一種電廠鍋爐的干濕混合煙氣換熱系統以及換熱方法與流程

本發明涉及節能環保技術領域，特別涉及一種電廠鍋爐的干濕混合煙氣換熱系統以及換熱方法。

背景技術：

隨著各國經濟的快速發展，地球能源資源消耗，全球氣候變化、酸雨污染、水資源危機、自然生物多樣性銳減以及持久性有機物的污染越來越突出。對于減少溫室氣體的排放，保護環境刻不容緩。目前，師姐能有結構一化石能源為主，化石能源在較長時間內仍然是人類生存和發展的能源基礎，其中石油、天然氣和煤等化石能源占到85％，大部分電力系統依然依賴于化石能源的，煤依然是電力生產的主要燃料，并且全球需求量在持續增加。

在通常情況下，燃氣鍋爐設備在工作過程中會產生大量的高溫煙氣，在現有的處理方式中會將高溫的煙氣直接排掉，這樣高溫煙氣中的大量熱能帶到空氣中存在有害氣體，對環境造成污染。同時，鍋爐燃煤后大部分的余熱能量被排放到環境中，對熱能大量損失。鍋爐排煙溫度往往高于設計溫度，僅將低了鍋爐的效率，還增加了除塵器的粉塵排放濃度，對環境造成了巨大污染。近些年，由于能源緊張，隨著節能工作的進一步開展，各種新型、節能先進鍋爐日趨完善。采用先進的燃燒裝置強化了燃燒，降低了不完全燃燒。然而，降低排煙熱損失和回收煙氣余熱的技術仍然發展緩慢。為了進一步提高鍋爐的熱效率，達到節能降耗的目的，回收煙氣余熱也是一項重要的節能途徑。

為了克服以上現有的鍋爐煙氣處理系統中存在的缺陷，迫切需要一種能夠有效對鍋爐煙氣進行回收的系統。

因此，本發明提供了一種電廠鍋爐的干濕混合煙氣換熱系統以及換熱方法，通過合理對鍋爐煙氣回收系統的布置，實現了對鍋爐排放煙氣中的余熱有效回收，將回收余熱的冷凝水再次送回鍋爐，使水資源重復利用。

技術實現要素：

本發明的一個方面在于提供一種電廠鍋爐的干濕混合煙氣換熱系統，所述系統包括鍋爐排煙系統和換熱系統；

所述鍋爐排煙系統包括鍋爐、第一煙氣通道、沿所述第一煙氣通道依次相接的第一脫硫塔、第一電袋除塵器和第一引風機、第二煙氣通道以及沿所述第二煙氣通道依次相接的第二脫硫塔、第二電袋除塵器和第二引風機；

所述換熱系統包括干式煙氣換熱器、脫硫塔、濕式煙氣換熱器、第三煙氣通道以及熱泵，所述干式煙氣換熱器、熱泵以及所述濕式煙氣換熱器之間設置用于水循環的水管道，所述濕式煙氣換熱器設有與煙氣凝結水池連通的出水管；所述干式煙氣換熱器包括進水口、第一出水口和第二出水口，所述第一出水口與第二出水口通過管道依次連通發電廠熱力系統低溫加熱器、發電廠熱力系統中溫加熱器、發電廠熱力系統高溫加熱器和鍋爐，使濕式煙氣換熱器中的凝結水升溫后回到鍋爐；所述用于水循環的水管道包括第一進水管、第二進水管、第一出水管和第二出水管；所述第一進水管連接蒸汽凝結水上水泵，第一出水管和第二進水管連接所述濕式煙氣換熱器，第二出水管連接所述干式煙氣換熱器的進水口；

