[发明专利]一种锅炉超低灰尾部烟道系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种锅炉烟道系统，特别涉及一种能够把锅炉省煤器出口的烟气含尘浓度大幅度降低、使得整个尾部烟道均处于几乎无灰工作状态的锅炉烟道系统，属于热力发电领域。

背景技术

目前的锅炉尾部烟道系统，烟气除尘系统一般设置在空气预热器之后、脱硫装置之前的烟道内。由于锅炉燃烧时，尤其是燃煤锅炉燃烧时，会产生大量的灰，在高灰尘烟气环境下工作的设备均受到灰的影响。

含尘烟气流经脱硝系统时，飞灰中含有的Na、K、Si、As等元素会使催化剂污染或中毒，而且含有微尘颗粒的烟气磨损反应器并使蜂窝状的催化剂堵塞，降低脱硝效率，增加运行成本。也有学者对脱硝系统做出改进，在脱硝系统的入口部分增加除尘设备以便去除进入脱硝系统的大颗粒灰尘，不过这种除尘设备仅是为了去除进入脱硝系统的大颗粒灰尘，为脱硝系统服务，其除尘效果远远达不到国家的排放要求，烟道中的进一步除尘设备仍然不可或缺。而且脱硝设备之后的烟道仍然处于有灰尘状态，这些设备依然工作在有灰的环境中。

空气预热器和烟气余热回收系统受到灰的磨损、积灰的影响，使得传热系数下降，可靠性下降；空气预热器的换热波纹板，由于要考虑积灰的作用，所以波纹间距较大，也导致了换热系数的降低。位于空气预热器之后的烟气冷却器，更会受到可能堵灰的影响，导致换热性能快速下降，流动阻力急剧升高。

图1所示为改造前的现有锅炉烟道系统，锅炉炉膛(未示出)中燃烧产生的含尘烟气经烟道入口在引风机的作用下依次进入省煤器、脱硝系统、空气预热器、烟气余热回收系统、静电除尘器、引风机和脱硫系统，最终经过烟囱排出。脱硝系统采用选择性催化还原法，即SCR法。在温度300℃左右时，催化剂处于较高活性，故能达到90％的脱硝效率，但是飞灰中含有的Na、K、Si、As等元素，造成催化剂污染或中毒，减少催化剂寿命，而且含有微尘颗粒的烟气磨损反应器并使蜂窝状的催化剂堵塞，故要保持90％的脱硝效率则需较高的投资和运行成本。空气预热器运行于高浓度飞灰环境中，这带来两个方面的问题。一方面，空气预热器存在较严重的磨损问题。经测量，额定负荷运行情况下，空气预热器位置处的平均飞灰浓度达到18.6g/kg。由于飞灰浓度较高，烟速快，空气预热器磨损严重，因此设计时需要采用刚性高、耐磨损性能好的钢材作为换热管材料，空气预热器的制造成本非常高。另一方面，由于烟气中的微尘颗粒附着在换热表面上，造成换热器换热热阻增大，使得排烟温度偏高。该比较例的实际运行过程中，满负荷时排烟温度为150℃，高于设计值130℃。而排烟温度每升高10℃，锅炉效率降低0.5％。烟气余热回收系统布置在空气预热器与静电除尘之间，烟气余热回收利用系统包括进口联箱61、出口联箱62和换热管束63，换热管束为螺旋翅片管。由于该对比例中的烟气余热回收利用系统工作于高灰浓度的烟气环境中，换热管束的翅片之间非常容易积灰而造成烟道堵塞，一方面造成烟气余热回收系统换热效率下降，另一方面给整个烟道运行环境带来很大阻力，造成引风机出力增加，因此含尘环境中换热管束的翅片间距设计时一般按照螺旋翅片管不低于10mm，H型翅片管不低于17mm进行设计。该现有技术中翅片间距设计为10mm。额定功率运行情况下，烟气余热回收系统的进烟温度为135℃，排烟温度为110℃，此时烟气余热回收系统的进水温度为80℃，流量为65t/h，出水温度为95-105℃。静电除尘器布置在空气预热器的出口端，设计除尘效率为99.4％，除尘器出口含尘浓度为200mg/m³。该静电除尘器初投资和运行费用较高，在运行过程中受锅炉负荷变化影响，不能绝对保证除尘效率，无法应对今后国家更严格的排放标准。经过除尘后的烟气经过引风机、脱硫装置和烟囱排出锅炉排烟系统进入大气。

因此，设置于锅炉尾部烟道的各种设备的可靠性和经济性均受到烟气含灰浓度的影响，导致性能劣化。严重时还可以影响锅炉的正常运行。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有设备技术的不足，而提供一种锅炉超低灰尾部烟道系统，能给设备的可靠工作和高效工作带来了环境的保障，基本处于无灰环境，从而可以提高锅炉乃至整个发电厂的可靠性。

本发明采取的技术方案为：

一种锅炉超低灰尾部烟道系统，包括省煤器、脱硝系统、空气预热器，在省煤器之后脱硝系统之前设有高温除尘系统，脱硝系统通过依次连接的空气预热器、烟气余热回收系统、引风机与脱硫系统相通，脱硫系统连接有烟囱。

高温除尘器之后的尾部烟道的烟气含尘量均处于较低水平，其后所有的设备均处于洁净环境。

所述高温除尘系统采用高温电除尘器。