提高火電廠煙囪排煙溫度的方法及煙氣加熱系統(tǒng)和火電機組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高火電廠排煙溫度的方法及煙氣加熱系統(tǒng)和采用該系統(tǒng)的火電機組。該方法利用所述驅(qū)動汽輪機的乏汽對經(jīng)過所述脫硫吸收塔后出來的煙氣進行加熱，然后再將加熱后的煙氣排入所述煙囪。煙氣加熱系統(tǒng)包括設(shè)置在所述脫硫吸收塔與所述煙囪之間的用于利用所述驅(qū)動汽輪機的乏汽對煙氣進行加熱的煙氣加熱裝置。本發(fā)明的煙氣加熱系統(tǒng)充分利用了驅(qū)動汽輪機乏汽的能量，尤其是乏汽中的汽化潛熱，提高了發(fā)電廠的整體效率，同時增加了煙氣抬升高度，降低了污染物的落地濃度，有利于環(huán)境保護。
【專利說明】提高火電廠煙囪排煙溫度的方法及煙氣加熱系統(tǒng)和火電機組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及火力發(fā)電，具體涉及發(fā)電設(shè)備中的煙氣加熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]火電廠設(shè)置了濕法脫硫系統(tǒng)后，經(jīng)過脫硫裝置的煙氣溫度一般為50°C。有的脫硫系統(tǒng)設(shè)置了煙氣一煙氣換熱器(GGH)，可將煙氣溫度提高到約80°C，然后通過煙囪排放到大氣。而不設(shè)置GGH的脫硫系統(tǒng)，煙囪排放的溫度僅為50°C左右。通過濕法脫硫后50°C的煙氣含較多的水，會造成如下問題:(I) 50°C煙氣的腐蝕性比80°C高很多，導(dǎo)致煙囪必須采用昂貴的耐腐蝕材料；(2)煙氣含水量大將導(dǎo)致石膏顆粒排出煙囪，并落在煙囪周圍很近的區(qū)域，導(dǎo)致“石膏雨”，影響電廠廠區(qū)環(huán)境。
[0003]為此，有的電廠采用輔助蒸汽或熱二次風(fēng)加熱煙囪進口的煙氣，將煙氣加熱到約80°C。然而，由于輔助蒸汽和熱二次風(fēng)都能用于發(fā)電，其能量是高品質(zhì)能量，消耗輔助蒸汽和熱二次風(fēng)，將耗費不少能量，降低了電廠整體熱效率。
[0004]而目前，電廠中，驅(qū)動汽輪機的乏汽排入凝汽器，其能量大部分被循環(huán)水帶走，并不能被電廠利用。
[0005]因此考慮如何利用乏汽的能量，以提高電廠整體熱效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種利用發(fā)電設(shè)備中的驅(qū)動汽輪機的乏汽對煙囪進口的煙氣進行加熱的方法和煙氣加熱系統(tǒng)。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種提高火電廠煙囪排煙溫度的方法，所述火電廠設(shè)有驅(qū)動汽輪機、冷凝器、鍋爐、空氣預(yù)熱器、除塵器、脫硫吸收塔、以及煙?，其特征在于，所述方法是利用所述驅(qū)動汽輪機的乏汽對流過所述脫硫吸收塔后出來的煙氣進行加熱，然后再將加熱后的煙氣排入所述煙囪。
[0008]優(yōu)選的，所述驅(qū)動汽輪機的乏汽被冷卻后凝結(jié)排入凝汽器或根據(jù)凝結(jié)水溫度回到所述火電廠中的回?zé)嵯到y(tǒng)的加熱器。
[0009]本發(fā)明還提供了一種提高火電廠煙囪排煙溫度的煙氣加熱系統(tǒng)，所述火電廠設(shè)有驅(qū)動汽輪機、冷凝器、鍋爐、空氣預(yù)熱器、除塵器、脫硫吸收塔、以及煙囪，所述煙氣加熱系統(tǒng)包括設(shè)置在所述脫硫吸收塔與所述煙?之間的用于利用所述驅(qū)動汽輪機的乏汽對煙氣進行加熱的煙氣加熱裝置。
[0010]一優(yōu)選實施例中，煙氣加熱系統(tǒng)中，所述煙氣加熱裝置包括煙氣-水換熱器、蒸汽-水換熱器、循環(huán)泵、以及管道；
[0011 ] 所述煙氣-水換熱器的水進出口通過循環(huán)泵和管道與所述蒸汽-水換熱器的水進出口連接；
[0012]所述蒸汽-水換熱器的蒸汽進出口分別通過管道與所述驅(qū)動汽輪機的乏汽出口和所述冷凝器或回?zé)嵯到y(tǒng)連接；且
