本實(shí)用新型涉及一種可穩(wěn)定調(diào)控的開式MGGH系統(tǒng)，屬于超凈排放燃煤機(jī)組低低溫余熱利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

繼GB 13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和GB3095-2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施，國家又頒布了《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020)》，顯示了政府對(duì)燃煤機(jī)組的污染排放的治理決心，而這一系列政策、標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施對(duì)燃煤機(jī)組污染物控制技術(shù)提出了更高的要求。

目前我國燃煤電廠濕法煙氣脫硫工藝一般入口煙溫為120～150℃，出口煙溫為30～50℃，為避免脫硫降溫水耗過大及脫硫效率下降、煙囪排煙煙氣抬升高度不足導(dǎo)致近地污染(如石膏雨)、煙塵排放水霧長龍、以及昂貴的煙囪防腐處理等系列問題，普遍在脫硫裝置煙氣進(jìn)出口設(shè)置回轉(zhuǎn)式氣氣換熱器(Ro-tation Gas-Gas Heater，簡稱RGGH)。但從我國燃煤電廠已投運(yùn)的RGGH裝置來看，多數(shù)存在煙氣短路污染物逃逸導(dǎo)致SO2超標(biāo)排放、換熱片腐蝕、積灰結(jié)垢、煙氣堵塞、阻力大、運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用高等系列問題，故障嚴(yán)重時(shí)甚至影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

針對(duì)上述問題，國內(nèi)外在環(huán)保排放控制綜合要求不斷提高的推動(dòng)下，開發(fā)應(yīng)用了余熱利用低低溫?zé)煔馓幚砑夹g(shù)，提出了可以取代上述RGGH的MGGH(全稱為Mitsubishi Gas-Gas Heater)技術(shù)。MGGH系統(tǒng)是以電除塵器及濕法煙氣脫硫工藝的單一除塵和脫硫工藝路線為基礎(chǔ)，演變而來的一項(xiàng)既可提高除塵效率、降低煙氣腐蝕，又能實(shí)現(xiàn)利用余熱節(jié)能的新技術(shù)。

目前國內(nèi)火電機(jī)組的綜合環(huán)保工藝路線仍比較單一，單純的除塵和脫硫工藝路線已經(jīng)滿足不了未來環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展變化的要求,而且達(dá)不到節(jié)能減排的綜合效果，現(xiàn)有的MGGH系統(tǒng)存在諸多問題。本實(shí)用新型意在解決現(xiàn)有的MGGH技術(shù)存在電除塵器入口煙溫、煙囪入口煙溫調(diào)控困難以及板式換熱器換熱效果不足、引起機(jī)組低加調(diào)節(jié)控制困難擾動(dòng)大等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：解決目前國內(nèi)火電機(jī)組的綜合環(huán)保工藝路線仍比較單一，單純的除塵和脫硫工藝路線已經(jīng)滿足不了未來環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展變化的要求，而且達(dá)不到節(jié)能減排的綜合效果，解決現(xiàn)有的MGGH技術(shù)存在電除塵器入口煙溫、煙囪入口煙溫調(diào)控困難以及板式換熱器換熱效果不足、引起機(jī)組低加調(diào)節(jié)控制困難擾動(dòng)大等問題。

本實(shí)用新型目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

1.一種超凈排放燃煤機(jī)組開式低低溫余熱利用系統(tǒng)，包括布置在鍋爐尾部空氣預(yù)熱器后的煙氣冷卻器，以及布置在煙囪前的煙氣再熱器，還包括輔助加熱器、余熱回收熱水混合器、循環(huán)水及補(bǔ)水混合器以及升壓泵，煙氣冷卻器的出水口通過帶閥門的管路系統(tǒng)分別連通煙氣再熱器進(jìn)水口和余熱回收熱水混合器進(jìn)水口，煙氣再熱器的進(jìn)水口管路上還設(shè)有輔助加熱器，煙氣再熱器的出水口經(jīng)循環(huán)水及補(bǔ)水混合器以及升壓泵和帶閥門的管路系統(tǒng)連通煙氣冷卻器的進(jìn)水口，且該煙氣冷卻器的進(jìn)水口管路上還通過帶閥門的支路與煙氣再熱器的進(jìn)水口管路連通，循環(huán)水及補(bǔ)水混合器的進(jìn)水口還與凝結(jié)水系統(tǒng)軸封加熱器前的凝結(jié)水管路連通，且該循環(huán)水及補(bǔ)水混合器的進(jìn)水口管路上還通過帶閥門的支路與余熱回收熱水混合器的進(jìn)水口連通，余熱回收熱水混合器的出水口通過帶閥門的管路連通至低加系統(tǒng)管路。

