[发明专利]用于改善锅炉有效度的方法和系统

说明书

用于改善蒸汽发生器系统的有效度的方法包括：以一质量流量向空气预热器提供空气，以使得空气预热器具有通过以根据方程式HR＝100％×((Tgi‑TgoAdvX)/(Tgi‑TgoSTD)‑1)计算的至少1％的增加的热回收(HR)的运行的改善的空气预热器限定的冷端出口温度。该方法需要减少从烟气流入空气预热器的热量和/或增加从烟气提取的热量。该方法包括减轻从空气预热器直接排到微粒去除系统且然后直接排到烟气脱硫系统中的烟气中的SO₃。该方法包括从烟气提取热量以产生设备预热和/或烟气烟囱再加热空气，其间将再加热空气馈送以在进入排放烟囱之前加热烟气以提高烟气的温度，从而减少离开的可见烟羽并减轻排放烟囱中的腐蚀。

技术领域

本发明总体涉及用于改善化石燃料燃烧的蒸汽发生器的有效度和微粒去除的有效性的方法和系统，且尤其涉及用于通过减少堵灰来改善空气预热器的有效度并通过如下方式来改善化石燃料燃烧的蒸汽发生器的热效率以及静电除尘器的效率的方法和系统，即通过使用空气预热器上游的SO₃减少和烟囱气体再加热，由此有利于促进取消一个或多个热交换器和空气预热器下游的一个或多个风机。

背景技术

有许多类型的蒸汽发生器系统，其用于蒸汽的生成，以用于发电厂和化学加工厂中。一些蒸汽发生系统在蒸汽发生器容器中燃烧化石燃料，诸如煤、天然气和油。蒸汽发生器容器需要空气供应，从而为燃料的燃烧提供氧气。燃料的燃烧产生从蒸汽发生器容器排放的烟气流中的高温燃烧副产品。为了改善蒸汽发生器系统的热效率，到蒸汽发生器容器的空气供应通过从诸如回转式空气预热器(APH)之类的空气预热器(APH)中的烟气流回收热量来进行加热。

APH的效率可以通过使用较高效率传热元件和带有较大传热面积的传热元件来提高。然而，如本文所述，由于与污染物控制相关的运行限制，相关领域的技术人员未能通过使用较高效率传热元件和传热元件的较大传热面积而实现可增加的APH效率的全部潜能。

烟气流中的副产品可以包括微粒物质和污染物。例如，煤的燃烧导致燃烧副产品，诸如飞灰形式的微粒物质和诸如氮氧化物(NOx)、二氧化硫SO₂和三氧化硫SO₃(通常统称为SO_x)的污染物。作为包含诸如高硫煤等燃料的硫的燃烧的结果，形成SO₂。例如当烟气中的氧含量过高或当烟气温度过高(例如，大于800℃)时，SO₃通过SO₂的氧化作用形成。SO₃可以形成被称为难以去除的硫酸(H₂SO₄)薄雾的液体气溶胶。

环境法律法规限制微粒物质和污染物排放到环境中的排放量。因此，各种处理系统已用于控制微粒物质和污染物的排放。例如，选择性催化还原(SCR)是用于在催化剂的帮助下将也称为NO_X的氮氧化物转换为双原子氮(N₂)和水(H₂O)的处理装置。微粒控制系统，诸如袋滤室、湿式静电除尘器(ESP)和干式ESP可以用于去除烟气流中的微粒物质。干式ESP比湿式ESP更有效且更容易维护，但干式ESP需要比湿式ESP更干燥的烟气流。产生干燥的烟气流可以是困难的，因为随着在APH的冷端处烟气温度降低到SO₃的露点以下，会发生冷凝，从而引起SO₃形成H₂SO₄和相对潮湿的烟气。此外，如果烟气包含H₂SO₄薄雾，则通常采用较低效率的湿式ESP去除H₂SO₄。此外，当烟气的温度高(例如，130℃或更高)时，ESP趋于经历灰尘结垢(例如，飞灰在ESP收集器板和去除槽上的不期望的积聚)。