[0013]所述所述煙氣-水換熱器的煙氣進出口分別與所述脫硫吸收塔和所述煙囪連接。
[0014]另一優(yōu)選實施例中，煙氣加熱系統(tǒng)中，所述煙氣加熱裝置包括煙氣-蒸汽換熱器、以及管道；
[0015]所述煙氣-蒸汽換熱器的蒸汽進出口分別通過所述管道與所述驅(qū)動汽輪機的乏汽出口和所述冷凝器或回?zé)嵯到y(tǒng)連接；且
[0016]所述煙氣-蒸汽換熱器的煙氣進出口分別與所述脫硫吸收塔和所述煙囪連接。
[0017]另一優(yōu)選實施例中，煙氣加熱系統(tǒng)中，所述煙氣加熱裝置包括蒸汽-空氣換熱器、風(fēng)機、以及管道；
[0018]所述蒸汽-空氣換熱器的蒸汽進出口分別通過管道與所述驅(qū)動汽輪機的乏汽出口和所述冷凝器或回?zé)嵯到y(tǒng)連接；且
[0019]所述蒸汽-空氣換熱器的空氣入口與所述風(fēng)機連接，所述蒸汽-空氣換熱器的空氣出口與所述脫硫吸收塔和所述煙?之間的煙氣通道連接，以加熱煙氣。
[0020]優(yōu)選地，本發(fā)明中，所述驅(qū)動汽輪機用于驅(qū)動所述火電廠中的給水泵、引風(fēng)機、循環(huán)水泵、一次風(fēng)機、送風(fēng)機、凝結(jié)水泵、或發(fā)電機。
[0021]優(yōu)選地，所述煙氣-水換熱器和所述蒸汽-水換熱器中的媒介為液態(tài)媒介。
[0022]優(yōu)選地，所述煙氣-蒸汽換熱器為管式換熱器。
[0023]本發(fā)明還提供了一種火電機組，所述火電機組包括上述任一實施例中所述的煙氣加熱系統(tǒng)。
[0024]本發(fā)明的煙氣加熱系統(tǒng)中，利用了驅(qū)動汽輪機的乏汽加熱脫硫系統(tǒng)出口的煙氣，使排煙溫度在70?80°C以上，消除了低煙氣溫度對煙囪的不利影響。此外，本發(fā)明的煙氣加熱系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點:
[0025](I)充分利用了驅(qū)動汽輪機乏汽的能量，尤其是乏汽中的汽化潛熱。
[0026]( 2 )通過將乏汽能量加熱煙氣，利用了發(fā)電廠的余熱，從而提高了發(fā)電廠的整體效率。
[0027](3)提高了煙囪進口的煙氣溫度，大大降低了煙氣的腐蝕性，降低煙囪防腐成本，同時增加了煙氣抬升高度，降低了污染物的落地濃度，有利于環(huán)境保護。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明的利用發(fā)電設(shè)備中驅(qū)動汽輪機的乏汽對煙囪進口的煙氣進行加熱的煙氣加熱系統(tǒng)的一個實施例的系統(tǒng)布置示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明的利用發(fā)電設(shè)備中驅(qū)動汽輪機的乏汽對煙囪進口的煙氣進行加熱的煙氣加熱系統(tǒng)的另一個實施例的系統(tǒng)布置示意圖；
[0030]圖3是本發(fā)明的利用發(fā)電設(shè)備中驅(qū)動汽輪機的乏汽對煙囪進口的煙氣進行加熱的煙氣加熱系統(tǒng)的再一個實施例的系統(tǒng)布置示意圖。
【具體實施方式】
[0031]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細說明，以便更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點。應(yīng)理解的是，附圖所示的實施例并不是對本發(fā)明范圍的限制，而只是為了說明本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)精神。圖中相同或相似的部分采用相同的附圖標記表示。
[0032]以下，對本發(fā)明的主要技術(shù)術(shù)語進行說明。