作為選擇，余熱回收熱水混合器的出水口通過至少兩路帶閥門的管路連通至低加系統(tǒng)管路。作為進(jìn)一步選擇，余熱回收熱水混合器的出水口通過兩路帶閥門的管路分別連通至低加系統(tǒng)管路的第三級(jí)低加出口和第二級(jí)低加出口。

作為選擇，循環(huán)水及補(bǔ)水混合器的進(jìn)水口與凝結(jié)水泵出口以及第一級(jí)低加出口的凝結(jié)水管路分別連通。

作為選擇，輔助加熱器為輔助蒸汽加熱器。

作為選擇，升壓泵為變頻升壓泵。

作為選擇，煙氣冷卻器布置在鍋爐尾部空氣預(yù)熱器出口和靜電除塵器進(jìn)口之間的煙道內(nèi)，煙氣再熱器布置在濕式電除塵器出口煙道與煙囪之間的煙道內(nèi)。作為進(jìn)一步選擇，靜電除塵器和濕式電除塵器之間設(shè)有脫硫系統(tǒng)。

前述本實(shí)用新型主方案及其各進(jìn)一步選擇方案可以自由組合以形成多個(gè)方案，均為本實(shí)用新型可采用并要求保護(hù)的方案；且本實(shí)用新型，(各非沖突選擇)選擇之間以及和其他選擇之間也可以自由組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本實(shí)用新型方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識(shí)可明了有多種組合，均為本實(shí)用新型所要保護(hù)的技術(shù)方案，在此不做窮舉。

本專利的超凈排放燃煤機(jī)組開式低低溫余熱利用系統(tǒng)，采用開式凝結(jié)水循環(huán)回收余熱，其中所述“超凈排放燃煤機(jī)組”是指滿足GB 13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和GB3095-2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，以及《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020)》；所述“低低溫余熱利用”是指對(duì)鍋爐尾部空氣預(yù)熱器后的煙氣余熱的利用。

本專利采用布置換熱器(煙氣冷卻器和煙氣再熱器)直接利用凝結(jié)水與煙氣換熱，控制不同位置所需要的煙氣溫度，并適當(dāng)?shù)貙煔庥酂峄厥?。其中，煙氣冷卻器的溫度和吸熱能力由循環(huán)水及補(bǔ)水混合器抽取不同位置的凝結(jié)水，循環(huán)水及補(bǔ)水混合器內(nèi)的混水程度，(變頻)升壓泵的控制，以及煙氣冷卻器的入口管路至煙氣再熱器的入口管路的支路的分流程度共同調(diào)節(jié)確定；煙氣再熱器的溫度和放熱能力由煙氣冷卻器的出水與煙氣冷卻器的入口管路至煙氣再熱器的入口管路的支路的混水程度，以及輔助(蒸汽)加熱器的輔熱共同調(diào)節(jié)確定；回低加系統(tǒng)的回水溫度和流量由煙氣冷卻器的出水與余熱回收熱水混合器抽取不同位置的凝結(jié)水的混水程度共同調(diào)節(jié)確定，且該回水具有若干匹配低加系統(tǒng)的回水點(diǎn)，盡量減少對(duì)低加系統(tǒng)干擾。

本專利在鍋爐尾部空氣預(yù)熱器出口和靜電除塵器進(jìn)口之間的煙道內(nèi)布置煙氣冷卻器，將進(jìn)入靜電除塵器的煙氣溫度由降到90℃，進(jìn)而降低煙氣粉塵比電阻，發(fā)揮靜電除塵器的低溫除塵作用，使除塵效率大大提高。

