本發(fā)明涉及一種防止煙氣露點(diǎn)腐蝕的余熱回收系統(tǒng)，在確保不發(fā)生煙氣露點(diǎn)腐蝕的同時(shí)還能徹底回收煙氣余熱，屬于煙氣余熱回收技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

排煙損失是熱電廠電站鍋爐、石油煉化各種加熱爐、煉鐵高爐熱風(fēng)爐、軌鋼加熱爐、焦?fàn)t、有色冶金、化工、化肥、陶瓷、玻璃等各種工業(yè)爐窯中很重要的一項(xiàng)熱損失，排煙溫度過(guò)高會(huì)影響運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排的日益重視，煙氣余熱利用技術(shù)越來(lái)越被人們所重視，但是當(dāng)排煙溫度過(guò)低，排煙管道和煙囪表面壁溫低于露點(diǎn)溫度時(shí)，就會(huì)造成設(shè)備腐蝕，因此現(xiàn)有技術(shù)中的排煙溫度仍然比較高，煙氣余熱沒有得到很好地利用。目前已采用煙氣余熱回收技術(shù)的排煙溫度通常要比煙氣露點(diǎn)腐蝕溫度高60℃左右甚至更高，這就導(dǎo)致煙氣余熱回收不充分，仍然存在排煙損失大、系統(tǒng)效率低的技術(shù)問(wèn)題。

為了防止設(shè)備發(fā)生煙氣露點(diǎn)腐蝕，現(xiàn)有技術(shù)會(huì)在系統(tǒng)中增加蒸汽加熱型暖風(fēng)器，但是增加蒸汽加熱型暖風(fēng)器會(huì)消耗大量蒸汽，從而增加運(yùn)行成本。以某電廠600MW機(jī)組電站鍋爐為例，該鍋爐排煙溫度135℃，為防止發(fā)生煙氣露點(diǎn)腐蝕，運(yùn)行時(shí)要求控制鍋爐尾部空氣預(yù)熱器冷端金屬壁溫度大于等于73℃，為此該系統(tǒng)配置了蒸汽加熱型暖風(fēng)器，在冬季環(huán)境溫度較低時(shí)，使用蒸汽加熱型暖風(fēng)器來(lái)預(yù)熱助燃空氣，當(dāng)冬季環(huán)境溫度零下15℃時(shí)，可將助燃空氣加熱到25℃去空氣預(yù)熱器。以此來(lái)保證鍋爐尾部冷端金屬壁溫度大于73℃，從而避免煙氣露點(diǎn)腐蝕的發(fā)生，保證了系統(tǒng)安全運(yùn)行。每年5個(gè)月需要投用暖風(fēng)器，投用期間使用汽輪機(jī)抽氣，蒸汽的耗量為42.2t/h，每年消耗蒸汽150000噸，該電廠每噸蒸汽按100元進(jìn)行內(nèi)部成本結(jié)算，即消耗蒸汽成本為1500萬(wàn)元/年。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種防止煙氣露點(diǎn)腐蝕的余熱回收系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)煙氣余熱回收系統(tǒng)排煙溫度高、系統(tǒng)效率低的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種防止煙氣露點(diǎn)腐蝕的余熱回收系統(tǒng)，包括蒸汽發(fā)生器、蒸汽加熱器、助燃空氣預(yù)熱器、汽包，所述蒸汽加熱器的煙氣側(cè)進(jìn)口連接有高溫?zé)煔夤艿?，蒸汽發(fā)生器的煙氣側(cè)出口連接有低溫?zé)煔夤艿溃羝l(fā)生器的煙氣側(cè)出口與蒸汽加熱器的煙氣側(cè)進(jìn)口連接，所述蒸汽發(fā)生器的工質(zhì)側(cè)與汽包之間連接有蒸汽上升管和液體下降管，所述蒸汽加熱器的工質(zhì)側(cè)與汽包之間連接有低溫蒸汽管，所述助燃空氣預(yù)熱器的空氣側(cè)進(jìn)口和出口分別連接有低溫空氣管道和高溫空氣管道，所述助燃空氣預(yù)熱器的工質(zhì)側(cè)與蒸汽加熱器的工質(zhì)側(cè)之間連接有高溫蒸汽管，所述助燃空氣預(yù)熱器的工質(zhì)側(cè)上連接有變頻真空泵，所述助燃空氣預(yù)熱器的工質(zhì)側(cè)與汽包之間通過(guò)工質(zhì)容器及工質(zhì)管道連接，工質(zhì)管道上設(shè)有變頻工質(zhì)泵。