[0033]本文中，所述鍋爐主要包括鍋爐裝置。所述鍋爐裝置沒有具體限制，只要不對本發(fā)明的發(fā)明目的產(chǎn)生限制即可，是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。可以采用η型鍋爐(或稱派型鍋爐)、塔式鍋爐、倒U型鍋爐等，可以是燃煤鍋爐、燃油鍋爐等，可以是自然循環(huán)鍋爐、強迫循環(huán)鍋爐、直流鍋爐等，均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0034]本文中，所述空氣預(yù)熱器沒有具體限制，只要不對本發(fā)明的發(fā)明目的產(chǎn)生限制即可，是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的?？梢圆捎霉苁筋A(yù)熱器、回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器等，均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0035]本文中，所述除塵器是指捕捉煙氣中灰塵的設(shè)備。只要不對本發(fā)明的發(fā)明目的產(chǎn)生限制即可，是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。可以采用靜電除塵器、布袋煙氣除塵單元、電袋煙氣除塵單元、水膜煙氣除塵單元等，均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0036]本文中，驅(qū)動汽輪機是指為火電廠的一些轉(zhuǎn)動設(shè)備，如給水泵、弓I風(fēng)機等提供轉(zhuǎn)動的動力的汽輪機，也可是驅(qū)動發(fā)電機的汽輪機。
[0037]本文中，汽輪機乏汽是指蒸汽進入驅(qū)動汽輪機做功后的排汽。
[0038]以下詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖1是本發(fā)明的利用發(fā)電設(shè)備中驅(qū)動汽輪機的乏汽對煙囪進口的煙氣進行加熱的煙氣加熱系統(tǒng)100的一個實施例的系統(tǒng)布置示意圖。如圖1所示，煙氣加熱系統(tǒng)100中，由鍋爐I出來的煙氣首先通過空氣預(yù)熱器2，接著通過除塵器3，然后進入脫硫吸收塔4。煙氣從脫硫吸收塔4出來后，進入布置在脫硫吸收塔4與煙囪11之間的煙氣-水換熱器9，經(jīng)煙氣-水換熱器9加熱后，最后進入煙囪11，并通過煙囪11排到大氣中。
[0039]一般來說，從脫硫吸收塔4出來的煙氣溫度在50°C左右，若該溫度的煙氣直接進入煙囪，則不利于煙囪的使用壽命和環(huán)境保護。而煙氣-水換熱器9將把從脫硫吸收塔4出來的煙氣加熱到約80°C，然后再進入煙囪，大大提高了煙囪的使用壽命并有利于環(huán)境保護。
[0040]如圖1所示，煙氣-水換熱器9的水出口(或熱媒介出口)與蒸汽-水換熱器8的水入口(或熱媒介入口)流體連通，煙氣-水換熱器9的水入口與蒸汽-水換熱器8的水出口流體連通，且在煙氣-水換熱器9的水入口與蒸汽-水換熱器8之間還設(shè)有熱媒水循環(huán)泵10，由此構(gòu)成循環(huán)回路。從而利用蒸汽-水換熱器8對煙氣-水換熱器9進行加熱，并進而加熱流過煙氣-水換熱器9的煙氣。
[0041 ] 蒸汽-水換熱器8的蒸汽入口與驅(qū)動汽輪機5的乏汽出口連接，蒸汽-水換熱器8的蒸汽出口與凝汽器7連接。驅(qū)動汽輪機5的乏汽排入蒸汽-水換熱器8后，乏汽被冷卻后凝結(jié)，排入凝汽器7以回收工質(zhì)，也可根據(jù)凝結(jié)水溫度回到回?zé)嵯到y(tǒng)的加熱器以回收工質(zhì)和熱量。蒸汽-水換熱器8的熱媒水被加熱后進入煙氣-水換熱器9，加熱煙氣并同時被冷卻，完成了將乏汽的能量轉(zhuǎn)換到煙氣的過程。
[0042]驅(qū)動汽輪機5的排汽背壓被設(shè)定到使乏汽溫度與熱媒水溫、熱媒水溫與煙氣溫度有合理的端差，并能將乏汽冷凝為水，同時煙氣被加熱到70?80°C以上，循環(huán)泵10使得熱媒水在蒸汽-水換熱器8和煙氣-水換熱器9中流動換熱。
[0043]圖2是本發(fā)明的利用發(fā)電設(shè)備中驅(qū)動汽輪機的乏汽對煙囪進口的煙氣進行加熱的煙氣加熱系統(tǒng)101的另一個實施例的系統(tǒng)布置不意圖。如圖2所不,煙氣加熱系統(tǒng)101中，由鍋爐I出來的煙氣首先通過空氣預(yù)熱器2，接著通過除塵器3，然后進入脫硫吸收塔4。煙氣從脫硫吸收塔4出來后，進入布置在脫硫吸收塔4與煙? 11之間的煙氣-蒸汽換熱器12，經(jīng)煙氣-蒸汽換熱器12加熱后，最后進入煙囪11，并通過煙囪11排到大氣中。