本專利在濕式電除塵器出口煙道與煙囪之間的煙道內(nèi)布置煙氣再熱器，加熱濕式電除塵器出口的煙氣，提升進(jìn)入煙囪的煙氣溫度，煙氣溫度升高后再進(jìn)入煙囪，可以大大減緩煙氣對(duì)煙囪的腐蝕，消除煙氣排放的“白煙”現(xiàn)象。

本專利在余熱回收熱水回低加系統(tǒng)的管路(煙氣冷卻器出水口至低加系統(tǒng))上布置余熱回收熱水混合器，利用凝結(jié)水調(diào)節(jié)該余熱回收熱水混合器的熱水溫度，確保余熱回收熱水回低加系統(tǒng)溫度要求。夏季以及高負(fù)荷工況時(shí)，空預(yù)器出口排煙溫度較高，為使煙氣冷卻器出口溫度降至90℃，煙氣冷卻器的循環(huán)水吸熱量大于煙氣再熱器循環(huán)水放熱量，多余的熱量通過余熱回收熱水混合器調(diào)溫后的熱水回收至機(jī)組低加系統(tǒng)，從而排擠低加抽汽，降低煤耗，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。

本專利在煙氣再熱器循環(huán)水出口與變頻升壓泵之間的管路上布置循環(huán)水及補(bǔ)水混合器，補(bǔ)水水源引自凝結(jié)水系統(tǒng)軸封加熱器前的凝結(jié)水(例如凝結(jié)水泵出口以及第一級(jí)低加出口)，循環(huán)水及補(bǔ)水混合器同時(shí)起到膨脹水箱和補(bǔ)水裝置的作用，保證該開式系統(tǒng)水量平衡。

本專利在循環(huán)水及補(bǔ)水混合器與煙氣冷卻器之間的管路上布置變頻升壓泵。一方面，變頻升壓泵為系統(tǒng)水循環(huán)提供有力保障；另一方面，變頻升壓泵通過變頻器控制泵的電機(jī)頻率來調(diào)節(jié)進(jìn)入煙氣冷卻器的循環(huán)水流量，從而有效地控制煙氣冷卻器的出口煙氣溫度。

本專利設(shè)置至少兩路余熱回收熱水回低加系統(tǒng)管路(例如第三級(jí)低加出口和第二級(jí)低加出口)，根據(jù)季節(jié)和機(jī)組負(fù)荷情況選擇余熱回收熱水回低加系統(tǒng)路線，減少該系統(tǒng)對(duì)機(jī)組低加系統(tǒng)的影響。

本專利采用直接接觸式混合方式(循環(huán)水及補(bǔ)水混合器和余熱回收熱水混合器)，有效控制煙氣冷卻器入口循環(huán)水和余熱回收熱水的溫度，控制方法簡捷、高效。

本實(shí)用新型的有益效果：

1.通過抽取較小量的凝結(jié)水(約占凝結(jié)水總量5％)進(jìn)行開式循環(huán)，經(jīng)與空氣預(yù)熱器出口煙氣和煙囪入口前煙氣進(jìn)行熱交換，將回收的煙氣余熱回送至機(jī)組低加水系統(tǒng)，避免煙氣結(jié)露，防止煙氣低溫腐蝕。同時(shí)，通過余熱回收熱水混合器和循環(huán)水及補(bǔ)水混合器實(shí)現(xiàn)煙氣冷卻器入口水溫和余熱回收熱水溫度、流量的自動(dòng)控制，確保在各種工況電除塵器進(jìn)口煙氣溫度和進(jìn)煙囪煙氣溫度的自動(dòng)控制。

2.在高負(fù)荷時(shí)，通過該余熱回收系統(tǒng)回收的熱量可將凝結(jié)水溫度最高提高約5℃，實(shí)現(xiàn)余熱利用及節(jié)能減排。

3.煙氣冷卻器降低了除塵器的入口煙溫，同時(shí)因煙溫下降造成實(shí)際煙氣體積下降。粉塵的比電阻降低，電除塵器的除塵效率得到提高；

4.煙氣溫度降低，可以減少脫硫塔的水耗，同時(shí)可以減弱高溫?zé)煔鈱?duì)脫硫塔防腐材料的破壞；因除塵器前粉塵濃度相對(duì)較高，SO2的凝結(jié)酸液易被粉塵包裹，基本不會(huì)對(duì)下游設(shè)備造成腐蝕現(xiàn)象。

