一種節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于廢氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國是典型的煤炭大國，國內(nèi)電力主要以燃煤火力發(fā)電為主。截至2013年底，我 國發(fā)電裝機容量突破12億千瓦，其中火電8. 62億千瓦，占全部裝機容量的69. 13%。而煤 電的裝機容量達到了 7. 86億千瓦。在霧霾嚴重的京津冀魯、長三角地區(qū)，單位國土面積上 煤電裝機遠遠超過西北地區(qū)，單位面積的大氣污染排放均為全國平均水平的數(shù)倍以上。
[0003] 許多城市目前將治理大氣污染的出路瞄準"煤改氣"，但嚴重受制于氣源不足。 2013年中國天然氣的產(chǎn)量達到1210億立方米，表觀消費量達到1692億立方米，供需缺口超 過500億立方米；預計今年消費量將達1860億立方米，進口天然氣630億立方米，對外依存 度升至33. 6%。
[0004] 盡管清潔能源項目不斷上馬，但考察中國能源結(jié)構(gòu)，一次性能源消費里煤炭仍占 70%以上，發(fā)電量中火電發(fā)電量仍占70 %以上，煤炭作為主體能源的地位和承擔保障中國 能源安全穩(wěn)定供應的重任相當長一段時間內(nèi)難以改變。
[0005] 目前，中國國家能源局已經(jīng)發(fā)布《煤電節(jié)能減排升級改造行動計劃（2014-2020)》， 重點力促煤炭、火電領(lǐng)域進行設(shè)備更新、技術(shù)改造，同時對于粉塵排放有了進一步嚴格的要 求，東部地區(qū)（遼寧、北京、天津、河北、山東、上海、江蘇、浙江、福建、廣東、海南等11省市） 新建燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值（即在基準氧含量 6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米）。
[0006] 在減排方面，燃煤電廠為了解決鍋爐煙氣排放污染問題，近年來采取了大量 技術(shù)措施，減少煙塵、so2、氮氧化物等污染物的排放，先后進行了靜電除塵器、煙氣脫硫 系統(tǒng)（FGD)、煙氣脫硝系統(tǒng)（SCR)的增設(shè)和改造，但《煤電節(jié)能減排升級改造行動計劃 (2014-2020)》的發(fā)布意味著在當前的技術(shù)、設(shè)備基礎(chǔ)上需要進一步革新，嚴格控制大氣污 染的排放水平。
[0007] 電站鍋爐的排煙溫度是鍋爐設(shè)計的主要性能指標之一，它影響鍋爐的熱效率、鍋 爐制造成本、鍋爐尾部受熱面的煙氣低溫腐蝕、煙氣結(jié)露引起的尾部受熱面堵灰、煙道阻力 和引風機電功率消耗等，涉及到鍋爐的經(jīng)濟性和安全性。同時，鍋爐排煙熱損失占鍋爐熱 損失的一半以上，通過煙氣余熱利用減少排煙熱損失是降低電站鍋爐能耗的重要途徑之 一。傳統(tǒng)電站鍋爐的排煙溫度在120~140°C之間，然而當前廣泛采用的濕法脫硫工藝要求 通過噴淋方式在脫硫塔內(nèi)先將煙氣溫度降低到50°C左右，不僅消耗了大量的水和電能，而 且也增加了煙氣排放量，加劇了電廠周邊的石膏雨現(xiàn)象，因此從節(jié)能減排和經(jīng)濟性兩方面 考慮，進一步降低排煙溫度成為目前電站鍋爐節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展的必然選擇。
[0008] 鍋爐煙氣余熱回收設(shè)備通常布置在煙氣溫度相對較低的尾部煙道，采用普通的不 銹鋼金屬管材質(zhì)，在這一溫度條件下煙氣中的硫酸蒸汽和水蒸汽容易結(jié)露，附著在金屬管 壁面后會引起低溫腐蝕和堵灰問題，嚴重限制了設(shè)備的使用壽命，降低了余熱回收的經(jīng)濟 性與安全性。雖然可以通過采用耐腐蝕的特種合金鋼材質(zhì)緩解低溫腐蝕，但仍然不能完全 解決這一問題，同時高昂的造價與維護成本也大大降低余熱回收的經(jīng)濟性。工程中為了 避免低溫腐蝕問題，普遍將余熱回收后的煙氣溫度維持在酸露點以上，通常情況最低選在 90°C左右，然而與脫硫塔內(nèi)的工作溫度50°C相比，有大量的余熱沒有得到有效回收利用，并 且煙氣仍然需要通過消耗水與能量的方式實現(xiàn)降溫。
[0009] 因此，要達到真正意義上的清潔排放，需要一種簡單、可靠、高效的系統(tǒng)來解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明提供一種節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，通過余熱回收系統(tǒng)和除塵系 統(tǒng)，達到真正意義上的清潔排放，且簡單、可靠、高效。
[0011] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0012] (1) 一種節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，包括鍋爐、空氣預熱器、風機、靜電除塵 器和脫硫塔，其特征在于：在脫硫塔的上游方向布置余熱回收系統(tǒng)，在脫硫塔后布置除塵系 統(tǒng)；或在脫硫塔的上游方向布置余熱回收系統(tǒng)；或者在脫硫塔后布置除塵系統(tǒng)。
[0013] (2)根據(jù)⑴所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，所述余熱回收系統(tǒng)，將鍋爐 尾部高溫煙氣中的熱量回收，通過加熱汽輪機冷凝水或給水，將回收的熱量送至下列三項 中的任一項或任意組合之中：汽輪機低壓加熱器、汽輪機高壓加熱器和除氧器。
[0014] (3)根據(jù)（1)至（2)的任一項所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，所述余熱回 收系統(tǒng)包括非金屬管式換熱器和非接觸式冷卻器，所述非金屬管式換熱器與非接觸式冷卻 器組成閉式水循環(huán)回路。