所述第一煙氣通道與所述第二煙氣通道匯合后連接所述第三煙氣通道；所述第三煙氣通道連接通向大氣的煙囪。

優選地，所述換熱系統并列布置一組或多組。

優選地，所述鍋爐排煙系統并列布置一組或多組。

優選地，所述熱泵并列布置一組或多組。

優選地，并列布置的多組所述換熱系統，濕式煙氣換熱器通過出水管與煙氣凝結水池連通。

優選地，并列布置的多組所述換熱系統，多組第三煙氣通道相互匯合連接通向大氣的煙囪。

本發明的另一個方面提供了一種利用電廠鍋爐的干濕煙氣換熱系統的換熱方法，所述方法包括：

(1)電廠鍋爐排放的煙氣進入到所述第一煙氣通道和第二煙氣通，其中煙氣在第一煙氣通道內依次經過脫硫和除塵處理，煙氣在第二煙氣通道內依次經過脫硫和除塵處理；

(2)第一煙氣通道和第二煙氣通道內的煙氣匯合于第三煙氣通道，匯合后的煙氣由第三煙氣通道進入干式煙氣換熱器；

(3)干式煙氣換熱器換熱后的煙氣由第三煙氣通道進入脫硫塔進行再次脫硫后進入濕式煙氣換熱器；

(4)蒸汽凝結水上水泵將溫度為40℃循環水送至熱泵降溫，所述循環水溫度降為15℃送至濕式煙氣換熱器對煙氣進行換熱；

(5)濕式煙氣換熱器內換熱后的循環水回到熱泵升溫后送至步驟(2)中所述的干式煙氣換熱器中對煙氣換熱處理，所述循環水換熱后由發電廠熱力系統低溫加熱器、發電廠熱力系統中溫加熱器和發電廠熱力系統高溫加熱器加熱送至鍋爐；

濕式煙氣換熱器內煙氣中的水蒸氣冷凝后進入煙氣凝結水池。

優選地，濕式煙氣換熱器中的煙氣經過換熱后由煙囪排向大氣。

本發明提供的一種電廠鍋爐的干濕混合煙氣換熱系統以及換熱方法，對鍋爐煙氣回收系統合理布置，通過干式煙氣換熱器和濕式煙氣換熱器對電廠鍋爐產生的煙氣余熱多次換熱，實現了對鍋爐排放煙氣中的余熱有效回收，將回收余熱的冷凝水再次送回鍋爐，使水資源重復利用。

應當理解，前述大體的描述和后續詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應當用作對本發明所要求保護內容的限制。

附圖說明

參考隨附的附圖，本發明更多的目的、功能和優點將通過本發明實施方式的如下描述得以闡明，其中：

圖1示意性示出本發明電廠鍋爐的干濕混合煙氣換熱系統的示意圖；

圖2示出了本發明一個實施例中一組鍋爐排煙系統的示意圖；

圖3示出了本發明一個實施例中換熱系統的示意圖。

具體實施方式

通過參考示范性實施例，本發明的目的和功能以及用于實現這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，本發明并不受限于以下所公開的示范性實施例；可以通過不同形式來對其加以實現。說明書的實質僅僅是幫助相關領域技術人員綜合理解本發明的具體細節。

在下文中，將參考附圖描述本發明的實施例。在附圖中，相同的附圖標記代表相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。

如圖1所示本發明電廠鍋爐的干濕混合煙氣換熱系統的示意圖，所述干濕混合煙氣換熱系統包括鍋爐排煙系統100和換熱系統200以及通向大氣的煙囪300。本實施例鍋爐排煙系統設置兩組用于電廠的鍋爐，在其他一些實施例中鍋爐排煙系統100可以設置多組用于電廠的鍋爐。本實施例兩組鍋爐并列布置，鍋爐產生的煙通過煙氣通道進入到換熱系統200內進行換熱，將煙氣中的余熱進行回收。經過換熱系統200回收余熱后的煙氣匯合進入到煙囪300排入大氣中。下文對本實施例的鍋爐排煙系統100和換熱系統200做具體說明。

