[实用新型]一种燃煤电厂余热回收利用和烟气消白系统

说明书

本实用新型公开了一种燃煤电厂余热回收利用和烟气消白系统，利用透平热泵机组有效回收燃煤锅炉烟气和循环冷却水中的余热，用于加热锅炉补水或热网回水，减少燃煤电厂的热力损失和能源消耗。烟气中的水蒸气在烟气冷却器中凝结成水，降低烟气的含湿量，减少烟气中溶解性盐、硫化物、凝胶粉尘和微尘等的排放，消除烟气在烟囱口形成白色烟羽，减小烟气排放对环境的影响。回收烟气中水蒸气形成的大量凝水用于脱硫塔补水，明显改善燃煤电厂水资源的浪费现象。烟气冷却器采用直接接触式的换热结构，具有换热效率高，换热端差小，体积小，便于维护等优点。利用进脱硫塔前的高温烟气余热对排放前的烟气进行再热，有效提高燃煤烟气消白效果和能源的利用率。

技术领域

本实用新型涉及烟气、循环水余热回收利用及烟气消白处理技术领域，特别是涉及一种燃煤电厂余热回收利用和烟气消白系统。

背景技术

目前，燃煤机组是我国发电的主力机组，其发电量约占全国总发电量的80％。在火力发电机组中，锅炉效率是机组经济性运行的重要指标，其燃料燃烧总发热量中电能的转化率只有35％～40％，而其余大部分的热量主要通过锅炉烟囱和循环水冷却塔散失到环境中。由于电厂循环水每天带走大量的热量，造成热量的巨大损失，同时也造成大气温度升高，所以电厂循环水的余热利用具有十分重要的意义。

在现役火电机组中，锅炉排烟温度普遍维持在120～160℃，锅炉产生的烟气经过脱硫塔后通过烟囱进行排放，最终排烟温度在45℃～60℃之间，较高的排烟温度会导致锅炉效率降低，机组年平均煤耗上升，并造成烟尘污染物排放量增加，影响机组的经济性运行和污染物排放指标。研究结果表明，排烟温度每下降10℃，锅炉效率提高0.6～1.0％，标准煤耗率将降低约1.0～2.0g/(kW·h)。因此，降低锅炉排烟温度，最大限度地利用烟气余热，已成为提高机组热经济性的重要途径。

国内绝大多数燃煤电厂或是其它化工行业的烟气在排放前大都进行了湿法脱硫，在大气污染控制体系中，湿法烟气脱硫工艺是当前主要的SO₂控制技术。湿法脱硫后的烟气含湿量一般高达13～15％，甚至达到20％，烟温较低(50～ 60℃),此时的烟气通常是饱和湿烟气，烟气中含有大量水蒸气，水蒸气中含有较多的溶解性盐、SO₃、凝胶粉尘、微尘等(都是雾霾的主要成分)。烟气在烟囱口排入大气的过程中因水蒸气分压力降低，导致烟气中水蒸气的露点温度降低，进入温度较低的环境空气中后，烟气中部分气态水和污染物会发生凝结，在烟囱口形成雾状水汽，雾状水汽会因天空背景色和光照、观察角度以及SO₃气溶胶发生光化学反应等原因发生颜色的细微变化，形成“有色烟羽”。而与SO₃形成的硫酸气溶胶会在大气中形成PM2.5，导致雾霾现象加重，对周边居民的生活及电厂的生产产生不良影响。

针对以上问题可直接对燃煤饱和烟气进行降温消白处理，由于降温后的烟气温度低于降温前烟气的露点温度，故降温过程中烟气内会不断有凝水产生，但仅进行降温处理无法完全消除烟气中的水蒸气，烟气从烟囱口排入大气后仍然会有少量“白色烟羽”产生，无法做到烟气完全消白。由于火电厂燃煤锅炉排放烟气及循环冷却水的能源品味不高(电厂循环冷却水的温度在冬季一般为20～35℃，在夏季为25～45℃)，无法直接换热进行余热回收利用，所以采用何种形式的系统对火电厂燃煤锅炉烟气及循环冷却水的余热进行回收利用及燃煤烟气完全消白，成为解决火电厂能耗高、效率低、污染严重等问题的关键所在。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述难题，利用蒸汽透平热泵技术、直接接触式换热技术和间接换热技术，提供一种对燃煤电厂锅炉的烟气进行先冷凝、后再热的完全消白和烟气余热深度回收利用，并以电厂循环冷却水为低位热源，实现循环冷却水余热回收利用的系统。