[0044]煙氣-蒸汽換熱器12的蒸汽入口與驅(qū)動汽輪機5的乏汽出口連接，煙氣-蒸汽換熱器12的蒸汽出口與凝汽器7連接。驅(qū)動汽輪機5的乏汽排入煙氣一蒸汽換熱器12，加熱煙氣并同時被冷卻，完成了將乏汽的能量轉(zhuǎn)換到煙氣的過程。
[0045]驅(qū)動汽輪機的排汽背壓被設(shè)定到使乏汽溫度與煙氣溫度有合理的端差，并能將乏汽冷凝為水，同時煙氣被加熱到約70?80°C以上。乏汽被冷卻后凝結(jié)，排入凝汽器以回收工質(zhì)，也可根據(jù)凝結(jié)水溫度回到回?zé)嵯到y(tǒng)的加熱器以回收工質(zhì)和熱量。
[0046]圖3是本發(fā)明的利用發(fā)電設(shè)備中驅(qū)動汽輪機的乏汽對煙囪進口的煙氣進行加熱的煙氣加熱系統(tǒng)102的再一個實施例的系統(tǒng)布置不意圖。如圖3所不,煙氣加熱系統(tǒng)102中，由鍋爐I出來的煙氣首先通過空氣預(yù)熱器2，接著通過除塵器3，然后進入脫硫吸收塔4，最后進入煙囪11，并通過煙囪11排到大氣中。
[0047]本實施例中，為提高進入煙囪11的煙氣的溫度，在脫硫吸收塔與煙囪11之間的煙氣通道中通有熱風(fēng)，以將煙氣加熱到約80°C或以上。如圖3所示，熱風(fēng)由與驅(qū)動汽輪機5的乏汽出口連接的蒸汽-空氣換熱器13形成。蒸汽-空氣換熱器13的蒸汽入口端連接到驅(qū)動汽輪機的乏汽出口，蒸汽出口端連接到凝汽器7?？諝饨?jīng)由風(fēng)機14進入蒸汽-空氣換熱器13后，被來自乏汽的蒸汽加熱，然后進入脫硫吸收塔4與煙囪11之間的煙氣通道以加熱煙氣。
[0048]驅(qū)動汽輪機5的乏汽排入蒸汽一空氣換熱器，乏汽被冷卻后凝結(jié)，排入凝汽器7以回收工質(zhì)，也可根據(jù)凝結(jié)水溫度回到火電廠中的回?zé)嵯到y(tǒng)的加熱器以回收工質(zhì)和熱量。空氣通過蒸汽-空氣換熱器被加熱后，混合進入煙氣，將煙氣溫度提高到約70?80°C以上，完成了將乏汽的能量轉(zhuǎn)換到煙氣的過程。
[0049]上述實施例中的鍋爐1、空氣預(yù)熱器2、除塵器3、脫硫吸收塔4、煙囪11、驅(qū)動汽輪機5、凝汽器7以及各換熱器8、9、12、13等的結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳細描述。
[0050]上述實施例中，驅(qū)動汽輪機5可用于驅(qū)動給水泵、引風(fēng)機、循環(huán)水泵、一次風(fēng)機、送風(fēng)機、凝結(jié)水泵、或發(fā)電機等設(shè)備6。
[0051]上述實施例中，煙氣-水換熱器和蒸汽-水換熱器也可是采用其他液態(tài)媒介的間熱式換熱器，媒介可以為諸如水、乙二醇等低沸點液體。
[0052]上述實施例中，煙氣-蒸汽換熱器可以為管式換熱器。
[0053]上述實施例中，各換熱器的進口和出口是相對而言的，即假如換熱器的進出口中其中一個為出口，則與之對應(yīng)的一個為入口，反之亦然。
[0054]本發(fā)明的煙氣加熱系統(tǒng)中，利用了驅(qū)動汽輪機的乏汽加熱脫硫系統(tǒng)出口的煙氣，使排煙溫度在70?80°C以上，消除了低煙氣溫度對煙囪的不利影響。此外，本發(fā)明的煙氣加熱系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點:
[0055](I)充分利用了驅(qū)動汽輪機乏汽的能量，尤其是乏汽中的汽化潛熱。
[0056]( 2 )通過將乏汽能量加熱煙氣，利用了發(fā)電廠的余熱，從而提高了發(fā)電廠的整體效率。
[0057](3)提高了煙囪進口的煙氣溫度，大大降低了煙氣的腐蝕性，降低煙囪防腐成本，同時增加了煙氣抬升高度，降低了污染物的落地濃度，有利于環(huán)境保護。