如圖2所示本發明一個實施例中一組鍋爐排煙系統的示意圖，所示鍋爐排煙系統包括電廠鍋爐101、第一煙氣通道102、沿所述第一煙氣102通道依次相接脫的第一硫塔103、第一電袋除塵器104和第一引風機105、第二煙氣通道106以及沿所述第二煙氣通道106依次相接的第二脫硫塔107、第二電袋除塵器108和第二引風機109。第一煙氣通道102出口處和第二煙氣通道106出口處與第三煙氣通道110相互連通，使第一煙氣通道102和第二煙氣通道106內的煙氣進入到第三煙氣通道110中。第三煙氣通道110內的煙氣經過煙氣換熱系統后連接通向大氣的煙囪。

如圖3所示本發明一個實施例中換熱系統的示意圖，換熱系統包括干式煙氣換熱器213、脫硫塔201、濕式煙氣換熱器202、第三煙氣通道210以及熱泵205。優選地，本實施例選用三組并列的熱泵，在另一些實施例中，熱泵205可以選擇并列布置多組。干式煙氣換熱器213、熱泵205以及所述濕式煙氣換熱器202之間設置用于水循環的水管道，濕式煙氣換熱器202設有與煙氣凝結水池212連通的出水管211。所述干式煙氣換熱器包括進水口214、第一出水口215和第二出水口216，第一出水口215與第二出水口216通過管道連接發電廠熱力系統低溫加熱器，換熱后的水依次經過發電廠熱力系統低溫加熱器、發電廠熱力系統中溫加熱器和發電廠熱力系統高溫加熱器后再次送回鍋爐利用。用于水循環的水管道包括第一進水管207、第二進水管209、第一出水管208和第二出水管206；所述第一進水管207連接蒸汽凝結水上水泵，第一出水管208和第二進水管209連接所述濕式煙氣換熱器202，第二出水管連接206所述干式煙氣換熱器213的進水口。干式換熱器213第一出水口215與第二出水口216通過管道連接發電廠熱力系統低溫加熱器，換熱后的水依次經過發電廠熱力系統低溫加熱器、發電廠熱力系統中溫加熱器和發電廠熱力系統高溫加熱器后再次送回鍋爐利用。

濕式煙氣換熱器202設有供循環水進入的入水口203和出水口204，同時，濕式煙氣換熱器202設有與煙氣凝結水池212連通的出水管211，濕式煙氣換熱器202換熱后使煙氣中的水分凝結后沿出水管211進入煙氣凝結水池212。應當理解的是，本實施例中換熱系統并列布置兩組，兩組并列布置的煙氣換熱系統中，兩組濕式煙氣換熱器之間通過出水管211相互連通；兩組干式煙氣換熱器之間通過出水管道相互連通。在另一些實施例中，可以選擇并列多組換熱系統，多組濕式煙氣換熱器之間通過出水管相互連通。

需要說明的是，本發明在不同實施例布置多組鍋爐排煙系統和多組換熱系統，每一實施例中所述布置的鍋爐排煙系統與煙氣換熱系統數目應當對應。

在下文中具體結合本實施例附圖1至附圖3對本發明用于電廠鍋爐所排放的煙氣換熱的過程。

如圖1所示本發明電廠鍋爐的干濕混合煙氣換熱系統的示意圖，本實施例中鍋爐排煙系統100和換熱系統200均布置兩組。為了簡潔清楚的說明。通過一組鍋爐排煙系統100和一組換熱系統200對電廠鍋爐煙氣的換熱過程進行說明。

