[发明专利]一种基于相变换热和氟塑料技术的烟气再热系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气再热系统，特别涉及一种基于相变换热和氟塑料技术的烟气再热系统。该烟气再热系统能够提高烟气余热的利用率，加大锅炉排烟的动力，其主要应用在火力发电锅炉、工业窑炉、加热炉等尾部烟道系统中。

背景技术

由于使用燃煤成分的多变，国内现有火电厂中实际运行排烟温度经常达不到设计值，导致锅炉实际运行效率的下降；另外较高的排烟温度也不利于锅炉尾部烟道中的除尘器的正常运行，影响除尘器的工作效率和使用寿命，降低了机组的运行稳定性。

另外，现有在运行的火电厂一般都采用了湿法脱硫技术，将锅炉烟气通过湿法脱硫系统脱硫后再通过烟囱排放至大气中。但是烟气在湿法脱硫后，烟气温度下降至一个较低的水平，导致烟气中酸露凝结，会腐蚀破坏烟道和烟囱内壁，造成了不可弥补的损伤，降低了机组的运行可靠性，缩短了机组的维护检修周期，在增加了机组维护维修费用的同时，也减少了机组的发电量和收入；此外，脱硫后的低温烟气，如果直接经过烟囱进行大气排放，烟气的排升动力不足，将加大烟囱排放的难度，减少烟气排放的扩散高度和范围；容易在电厂周边形成石膏雨和酸性液滴的沉降，对电厂周边的环境造成严重的破坏，影响电厂的运行和有关评价。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种基于相变换热和氟塑料技术的烟气再热系统，既能对余热进行有效的回收利用，又能对脱硫后烟气温度提升，确保烟气的排升动力，扩大烟气排放的扩散高度和范围，减小对周围环境的不利影响。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于相变换热和氟塑料技术的烟气再热系统，设置在锅炉的烟道尾部，该烟道尾部和烟囱之间依次设置有末级空气预热器、除尘器和脱硫塔，所述除尘器的烟气出口连接所述脱硫塔的烟气入口，该烟气再热系统包括用于对烟气余热进行回收的相变余热回收模块、用于对脱硫后低温烟气进行再加热的氟塑料再热模块，以及用于对该烟气再热系统整体进行自动控制的自控模块；所述相变换热余热回收模块设置在末级空气预热器和除尘器之间的烟道中，所述氟塑料再热模块设置在所述脱硫塔和烟囱之间的烟道中。

所述相变余热回收模块包括相变换热器下段和汽包，所述相变换热器下段由集水箱、换热管和集汽箱构成，所述相变换热器下段由两个集水箱、换热管、两个集汽箱、横向集水管和横向集汽管构成，横向集汽箱和横向集水箱分别焊接在换热管的上下两侧，两个集汽箱分别垂直焊接在横向集汽箱的两侧，两个集水箱亦分别垂直焊接在横向集水箱的两侧；集汽箱经过蒸汽管道后连接至汽包，而汽包则通过输水管路连接到集水箱形成一个闭式循环。

所述换热管为螺旋翅片管。

所述氟塑料再热模块包括氟塑料换热器和循环泵；循环泵与汽包连接，而汽包则通过调节阀连接至氟塑料换热器形成一个闭式循环。

所述氟塑料换热器中氟塑料换热管的管壁厚度为0.3至1mm。

所述自控模块包括相变后烟温热电阻、再热后烟温热电阻和电加热器，所述相变后烟温热电阻设置在相变换热器之后的烟气管道中，再热后烟温热电阻设置在氟塑料换热器之后的烟气管道中，电加热器设置在烟囱烟气入口的烟气管道中，相变后烟温热电阻、再热后烟温热电阻和电加热器通过不同的线路分别连接至自控模块。

所述自控模块中相变后烟温热电阻的测量信号达到设计限制时，测量信号会反馈至自控模块并引起调节阀自动调节开度。

所述自控模块中再热后烟温热电阻的测量信号达到设计限制时，测量信号会反馈至自控模块并引起调节阀自动调节开度。

所述自控模块中调节阀的自动调节无法满足设计要求时，所述烟气再热系统会自动启动电加热器进行补偿操作，使整个烟气再热系统运行在设计范围内。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点：

1.良好的余热回收性能：采用相变换热器，通过优化设计保证“相变段”受热面的最低壁面温度只有微小的梯度温降，可实现对排烟温度的大幅度下降，回收烟气中大量的中低温热能；

2.可调可控，稳定可靠：采用相变换热器能实现对壁面温度的调控，将降温后的烟气温度控制在酸露点以上，从而避免换热相变段的堵灰和酸露腐蚀等现象，也可促进后续除尘器和脱硫塔的正常工作，最大限度的回收烟气余热的同时保证系统的稳定性，大幅度降低设备的维修成本；

3.再热性能好：采用氟塑料换热器对脱硫后的低温烟气进行再热操作，采用壁厚为0.3至1mm的氟塑料管，换热性能好，在同等换热量的情况下，氟塑料换热器的体积是金属管换热器体积的1/4，大大提高了对低温烟气的再热效率；