所述工質(zhì)管道包括與助燃空氣預(yù)熱器連接的冷凝液管和與汽包連接的供液管，所屬工質(zhì)容器設(shè)置在冷凝液管和供液管之間。

工質(zhì)容器上設(shè)有通過(guò)液位控制的補(bǔ)水管，補(bǔ)水管上設(shè)有補(bǔ)水閥。

所述蒸汽發(fā)生器、蒸汽加熱器、助燃空氣預(yù)熱器均采用管殼式換熱器，工質(zhì)走管程、煙氣或空氣走殼程。

所述工質(zhì)采用去離子水或乙醇或氨水。

所述蒸汽發(fā)生器的煙氣側(cè)出口與蒸汽加熱器的煙氣側(cè)進(jìn)口之間連接有用戶除塵設(shè)備。

所述蒸汽發(fā)生器和/或蒸汽加熱器上設(shè)有清灰裝置。

所述清灰裝置采用聲波吹灰器或沖擊波吹灰器。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的余熱回收系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，煙氣先經(jīng)過(guò)蒸汽加熱器，再經(jīng)過(guò)蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器中的液態(tài)工質(zhì)吸收煙氣余熱后變?yōu)檎羝?jīng)蒸汽上升管進(jìn)入汽包，蒸汽經(jīng)汽包出口通過(guò)低溫蒸汽管進(jìn)入蒸汽加熱器，經(jīng)加熱后的蒸汽通過(guò)高溫蒸汽管進(jìn)入助燃空氣預(yù)熱器，與低溫空氣管道中的低溫助燃空氣進(jìn)行熱交換，蒸汽工質(zhì)最后相變冷凝為液態(tài)工質(zhì)，低溫助燃空氣吸收工質(zhì)的潛熱和顯熱后溫度升高進(jìn)入高溫空氣管道，供用戶使用。液態(tài)工質(zhì)存于工質(zhì)容器通過(guò)變頻工質(zhì)泵送入汽包，然后經(jīng)液體下降管進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，開始下一個(gè)循環(huán)。本發(fā)明實(shí)質(zhì)上是一種閉式循環(huán)，通過(guò)工質(zhì)在煙氣側(cè)吸收煙氣余熱，到空氣側(cè)釋放顯熱和潛熱，加熱助燃空氣，提高用戶的熱效率，達(dá)到節(jié)能減排的有益效果。

本發(fā)明通過(guò)變頻真空泵來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的真空度，真空度的變化導(dǎo)致工質(zhì)汽化和冷凝溫度的變化，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)煙氣的余熱回收的同時(shí)，控制了工質(zhì)的冷凝溫度，并使液態(tài)工質(zhì)在蒸汽發(fā)生器內(nèi)與煙氣進(jìn)行換熱時(shí)，所有換熱管的管壁溫度均大于煙氣露點(diǎn)腐蝕的溫度，從而有效地防止了煙氣露點(diǎn)腐蝕的發(fā)生。本發(fā)明通過(guò)變頻工質(zhì)泵輸送液態(tài)工質(zhì)，在工況變化時(shí)，可以調(diào)節(jié)送入汽包的液態(tài)工質(zhì)量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)換熱量的效果。