5.其次，煙氣再熱器提高煙囪排煙溫度，一方面可以減緩煙道和煙囪的腐蝕作用，另一方面，煙溫的提高可以解決煙囪的“白煙”現(xiàn)象，消除附近居民對(duì)排煙的誤解；

6.同時(shí)，煙溫的升高可以增強(qiáng)煙囪自身的拔升力，防止飽和煙氣攜帶的粉塵和液滴聚集在煙囪附近落到地面形成“石膏雨”現(xiàn)象，避免對(duì)電廠及周邊地區(qū)的環(huán)境產(chǎn)生污染或者電廠設(shè)備的腐蝕。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置流程示意圖；

其中煙氣冷卻器101、煙氣再熱器105、輔助蒸汽加熱器106、余熱回收熱水混合器108、循環(huán)水及補(bǔ)水混合器109、變頻升壓泵110、靜電除塵器102、脫硫系統(tǒng)103、濕式電除塵器104、凝汽器111、凝結(jié)水泵112、第一級(jí)低加114、第二級(jí)低加115、第三級(jí)低加116、鍋爐空氣預(yù)熱器113、煙囪107。

具體實(shí)施方式

下列非限制性實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型。

參考圖1所示，該超凈排放燃煤機(jī)組開式低低溫余熱利用系統(tǒng)，包括煙氣冷卻器101、煙氣再熱器105、輔助蒸汽加熱器106、余熱回收熱水混合器108、循環(huán)水及補(bǔ)水混合器109、變頻升壓泵110以及系統(tǒng)連接的管路系統(tǒng)、閥門及控制系統(tǒng)，并涉及機(jī)組的靜電除塵器102、脫硫系統(tǒng)103、濕式電除塵器104、凝汽器111、凝結(jié)水泵112、第一級(jí)低加114、第二級(jí)低加115、第三級(jí)低加116、鍋爐空氣預(yù)熱器113、煙囪107等。

煙氣冷卻器101布置在鍋爐尾部空氣預(yù)熱器113出口和靜電除塵器102進(jìn)口之間的煙道內(nèi)，進(jìn)入靜電除塵器102的煙氣溫度由120℃～150℃下降到90℃，進(jìn)入煙氣冷卻器101的凝結(jié)水溫度由70℃提高到105℃，進(jìn)而降低煙氣粉塵比電阻，發(fā)揮靜電除塵器102的低溫除塵作用，使除塵效率大大提高，同時(shí)減少脫硫塔水耗；

煙氣再熱器105布置在濕式電除塵器104出口煙道與煙囪之間的煙道內(nèi)，煙氣冷卻器101加熱后的部分熱水去加熱濕式電除塵器104出口的煙氣，煙氣溫度由45℃上升到80℃進(jìn)煙囪，水溫由105℃降至73℃。煙氣溫度升高到80℃后再進(jìn)入煙囪，可以大大減緩煙氣對(duì)煙囪的腐蝕，消除煙氣排放的“白煙”現(xiàn)象。

輔助蒸汽加熱器106布置在煙氣再熱器105之前的循環(huán)水管路上。低負(fù)荷工況和冬季工況運(yùn)行時(shí)，由于鍋爐空氣預(yù)熱器113出口煙溫相對(duì)較低，煙氣冷卻器101出口煙溫降至90℃所吸收的熱量不足以使?jié)袷诫姵龎m器104出口煙氣溫度由45℃升高至80℃。此時(shí)，蒸汽加熱器106需投入運(yùn)行，加熱循環(huán)熱水至一定的溫度，提供濕式電除塵器104出口煙氣溫度由45℃升至80℃所欠缺的熱量。

余熱回收熱水混合器108布置在余熱回收熱水回低加系統(tǒng)的管路上，利用凝結(jié)水調(diào)節(jié)熱水溫度，確保余熱回收熱水回低加系統(tǒng)溫度要求。夏季以及高負(fù)荷工況時(shí)，鍋爐尾部空氣預(yù)熱器113出口排煙溫度較高，為使煙氣冷卻器101出口溫度降至90℃，煙氣冷卻器101的循環(huán)水吸熱量大于煙氣再熱器105循環(huán)水放熱量，多余的熱量通過余熱回收熱水混合器108調(diào)溫后的熱水回收至機(jī)組低加系統(tǒng)，從而排擠低加抽汽，降低煤耗，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。

