程中，水蒸气液化所释放的潜热作为空气预热器的辅助热源，用于加热冷空气，由此空气预热器的吸热量将减少，排烟温度将升高，低温省煤器可回收的加热凝结水的热量增加，实现了能量的梯级利用；在夏季，冷空气与凝结水共同作为烟气冷凝的冷源，回热***的凝结水用于冷却脱硫塔出口的浆液，使出口凝结水的温度得到了提升，减少了低压加热器的抽汽量，增加了汽轮机发电机组的发电量。烟气冷凝过程中产生的冷凝水进入电站的水处理***，实现了水资源的回收利用。

附图说明

图1为一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***结构示意图。

图中：1-凝汽器；2-凝结水泵；3-8号低压加热器；4-7号低压加热器；5-空气预热器；6-低温省煤器；7-电除尘器；8-引风机；9-脱硫塔；10-浆液冷却器；11-截止阀；12-浆液循环泵；13-烟气冷凝器；14-辅助送风机；15-烟气加热器；16-烟囱；17-主送风机；18-燃煤锅炉。

具体实施方式

本实用新型提供了一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明，应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及应用。

图1所示为一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***。

如图1所示，本实用新型提供的一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，主要包括了烟气余热利用与消除白烟两个部分。空气预热器5出口高温烟气依次经过低温省煤器6，电除尘器7，引风机8，脱硫塔9，烟气冷凝器13与烟气加热器15，后经烟囱16排入大气；乏汽进入凝汽器1进行凝结放热，出口凝结水经凝结水泵2加压后依次经过8号低压加热器3与7号低压加热器4进行加热，而后去往6号低压加热器；烟气冷凝器13出口空气与冷空气混合，由主送风机17送至空气预热器5加热，而后送入燃煤锅炉18炉膛进行助燃；烟气冷凝器13出口的冷凝水进入水处理***，便于实现水资源的循环利用。

所述烟气余热利用部分利用低温省煤器6回收烟气部分热量，空气预热器5出口高温烟气进入低温省煤器6释放热量，出口烟气（约为90℃）进入电除尘器7；8号低压加热器3出口部分凝结水（约为60℃）进入低温省煤器6吸收热量，出口高温凝结水（约为100℃）进入烟气加热器15作为烟气加热的热源。

所述消除白烟部分包括两个过程，烟气冷凝过程与烟气加热过程。由于冬天冷空气温度较低，冷空气可独自作为冷凝烟气的冷源。但夏季空气温度相对较高，需要以凝结水泵2出口部分凝结水作为辅助冷源对脱硫塔9出口浆液进行冷却，进而降低脱硫塔9出口烟气温度，之后再以冷空气作为冷源对烟气冷凝，以达到预期效果。

对于烟气冷凝过程：在冬季，截止阀11打开，冷空气作为烟气冷凝的冷源，脱硫塔9中浆液经截止阀11进入浆液循环泵12加压，而后被送至高处喷洒，以脱除烟气中的二氧化硫；冷空气经辅助送风机14后进入烟气冷凝器13冷却进口烟气，出口空气与冷空气混合后经主送风机17进入空气预热器5。在夏季，截止阀11关闭，冷空气与凝结水共同作为烟气冷凝的冷源，脱硫塔9中浆液经浆液冷却器10冷却后进入浆液循环泵12加压，而后被送至高处喷洒，以脱除烟气中的二氧化硫；凝结水泵2出口部分凝结水进入浆液冷却器10吸收热量，出口凝结水大会至8号低压加热器3入口；冷空气经辅助送风机14后进入烟气冷凝器13冷却进口烟气，出口空气与冷空气混合后经主送风机17进入空气预热器5。

对于烟气加热过程：烟气冷凝器13出口烟气进入烟气加热器15吸收热量，出口烟气经烟囱16排向大气；低温省煤器6出口高温凝结水进入烟气加热器15释放热量，出口凝结水为80℃左右，根据温度匹配送至7号低压加热器4出口，与7号低压加热器4出口主凝结水汇合，而后进入6号低压加热器。

优选地，低温省煤器6为逆流布置。

优选地，浆液冷却器10为逆流布置。

优选地，烟气冷凝器13为顺流布置。

优选地，烟气加热器15为顺流布置。

本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，可对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims

1.一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，其特征是包括了凝汽器（1），凝结水泵（2），8号低压加热器（3），7号低压加热器（4），空气预热器（5），低温省煤器（6），电除尘器（7），引风机（8），脱硫塔（9），浆液冷却器（10），截止阀（11），浆液循环泵（12），烟气冷凝器（13），辅助送风机（14），烟气加热器（15），烟囱（16），主送风机（17），燃煤锅炉（18）；空气预热器（5）出口烟气依次连接低温省煤器（6），电除尘器（7），引风机（8），脱硫塔（9），烟气冷凝器（13），烟气加热器（15）与烟囱（16）；乏汽进入凝汽器（1），经凝结水泵（2）依次与8号低压加热器（3）和7号低压加热器（4）相连，而后进入6号低压加热器；冷空气与烟气冷凝器（13）出口空气混合后经主送风机进入空气预热器（5）。

2.根据权利要求1所述的一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，其特征在于8号低压加热器（3）出口凝结水进入低温省煤器（6），出口凝结水送至烟气加热器（15）；空气预热器（5）出口烟气进入低温省煤器（6），出口烟气进入电除尘器（7）。

3.根据权利要求1所述的一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，其特征在于，在冬季，截止阀（11）处于打开状态，冷空气作为烟气冷凝的冷源，脱硫塔（9）出口浆液经截止阀（11）进入浆液循环泵（12）加压；冷空气经辅助送风机（14）进入烟气冷凝器（13），出口空气与冷空气混合后进入主送风机（17）。

4.根据权利要求1所述的一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，其特征在于，在夏季，截止阀（11）处于关闭状态，冷空气与凝结水共同作为烟气冷凝的冷源，脱硫塔（9）出口浆液进入浆液冷却器（10），出口浆液进入浆液循环泵（12）加压；冷空气经辅助送风机（14）进入烟气冷凝器（13），出口空气与冷空气混合后进入主送风机（17）。

5.根据权利要求1所述的一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，其特征在于凝结水泵（2）出口与浆液冷却器（10）水侧入口相连，浆液冷却器（10）水侧出口与8号低压加热器（3）入口相连。

6.根据权利要求1所述的一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，其特征在于低温省煤器（6）出口凝结水进入烟气加热器（15），烟气加热器（15）凝结水出口与7号低压加热器（4）出口相连；烟气冷凝器（13）烟气出口与烟气加热器（15）烟气入口相连，烟气加热器（15）烟气出口与烟囱（16）入口相连。

7.根据权利要求1所述的一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，其特征在于烟气冷凝器（13）出口空气与冷空气入口相连，后经主送风机（17）与空气预热器（5）相连。

8.根据权利要求1所述的一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，其特征在于烟气冷凝器（13）产生的凝结水去往水处理***。

9.根据权利要求1所述的一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，其特征在于低温省煤器（6）为逆流布置；浆液冷却器（10）为逆流布置。

10.根据权利要求1所述的一种利用空气和凝结水协同消除白烟的电站余热利用***，其特征在于烟气冷凝器（13）为顺流布置；烟气加热器（15）为顺流布置。