如圖2所示本發明一個實施例中一組鍋爐排煙系統的示意圖，鍋爐101爐膛內高達150℃的煙氣進入第一煙氣通道102和第二煙氣通道106。鍋爐產生的煙氣經過第一煙氣通道102，進入第一脫硫塔103對煙氣中的硫化物進行脫硫處理，經過脫硫后的煙氣進入到第一電袋除塵器104對煙氣進行除塵處理，之后經過脫硫和除塵的煙氣進入到第一引風機105。鍋爐產生的煙氣經過第二煙氣通道106，進入第二脫硫塔107對煙氣中的硫化物進行脫硫處理，經過脫硫后的煙氣進入第二電袋除塵器108對煙氣進行除塵處理，之后經過脫硫和除塵的煙氣進入到第二引風機109。本實施例中，優選地，第一煙氣通道和第二煙氣通道相互并列布置。經第一引風機105將第一煙氣通道中的煙氣引入到第三煙氣通道110中，同時第二引風機109將第二煙氣通道中的煙氣引入到第三煙氣通道110中。

煙氣經過第三煙氣通道進入到換熱系統對煙氣進行換熱，如圖3所示本發明一個實施例中換熱系統的示意圖，溫度為150℃的煙氣經第三煙氣通道210(110)進入干式煙氣換熱器213進行換熱后溫度下降至60℃，經過干式換熱器213換熱降溫后的煙氣進入到脫硫塔201進行第二次脫硫處理，經過脫硫處理后煙氣溫度降為56℃進入濕式煙氣換熱器202進行換熱，經過濕式煙氣換熱器202換熱后溫度降為30℃，由第三煙氣通道210進入煙囪排入大氣。

同時，在上述煙氣排放的過程中，蒸汽凝結水上水泵通過熱泵205的第一進水管207提供溫度為40℃的循環水，經過熱泵205后水溫下降至15℃由第一出水管208流出，經濕式煙氣換熱器202的入水口203進入所述濕式煙氣換熱器202內對煙氣進行換熱。經過換熱后循環水溫度升高至28℃由濕式煙氣換熱器202的出水口204流出，經熱泵205的第二進水口209進入熱泵205后對循環水升溫，溫度升高至85℃的循環水由熱泵205的第二出水管206經過干式煙氣換熱器213的進水口214進入干式煙氣換熱器213內對煙氣進行換熱，換熱后循環水溫度升高至140℃由干式煙氣換熱器第一出水口215和第二出水口216進入到發電廠熱力系統低溫加熱器，換熱后的水依次經過發電廠熱力系統低溫加熱器、發電廠熱力系統中溫加熱器和發電廠熱力系統高溫加熱器后再次送回鍋爐利用。本實施例并列布置兩組換熱系統，兩組濕式煙氣換熱器之間通過出水管211相互連通，使煙氣中的水分凝結后進入到煙氣凝結水池212；兩組干式煙氣換熱器之間通過出水管道相互連通，使的換熱后溫度為140℃的循環水由出水管道進入發電廠熱力系統低溫加熱器，換熱后的循環水依次經過發電廠熱力系統低溫加熱器、發電廠熱力系統中溫加熱器和發電廠熱力系統高溫加熱器后再次送回鍋爐利用。鍋爐煙氣經過本發明煙氣換熱系統溫度降為30℃，由第三煙氣通道210進入煙囪排入大氣。

本發明其他實施例中，選用多組煙氣換熱系統時，經過干式煙氣換熱器和濕式煙氣換熱器換熱后，煙氣由第三煙氣通道匯合于一處進入煙囪中，干式煙氣換熱器和濕式煙氣換熱器之間通過熱泵使循環水在干式換熱器和濕式換熱器之間循環，有效對煙氣中的余熱進行回收。

本發明提供的一種電廠鍋爐的干濕混合煙氣換熱系統以及換熱方法，對鍋爐煙氣回收系統合理布置，通過干式煙氣換熱器和濕式煙氣換熱器對電廠鍋爐產生的煙氣余熱多次換熱，實現了對鍋爐排放煙氣中的余熱有效回收，將回收余熱的冷凝水再次送回鍋爐，使水資源重復利用。

結合這里披露的本發明的說明和實踐，本發明的其他實施例對于本領域技術人員都是易于想到和理解的。說明和實施例僅被認為是示例性的，本發明的真正范圍和主旨均由權利要求所限定。