[发明专利]一种液态排渣锅炉灰渣余热回收利用的方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于余热回收综合利用领域，特别涉及一种液态排渣锅炉灰渣余热回收利用的方法和系统。

背景技术

锅炉按照排渣方式可分为固态排渣锅炉和液态排渣锅炉。液态排渣锅炉中，燃料燃烧后产生的灰渣呈液态排出。排出的液态渣温度很高，必须经过冷却处理才能进行之后的综合利用，目前大部分的液态排渣锅炉都利用水作为冷却介质来处理液态渣，即通过出渣装置将液态渣排至粒化水箱，用冲渣水将液态渣粒化冷却，然后由捞渣设备或直接冲渣的激流喷嘴排出冷渣粒。高温液态渣具有的高品质热能在粒化冷却过程中被转换成大量冲渣水的低品质热能，并被白白浪费掉，没有得到合理的利用。液态排渣锅炉的捕渣率较高，例如旋风炉的捕渣率能达到70%以上，这些高温液态渣排出时带走热量，导致液态排渣锅炉的灰渣物理热损失较高，尤其是燃用高灰分煤时，其灰渣物理热损失更大。

由于液态灰渣的粒化是靠其由液态迅速冷凝为固态时产生很高的内应力而实现的，因此要保证较好的粒化效果，冲渣水应保持较低的水温，一般规定水温不超过60-65℃。液态渣排出时的温度在1300-1600℃，按照灰渣的性质其焓值为1360-1875KJ/Kg，假定冲渣水在粒化冷渣过程中被加热40-50℃，则所需的粒化冷却水量约为7-12吨/吨渣，由此可见处理灰渣所消耗的冲渣水量非常大，不仅严重浪费水资源，而且产生的大量冲渣水作为低品位热源，其中热量的回收率低，利用效果不佳。

灰渣的主要成分为CaO、SiO₂、MgO、Al₂O₃以及Fe₂O₃，pH值大于7，略显碱性，冷却过程中生成难溶于水的碳酸钙沉淀，使冲渣水的硬度升高，有可能导致管道和设备结垢。灰渣与冲渣水接触时会产生H₂S等有害气体。冲渣水中含有大量固体颗粒和悬浮物，会对设备产生磨损，直接排入环境也将造成环境污染。

液态排渣炉在运行过程中，经常发生析铁现象，即从熔渣中离析出熔化的铁单质。一定量的铁单质聚集并随液态渣流入粒化水箱时与水发生反应，会分解出氢气，容易发生氢气爆炸事故，破坏性极大。

这些问题已成为制约液态排渣锅炉热效率和环保效益提高的瓶颈，亟待解决，在能源匮乏的今天，液态灰渣热量更应得到充分回收和有效利用。

能源匮乏和环境污染已成为可持续发展的两大挑战。为了保护环境，我国有超过90%的燃煤机组安装了湿法烟气脱硫技术（WFGD），脱硫后的烟气温度为50℃左右，低于酸露点，对湿法脱硫设备后的烟道和烟囱有很强的腐蚀性。机组投入运行后，烟囱出口经常形成白色烟气，烟囱附近区域飘落大量细小液滴，液滴蒸发后留下白色固体痕迹，很难清除掉，这种现象称为“石膏雨”。石膏雨对沉降区域内的建筑、设备等造成损害，影响周围居民的生活生产及出行。我国《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》中规定设计工况下脱硫后的烟囱入口的烟气温度应达到80℃以上排放。在燃煤电厂较为密集的地区和城区及近郊、风景名胜区等对环境质量有特殊要求的地区，火电厂应对湿法脱硫后的净烟气进行升温处理。目前为了解决这一问题，一些电厂安装了烟气换热器（GGH）加热净烟气，但GGH在运行过程中会出现严重的腐蚀和堵塞问题，影响机组的安全运行，并且GGH的投资、运行和维护成本高，系统复杂，目前正在逐步被取消。若采用二次风再热净烟气时会降低二次风温和排烟温度，增加煤耗率。这些问题已经成为湿法脱硫技术的重要隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效回收液态渣的热量，并将其用于加热湿法脱硫后净烟气，以解决液态排渣锅炉灰渣物理热损失大的问题，同时利用排渣余热提高烟囱入口烟温，防止烟囱腐蚀，改善烟气的热浮力和扩散能力，治理“石膏雨”现象的液态排渣锅炉灰渣余热回收利用的方法和系统。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括带有排渣口的液态排渣锅炉以及与液态排渣锅炉的尾部烟道出口相连通的空气预热器，空气预热器的出口依次与安装在烟道上的除尘器、引风机、增压风机，湿法脱硫设备和烟囱相连通，还包括与排渣口相连通的带有出渣口的液态渣干式冷却装置，液态渣干式冷却装置的冷风入口与风机相连通，液态渣干式冷却装置的热风出口经管道与湿法脱硫设备和烟囱之间的烟道相连通，且在管道上还安装有热风除尘设备。

所述热风除尘设备出口的管道中设置流量调节装置。

所述热风除尘设备出口的管道与湿法脱硫设备和烟囱之间的烟道连接处设置有烟气混合装置。

所述风机入口端通过管道与湿法脱硫设备出口的烟道相连通。