本發(fā)明通過(guò)變頻真空泵和變頻工質(zhì)泵相結(jié)合的調(diào)節(jié)和控制，可以確保換熱系統(tǒng)在各種工況下均能防止煙氣露點(diǎn)腐蝕的發(fā)生，所以采用本發(fā)明可以將排煙溫度降到更低，在確保不發(fā)生煙氣露點(diǎn)腐蝕的基礎(chǔ)上，最大限度地進(jìn)行余熱回收，保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。本發(fā)明可以將排煙溫度降至僅比煙氣露點(diǎn)溫度高10℃左右，采用本發(fā)明可以將上述各種工業(yè)爐窯熱效率提高2%以上，節(jié)能減排效果非常明顯。本發(fā)明系統(tǒng)能耗小，變頻真空泵，變頻工質(zhì)泵，清灰裝置的電耗，再加上空氣側(cè)煙氣側(cè)風(fēng)機(jī)增加阻損電耗，系統(tǒng)總能耗不超過(guò)總回收熱量的20%。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)如圖1所示，本實(shí)施例的防止煙氣露點(diǎn)腐蝕的余熱回收系統(tǒng)包括蒸汽發(fā)生器5、蒸汽加熱器6、助燃空氣預(yù)熱器7、汽包4，所述蒸汽加熱器6的煙氣側(cè)進(jìn)口連接有高溫?zé)煔夤艿纀1，蒸汽發(fā)生器5的煙氣側(cè)出口連接有低溫?zé)煔夤艿纀2，蒸汽加熱器6的煙氣側(cè)出口與蒸汽發(fā)生器5的煙氣側(cè)進(jìn)口連接，所述蒸汽發(fā)生器5的工質(zhì)側(cè)與汽包4之間連接有蒸汽上升管a3和液體下降管a4，所述蒸汽加熱器6的工質(zhì)側(cè)與汽包4之間連接有低溫蒸汽管a5，所述助燃空氣預(yù)熱器7的空氣側(cè)進(jìn)口和出口分別連接有低溫空氣管道c1和高溫空氣管道c2，所述助燃空氣預(yù)熱器7的工質(zhì)側(cè)與蒸汽加熱器6的工質(zhì)側(cè)之間連接有高溫蒸汽管a6，所述助燃空氣預(yù)熱器7的工質(zhì)側(cè)上連接有變頻真空泵1，所述助燃空氣預(yù)熱器7的工質(zhì)側(cè)與汽包4之間通過(guò)工質(zhì)容器3及工質(zhì)管道連接，工質(zhì)容器3上設(shè)有通過(guò)液位控制的補(bǔ)水管，補(bǔ)水管上設(shè)有補(bǔ)水閥10。工質(zhì)管道上設(shè)有變頻工質(zhì)泵2。所述工質(zhì)管道包括與助燃空氣預(yù)熱器7連接的冷凝液管a1和與汽包4連接的供液管a2，工質(zhì)容器3設(shè)置在冷凝液管a1和供液管a2之間。

本實(shí)施例中，蒸汽發(fā)生器5、蒸汽加熱器6、助燃空氣預(yù)熱器7均采用管殼式換熱器，工質(zhì)走管程、煙氣或空氣走殼程。所述工質(zhì)采用去離子水或乙醇或氨水。所述蒸汽發(fā)生器5和蒸汽加熱器6上設(shè)有清灰裝置8，清灰裝置8采用聲波吹灰器或沖擊波吹灰器。

本實(shí)施例的余熱回收系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程為：煙氣先經(jīng)過(guò)蒸汽加熱器，再經(jīng)過(guò)蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器中的液態(tài)工質(zhì)吸收煙氣余熱后變?yōu)檎羝?jīng)蒸汽上升管進(jìn)入汽包，蒸汽經(jīng)汽包出口通過(guò)低溫蒸汽管進(jìn)入蒸汽加熱器，經(jīng)加熱后的蒸汽通過(guò)高溫蒸汽管進(jìn)入助燃空氣預(yù)熱器，與低溫空氣管道中的低溫助燃空氣進(jìn)行熱交換，蒸汽工質(zhì)最后相變冷凝為液態(tài)工質(zhì)，低溫助燃空氣吸收工質(zhì)的潛熱和顯熱后溫度升高進(jìn)入高溫空氣管道，供用戶使用。液態(tài)工質(zhì)經(jīng)過(guò)冷凝液管進(jìn)入工質(zhì)容器，再通過(guò)變頻工質(zhì)泵送入汽包，然后經(jīng)液體下降管進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，開始下一個(gè)循環(huán)。工質(zhì)容器通過(guò)補(bǔ)水管補(bǔ)充被真空泵抽走的工質(zhì)。本系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，135℃的高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)蒸汽加熱器進(jìn)行換熱，溫度降到105℃左右，再進(jìn)入蒸汽發(fā)生器進(jìn)行換熱，溫度降至85℃左右的低溫?zé)煔馊ビ脩裘摿蜓b置。