[0015] (4)根據(jù)（1)至（3)的任一項所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，所述非金屬 管式換熱器處回收的熱量可通過直接或者間接的利用方式用于加熱汽輪機冷凝水或給水。
[0016] (5)根據(jù)⑴至⑷的任一項所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，所述非金屬 管式換熱器布置于煙道上，管程為來自非接觸式冷卻器出口的循環(huán)水，殼程為鍋爐尾部的 高溫煙氣。
[0017] (6)根據(jù)（1)至（5)的任一項所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，所述非接觸 式冷卻器布置于非金屬管式換熱器與汽輪機加熱器之間或布置在風機與空氣預熱器之間 的風道上，管程為來自非金屬管式換熱器出口的循環(huán)水，殼程為來自冷凝器的冷凝水或加 熱器的給水，或者為來自風機的冷風。
[0018] (7)根據(jù)（1)至（6)的任一項所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在 于：所述非金屬管式換熱器中換熱管均采用氟塑料或聚丁烯材料制成；換熱管的管外徑與 壁厚之比均為10:0. 8-10:1. 2。
[0019] (8)根據(jù)（1)至（7)的任一項所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在 于：所述非金屬管式換熱器中換熱管的垂直于煙氣流向的橫排管排數(shù)范圍為100-1500排； 換熱管的平行于煙氣流向的縱排管排數(shù)范圍為10-120排。
[0020] (9)根據(jù)（1)至（8)的任一項所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，其特征 在于：所述非金屬管式換熱器入口處煙氣溫度范圍為1_200°C，出口處煙氣溫度范圍為 1-140。。。
[0021] (10)根據(jù)⑴至（9)的任一項所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在 于：所述非金屬管式換熱器殼程入口處煙氣流量范圍為10000-60(KKKK)Nm3/h，管程循環(huán)水 流量范圍為 10000_6000000kg/h。
[0022] (11)根據(jù)⑴至（10)的任一項所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在 于：所述非金屬管式換熱器入口處煙道分為9個區(qū)域，非金屬管式換熱器對煙道內(nèi)各個區(qū) 域的風速要求為：區(qū)域1的風速范圍為l_30m/s，區(qū)域2的風速范圍為l-30m/s，區(qū)域3的風 速范圍為l_30m/s，區(qū)域4的風速范圍為l-30m/s，區(qū)域5的風速范圍為l-30m/s，區(qū)域6的 風速范圍為l_30m/s，區(qū)域7的風速范圍為l-30m/s，區(qū)域8的風速范圍為l-30m/s，區(qū)域9 的風速范圍為l-30m/s;9個區(qū)域最大最小風速之差不能超過最大風速的30%。
[0023] (12)根據(jù)⑴至（11)的任一項所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在 于：所述非金屬管式換熱器的外觀尺寸范圍為矩形：長1-20米、寬1-20米；圓形：半徑1-15 米。
[0024] (13)根據(jù)⑴至（12)的任一項所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在 于：所述非接觸式冷卻器中循環(huán)水輸入溫度范圍為1_50°C;輸出溫度范圍為1-KKTC。
[0025] (14)根據(jù)⑴至（13)的任一項所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在 于：所述氟塑料的表面接觸角為：95° -115° ;所述氟塑料的化學通式為：
[0026]
[0027] 所述化學通式中：m為50-100,n為1 ;
[0028] 所述氟塑料的分子量范圍：1X103-1X108。
[0029] (15)根據(jù)⑴至（14)的任一項所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，所述直接 利用方式為回收的余熱在非接觸冷卻器處直接用于加熱來自冷凝器的冷凝水或者加熱器 的給水。
[0030] (16)根據(jù)⑴至（15)的任一項所述的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，所述間接 利用方式為回收的余熱在非接觸式冷卻器處用于加熱冷風，熱量在送入空氣預熱器后置換 出具有高熱品位的煙氣，并使用此高熱品位的煙氣加熱來自冷凝器的冷凝水或者加熱器的 給水。
[0031] (17)根據(jù)（16)的節(jié)能低塵排放燃煤火力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述直接利 用方式中非金屬管式換熱器中進口煙氣溫度范圍為100-200°C，出口煙氣溫度范圍為 60-140°C，煙氣流量范圍為50000-6000000Nm3/h;循環(huán)水輸入溫度范圍為30-60°C，輸出溫 度范圍為40-100°C，流量范圍為20000-6000000kg/h;非接觸式冷卻器中冷凝水或給水輸 入溫度范圍為10_50°C，輸出溫度范圍為30-100°C，流量范圍為20000-6000000kg/h。
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