[发明专利]一种基于烟气冷却的除尘脱硫增效综合节能减排装置

说明书

技术领域

本发明属于电站锅炉技术领域，具体涉及一种基于烟气冷却的除尘脱硫增效综合节能减排装置。

背景技术

近几年我国原煤产量年均30.5亿吨左右，发电原煤15.6亿吨，以燃煤为主的火力发电量仍占全部发电量的80％以上。对于火力发电厂来说，排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，一般在5％～8％，占锅炉总热损失的80％或更高。影响排烟热损失的主要因素是锅炉排烟温度，我国许多电站锅炉的排烟温度实际运行值都高于设计值约20～50℃，达到130～150℃，大幅度降低排烟温度将极大地提高电站锅炉的经济性。经过实际计算发现：排烟温度降低35℃左右，系统发电循环效率提高0.5％以上，每度电节约1.5克标准煤以上，具有明显的节能减排潜力。

如上所述，一方面排烟温度过高将会带来严重的能源浪费，一般情况下，排烟温度每升高10℃，排烟热损失增加0.6％～1.0％。以往降低排烟温度的方法主要有改造省煤器、改造空气预热器、增加低压省煤器等。但是由于低温烟气中含有酸性气体，结露后腐蚀严重，烟气中的飞灰与结露的硫酸混合在一起，以比干灰高得多的黏附力粘附在受热面上，使得目前常规清灰装置不能将其有效地清除，导致常规方法只能将烟温降到120℃左右，节能效果有限。

而另一方面，我国污染物控制标准规定2004年1月1日起新建燃煤电厂执行50mg/m³粉尘排放标准，随着环保要求的不断升级，火电厂将执行更加严格的30mg/m³粉尘排放标准。静电除尘器的使用率在美国达到80％，欧盟85％，日本99％，中国大于90％，因此静电除尘器的实际运行效率是能否粉尘排放达标的关键。具体来讲，我国煤种多变，煤中含灰量大、灰中Si₂O+Al₂O₃含量高、碱金属含量低、含硫量低，导致飞灰比电阻超过临界值，静电除尘器的实际运行工况偏离设计工况，严重降低了除尘的效率。据统计，静电除尘器能达到50mg/m³粉尘排放标准的占63.6％；能达到30mg/m³粉尘排放标准的占21.8％，如果执行30mg/m³粉尘排放标准，绝大多数在役静电除尘器将面临改造。目前主要的改造方案有：增加静电除尘器的电场数和尺寸、采用旋转电极技术、采用烟气调质技术、改用布袋除尘器和使用电袋合一技术等，传统改造方法虽然效果显著，但是改造费用、运行费用、维修费用等都非常高。据国外研究表明，烟气温度从150℃降到130℃，静电除尘器的效率提高0.07％～1.82％(效率提高值根据煤种的不同而不同)；烟气温度从150℃降到120℃，静电除尘器效率提高0.18％～3.48％；烟气温度从150℃降到100℃，静电除尘器效率提高0.23％～6.38％，因此从这个角度也能说明降低烟气温度可以大幅提高静电除尘器的效率。

加上脱硫系统已应用十分广泛，新建机组普遍不安装烟气换热器GGH，已安装烟气换热器GGH的机组，由于烟气换热器GGH运行可靠性较差，属于高耗能、高造价、低可靠性的系统，都有意将其拆除。取消烟气换热器GGH的普遍做法提高了进入脱硫塔的烟气温度，降低了脱硫塔进口区域的脱硫效率；若要保持脱硫效率不变，势必增加喷水减温，使烟温降低到适于脱硫的85℃左右，这样将会增加大量的工艺冷却水量，造成水资源浪费。

2009年6月，国家环保部与质检总局出台了《火电厂大气污染排放标准》(征求意见稿)，规定到2015年起，重点地区火电机组都应安装脱销系统，且执行200mg/m³的NOX排放标准，其他地区的火电机组执行400mg/m³的排放标准。因此很多在役机组将会加装脱销系统，由于脱硝系统阻力较大，使得引风机与增压风机的工作点发生较大变化，也同样需要改造。

随着环保要求的不断提升，新建机组已不设脱硫系统旁通烟道，在役机组的旁通烟道也将被取消，旁通烟道与GGH的取消将导致增压风机失去存在的意义。如果仍然采用增压风机与引风机单独布置的格局，将会浪费大量空间、增加不必要的初投资、容易引起增压风机与引风机工作点的不同步导致的风机效率下降。

综上所述，火电厂尾部烟道脱硫、脱硝、除尘和增压风机、引风机在节能增效的改造中存在一系列的问题，急需一种实施效果显著、费用低的新型系统来综合解决上述的所有问题。

发明内容