本實(shí)施例系統(tǒng)內(nèi)部工質(zhì)采用去離子水，通過(guò)變頻真空泵的運(yùn)行和調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)內(nèi)部保持一定的壓力，使內(nèi)部工質(zhì)溫度大于68℃（此溫度可調(diào)節(jié)）時(shí)汽化，小于68℃（此溫度可調(diào)節(jié)）時(shí)冷凝。工質(zhì)經(jīng)汽包通過(guò)液體下降管流到蒸汽發(fā)生器，在吸收煙氣余熱后變成蒸汽，通過(guò)蒸汽上升管進(jìn)入汽包，并通過(guò)低溫蒸汽管進(jìn)入蒸汽加熱器，經(jīng)過(guò)蒸汽加熱器和蒸汽發(fā)生器吸收煙氣余熱后，蒸汽可被加熱到125℃，通過(guò)高溫蒸汽管進(jìn)入助燃空氣預(yù)熱器進(jìn)行換熱，來(lái)自低溫空氣管道中的低溫助燃空氣吸收工質(zhì)的潛熱和顯熱，當(dāng)冬季環(huán)境溫度零下15℃時(shí)，可以將低溫空氣加熱到30℃左右經(jīng)高溫空氣管道去用戶鍋爐空氣預(yù)熱器。本系統(tǒng)中的助燃空氣預(yù)熱器完全可以取代原有的蒸汽加熱型暖風(fēng)機(jī)，節(jié)能效果相當(dāng)明顯。蒸汽工質(zhì)與助燃空氣換熱，溫度低于68℃（此溫度可調(diào)節(jié)）時(shí)相變冷凝，釋放出潛熱，冷凝后的工質(zhì)通過(guò)冷凝液管進(jìn)入工質(zhì)容器，并通過(guò)變頻工質(zhì)泵送入汽包，再進(jìn)行系統(tǒng)的閉式循環(huán)。經(jīng)過(guò)循環(huán)，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器的液態(tài)工質(zhì)溫度可控，確保尾排換熱管壁溫高于露點(diǎn)，所以不會(huì)發(fā)生煙氣露點(diǎn)腐蝕。為了保證換熱管束不積灰，不影響換熱效果，本實(shí)施例在蒸汽加熱器和蒸汽發(fā)生器上設(shè)置聲波吹灰器或沖擊波吹灰器，定期清灰保證換熱效果。

當(dāng)環(huán)境溫度出現(xiàn)當(dāng)?shù)貥O限低溫零下20℃時(shí)，通過(guò)變頻真空泵調(diào)節(jié)系統(tǒng)的真空度，使內(nèi)部工質(zhì)相變溫度點(diǎn)提高，使與低溫?zé)煔饨佑|的蒸汽發(fā)生器尾排換熱管管壁溫度超過(guò)煙氣露點(diǎn)溫度，保證安全運(yùn)行，也可以通過(guò)真空泵變頻控制將系統(tǒng)工質(zhì)汽化，調(diào)節(jié)冷凝溫度，然后通過(guò)工質(zhì)泵的變頻調(diào)節(jié)工質(zhì)供應(yīng)量。通過(guò)以真空泵為主、工質(zhì)泵為輔的雙重調(diào)節(jié)來(lái)防止煙氣露點(diǎn)腐蝕的發(fā)生。在這種情況下，零下20℃的空氣經(jīng)過(guò)換熱后，可以上升到25℃左右去用戶鍋爐空氣預(yù)熱器。在極限工況下，也能達(dá)到取代原蒸汽加熱型暖風(fēng)器的要求。當(dāng)空氣平均溫度為20℃時(shí)，通過(guò)該系統(tǒng)可以將助燃空氣加熱到65℃左右去用戶，使用戶鍋爐熱效率提高2%以上，也可以解決用戶燃料煤含硫量高時(shí)的安全運(yùn)行問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)如圖2所示，與實(shí)施例1不同的是，本實(shí)施例的蒸汽發(fā)生器5的煙氣側(cè)出口與蒸汽加熱器6的煙氣側(cè)進(jìn)口之間連接有用戶除塵設(shè)備9，本實(shí)施例僅在蒸汽加熱器6上設(shè)有清灰裝置8，由于蒸汽發(fā)生器設(shè)置在用戶除塵器之后，所以蒸汽發(fā)生器不需要配備清灰裝置。

上述具體實(shí)施方式是本發(fā)明說(shuō)明例優(yōu)選的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，以滿足在其它場(chǎng)合和領(lǐng)域的應(yīng)用，如：其它工質(zhì)或工質(zhì)對(duì)的選擇運(yùn)用，其它型式清灰裝置的選擇應(yīng)用，其它結(jié)構(gòu)型式的蒸汽加熱器、蒸汽發(fā)生器和助燃空氣預(yù)熱器的選擇運(yùn)用，其它抽真空方式，其它型式的真空泵和工質(zhì)泵的選擇運(yùn)用等等，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。