[0058]以上已詳細描述了本發(fā)明的較佳實施例，但應(yīng)理解到，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改。這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種提高火電廠煙囪排煙溫度的方法，所述火電廠設(shè)有驅(qū)動汽輪機、冷凝器、鍋爐、空氣預(yù)熱器、除塵器、脫硫吸收塔、以及煙?，其特征在于，所述方法是利用所述驅(qū)動汽輪機的乏汽對流過所述脫硫吸收塔后出來的煙氣進行加熱，然后再將加熱后的煙氣排入所述煙囪。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述驅(qū)動汽輪機的乏汽被冷卻后凝結(jié)排入凝汽器或根據(jù)凝結(jié)水溫度回到所述火電廠中的回?zé)嵯到y(tǒng)的加熱器。
3.一種提高火電廠煙?排煙溫度的煙氣加熱系統(tǒng)，所述火電廠設(shè)有驅(qū)動汽輪機、冷凝器、鍋爐、空氣預(yù)熱器、除塵器、脫硫吸收塔、以及煙囪，其特征在于，所述煙氣加熱系統(tǒng)包括設(shè)置在所述脫硫吸收塔與所述煙?之間的用于利用所述驅(qū)動汽輪機的乏汽對煙氣進行加熱的煙氣加熱裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的煙氣加熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述煙氣加熱裝置包括煙氣-水換熱器、蒸汽-水換熱器、循環(huán)泵、以及管道； 所述煙氣-水換熱器的水進出口通過循環(huán)泵和管道與所述蒸汽-水換熱器的水進出口連接； 所述蒸汽-水換熱器的蒸汽進出口分別通過管道與所述驅(qū)動汽輪機的乏汽出口和所述冷凝器或回?zé)嵯到y(tǒng)連接；且 所述煙氣-水換熱器的煙氣進出口分別與所述脫硫吸收塔和所述煙?連接。
5.如權(quán)利要求3所述的煙氣加熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述煙氣加熱裝置包括煙氣-蒸汽換熱器、以及管道； 所述煙氣-蒸汽換熱器的蒸汽進出口分別通過所述管道與所述驅(qū)動汽輪機的乏汽出口和所述冷凝器或回?zé)嵯到y(tǒng)連接；且 所述煙氣-蒸汽換熱器的煙氣進出口分別與所述脫硫吸收塔和所述煙?連接。
6.如權(quán)利要求3所述的煙氣加熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述煙氣加熱裝置包括蒸汽-空氣換熱器、風(fēng)機、以及管道； 所述蒸汽-空氣換熱器的蒸汽進出口分別通過管道與所述驅(qū)動汽輪機的乏汽出口和所述冷凝器或回?zé)嵯到y(tǒng)連接；且 所述蒸汽-空氣換熱器的空氣入口與所述風(fēng)機連接，所述蒸汽-空氣換熱器的空氣出口與所述脫硫吸收塔和所述煙?之間的煙氣通道連接，以加熱煙氣。
7.如權(quán)利要求3所述的煙氣加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動汽輪機用于驅(qū)動所述火電廠中的給水泵、引風(fēng)機、循環(huán)水泵、一次風(fēng)機、送風(fēng)機、凝結(jié)水泵、或發(fā)電機。
8.如權(quán)利要求3所述的煙氣加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣-水換熱器和所述蒸汽-水換熱器中的媒介為液態(tài)媒介。
9.如權(quán)利要求3所述的煙氣加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣-蒸汽換熱器為管式換熱器。
10.一種火電機組，其特征在于，所述火電機組包括權(quán)利要求3-9中任一項所述的煙氣加熱系統(tǒng)。
【文檔編號】F23J15/08GK103574630SQ201210249933
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月19日
【發(fā)明者】申松林, 葉勇健, 陳仁杰, 施剛夜 申請人:中國電力工程顧問集團華東電力設(shè)計院