[发明专利]一种燃煤电厂烟气回热系统及节能节水超净排放方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃煤电厂烟气回热系统及节能节水超净排放方法。

背景技术

燃煤电厂能源消耗量大，SO₂等污染物的排放对环境造成污染。煤炭作为不可再生能源逐渐减少，大气环境污染问题日益严峻。在此背景下，要求发电厂不断挖掘节能潜力和加大污染物治理的力度。

排烟热损失在燃煤电厂能量损失中占有很大比重，因此降低排烟热损失成为燃煤电厂节能的技术方向之一，但是目前大部分烟气余热利用技术只是通过吸收烟气显热的方式降低排烟热损失，受到烟气低温结露因素的限制，传统烟气余热利用技术的空间已经到达极限，本发明涉及的方法将突破传统技术的极限，回收利用烟气显热的同时，回收利用烟气中部分水蒸气的汽化潜热，实现深度烟气余热回收利用。

在热力发电厂的能量循环中，能转化成有用功的能量称为(拼音yong)，在热力发电厂的设备中，损失最大的设备是锅炉，损失大约占总损失的57％，这主要是由于锅炉内的不可逆热损失比较大，包括燃烧过程的不可逆损失，以及进入锅炉的物质(包括空气和煤炭)在被加热过程的不可逆热损失，该不可逆热损失主要是由于进入锅炉的物质与炉膛温度的温差大造成的。基于此，本专利提出利用多级烟气回热，对进入锅炉的空气和煤进行多级加热，尽量减少传热温差，从而减少该环节的不可逆热损失，达到节能的目的。

石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术由于具有脱硫效率高、运行稳定可靠等一系列优点，已在国内大型燃煤电厂得到广泛应用。但是该技术耗水量大，在缺水地区推广一直受到限制，需要解决节约用水的问题。另外随着环保要求的提高，尤其是在超净排放的要求下，该技术不能确保实现超净排放的要求，需要进行增效改造。本专利提出了一种从脱硫浆液中吸收热量，降低浆液温度以提高脱硫效率的技术方案，本方案同时间接吸收烟气余热和从烟气中分离部分水蒸气，兼顾实现节能、节水的目的。

发明专利《一种多级余热回收装置》(申请号：201110379906.5，申请日：2011-11-25)和《电厂锅炉烟气余热的深度回收利用及减排系统》(申请号：201310534820.4，申请日：2013-11-04)只是通过吸收烟气显热的方式降低排烟热损失，未对烟气中水蒸气潜热进行回收利用，也未达到节水的目的。

发明专利《一种燃煤锅炉烟气余热深度回收利用与烟气冷凝脱硫除尘用省煤器》(申请号：201110260716.1，申请日：2011-09-06)提供了一种利用烟气中水蒸气气化潜热的省煤器，该专利所涉及的技术虽然利用了烟气中部分水蒸气的气化潜热，但是烟气中的水分未被清洁的分离下来加以利用，而是产生了含尘、含酸废水；并且烟气温度仅降低到60℃左右。而本专利采用完全不同的技术路线，将烟气中的部分水分清洁的分离出来，可以加以利用，烟气温度降低到30-40℃左右。

发明专利《一种脱硫降温增效与余热回收利用的系统及方法》(申请号：201410405985.6，申请日：2014-08-18)未采用低温省煤器对脱硫塔前的烟气进行降温，未设置真空闪蒸闪凝装置，不能从烟气中分离出水，节水效果不明显。相同情况下，不能达到本专利的余热利用深度。本专利可以将烟气温度降低到30-40℃，而201410405985.6如果将烟气温度降低到30-40℃，则烟气中的部分水蒸气将凝结成水留在脱硫塔内，破坏脱硫塔内的水平衡，使得脱硫塔无法正常高效运行。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种燃煤电厂烟气回热系统及节能节水超净排放方法，烟气回热系统采用三级回热方式：首先在锅炉烟风系统的空气预热器后设置低温省煤器，将烟气温度降低到90-110℃，所吸收的热量用于加热进入锅炉的一二次风，此为第一级烟气回热；然后通过设置与脱硫塔连接的真空闪蒸闪凝装置和低温热泵换热装置，将烟气温度降低到30-40℃，所吸收的热量用于加热进入锅炉的一二次风和加热干燥煤炭，此为第二级烟气回热；最后，将锅炉排渣系统吸收的炉渣的热量输送到煤仓对煤炭进行加热，此为第三级回热。对于进入锅炉的一二次风，在传统的空气预热器加热的基础上，增加了两级加热，热量分别来自于第一级和第二级烟气回热；对于进入锅炉的煤，采用两级加热和干燥，热量分别来自于第二级和第三级烟气回热，本发明采用多级回热的系统，其目的是最大程度减少锅炉的不可逆热损失，以获得最大的节能量。

该方法通过将烟气中的部分水蒸气冷凝方式分离下来，得到清洁的水，实现节水的目标；通过吸收烟气的显热和其中部分水蒸气的潜热进行深度余热利用，实现节能的目标；通过降低喷入脱硫塔内的脱硫浆液温度提高脱硫效率，达到超净排放目的。