循環(huán)水及補(bǔ)水混合器109布置在煙氣再熱器105循環(huán)水出口與變頻升壓泵110之間的管路上，補(bǔ)水水源引自凝結(jié)水系統(tǒng)軸封加熱器前的凝結(jié)水，循環(huán)水及補(bǔ)水混合器109同時(shí)起到膨脹水箱和補(bǔ)水裝置的作用，保證該開式系統(tǒng)水量平衡。

變頻升壓泵110布置于循環(huán)水及補(bǔ)水混合器109與煙氣冷卻器101之間的管路上。一方面，變頻升壓泵110為系統(tǒng)水循環(huán)提供有力保障；另一方面，變頻升壓泵110通過變頻器控制泵的電機(jī)頻率來調(diào)節(jié)進(jìn)入煙氣冷卻器的循環(huán)水流量，從而有效地控制煙氣冷卻器的出口煙氣溫度。

在高負(fù)荷和夏季工況時(shí)，調(diào)溫后約70℃的循環(huán)水經(jīng)變頻升壓泵110送至煙氣冷卻器101與煙氣換熱，循環(huán)水出煙氣冷卻器101的溫度達(dá)到105℃，絕大部分循環(huán)熱水在送至煙氣再熱器105加熱煙氣。多余的105℃熱水作為余熱回收載體可直接送回到第三級(jí)低加116出口，二者水溫剛好匹配，也可經(jīng)調(diào)溫后送回第二級(jí)低加115出口。該開式低低溫余熱利用系統(tǒng)直接通過凝結(jié)水補(bǔ)水。

低負(fù)荷時(shí)，無余熱回收，增加輔助蒸汽作為輔助熱源補(bǔ)充進(jìn)該系統(tǒng)，補(bǔ)水取自第一級(jí)低加114出口，維持該系統(tǒng)與低加系統(tǒng)低流量循環(huán)水交換，有效避免長時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)閉式循環(huán)對(duì)水質(zhì)的影響。

通過控制煙氣冷卻器101、煙氣再熱器105以及旁路系統(tǒng)的循環(huán)水流量來調(diào)節(jié)不同負(fù)荷時(shí)兩個(gè)煙氣換熱器的熱交換量，控制相應(yīng)出口煙溫滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。

以一臺(tái)300MW的機(jī)組為例，100％ECR該系統(tǒng)部分參數(shù)如下：

出鍋爐尾部空氣預(yù)熱器113進(jìn)入靜電除塵器102的煙氣溫度由140℃下降到90℃，進(jìn)入煙氣冷卻器的凝結(jié)水溫度由70℃，520t/h提高到105℃，520t/h。煙氣冷卻器101加熱后的部分熱水479.7t/h去煙氣再熱器105加熱濕式電除塵器104出口的煙氣，煙氣溫度由45℃上升到80℃進(jìn)煙囪，水溫由105℃降至73℃，多余的105℃熱水40.3t/h至余熱回收熱水混合器108。

循環(huán)水及補(bǔ)水混合器109布置在煙氣再熱器循環(huán)水出口與升壓泵之間的管路上，補(bǔ)水水源引自凝結(jié)水系統(tǒng)軸封加熱器前至第一級(jí)低加114之間的34℃的凝結(jié)水。余熱回收熱水混合器108需要調(diào)溫時(shí)，凝結(jié)水分兩路，一路40.3t/h至循環(huán)水及補(bǔ)水混合器109，另一路16.8t/h至余熱回收熱水混合器108進(jìn)行調(diào)溫。

循環(huán)水及補(bǔ)水混合器109調(diào)溫后約70℃的循環(huán)水經(jīng)變頻升壓泵110送至煙氣冷卻器101與煙氣換熱。

余熱回收熱水混合器108的105℃熱水作為余熱回收載體可直接送回到第三級(jí)低加116出口，二者水溫剛好匹配，也可經(jīng)16.8t/h的凝結(jié)水調(diào)溫84.1℃，57.1t/h后送回第二級(jí)低加115出口。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。