專利名稱：燃煤電廠煙氣中熱量和水分的回收系統(tǒng)及其回收方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種燃煤電廠煙氣中熱量和水分的回收系統(tǒng)及其回收方法，屬于電廠節(jié)能領域。
背景技術：
我國是一個水資源極為匱乏的國家，淡水資源總量為28000億立方米，人均只有 2300立方米，若扣除難以利用的洪水徑流和散布在偏遠地區(qū)的地下水資源后，現(xiàn)實可利用的淡水資源量更少，僅為11000億立方米左右，人均可利用水資源量約為900立方米，我國人均水資源占有量僅相當于世界人均水資源占有量的1/4。在全國600多個城市中有400 多個存在供水不足問題，2003年缺水比較嚴重的城市達到157個，全國城市缺水年總量達 60億立方米。專家預測，中國人ロ在2030年將達到16億的高峰，屆時人均水資源量僅有 1750立方米，可利用資源量不足700立方米，中國將成為嚴重缺水的國家。據(jù)初步統(tǒng)計，晉、陜、內(nèi)蒙古、寧、甘、新6省(自治區(qū))共有煤炭資源量4. 19萬億噸，占全國煤炭資源總量的82. 8% ;埋藏深度淺于IOOOm的資源量為2. 24萬億噸，占全國同樣深度煤炭資源總量的83. 8% ;有關預測到“十二五”末我國煤炭需求可能突破40億噸 /年，晉、蒙、新、寧、陜、甘六省，年產(chǎn)能可能達到30億噸(75% )，煤炭儲量占全國的65%， 其中山西為10億噸；陜西5億噸(主要在榆林地區(qū))；內(nèi)蒙古10億噸(鄂爾多斯地區(qū)5 億 6億噸);寧甘青地區(qū)2億噸；新疆2. 5億噸，這些北方地區(qū)是我國重要的能源基地和我國能源戰(zhàn)略的支撐點。這些地區(qū)煤炭資不僅數(shù)量多，而且埋藏相對較淺，煤質(zhì)好，品種齊全，可為大型火力發(fā)電廠提供充足的燃料，具備發(fā)展大型煤電基地和坑口電站群的基礎條件，是我國現(xiàn)今和今后煤炭生產(chǎn)建設的重點地區(qū)，也是我國現(xiàn)今與未來煤炭供應的主要基地。但是這些地區(qū)全部處于缺水地區(qū)，其水資源總量僅占全國的8.3%，生態(tài)十分脆弱。我國水資源與煤炭資源分布呈典型的逆向分布特征，給我國煤炭及電カ供應帶來巨大挑戰(zhàn)。水資源是國民經(jīng)濟的命脈，特別在北方缺水地區(qū)，水已經(jīng)成為制約我國電カエ業(yè)發(fā)展的主要因素，要維持ー個120萬kW的現(xiàn)代化火電廠運行，至少需要I立方米/秒的持續(xù)水資源量，每千瓦裝機需要26. 3立方米/年的水資源量，火電廠是耗水大戶用水量占整個エ業(yè)用水量的45%，エ業(yè)節(jié)水潛力巨大，火電廠煙氣中蘊含大量水分和熱能，這些水分和熱能均隨著煙氣排入大氣中，一方面浪費水資源，另ー方面使熱能白白浪費，還會提高電廠周圍空氣溫度，另外煙氣中的ニ氧化硫和汞元素也排入大氣。但是目前全世界還沒有回收煙氣中水分和熱能的系統(tǒng)及回收方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種燃煤電廠煙氣中熱量和水分的回收系統(tǒng)及其回收方法，它能夠回收煙氣中的水分并充分利用煙氣中的余熱，能夠有效減少電廠的用水量，有效提高能源的利用率。此外，它還能脫除煙氣中的部分ニ氧化硫和汞元素，減輕電廠煙氣對空氣的污染。
本發(fā)明的技術方案，一種燃煤電廠煙氣中熱量和水分回收系統(tǒng)，包括依次連接的鍋爐、空預器、電除塵器、脫硫塔和畑 ，在電除塵器和脫硫塔之間設置一級換熱器，ー級換熱器通過管道與鍋爐連接；在脫硫塔和畑 之間設置ニ級換熱器。前述的燃煤電廠煙氣中熱量和水分回收系統(tǒng)中，ニ級換熱器上設有送風機。前述的燃煤電廠煙氣中熱量和水分回收系統(tǒng)中，一級換熱器采用低溫省煤器；ニ 級換熱器采用低溫省煤器或空冷凝氣器。ー種使用前述系統(tǒng)對煙氣中熱量和水分回收的方法，包括以下步驟步驟a，鍋爐排出的高溫煙氣經(jīng)過空預器和電除塵器后進入ー級換熱器，高溫煙氣在ー級換熱器內(nèi)進行熱交換，加熱鍋爐的給水，產(chǎn)生熱交換后的煙氣溫度下降至60° 85°，在煙氣溫度下降的同時煙氣中10% 20%的水分子冷凝并產(chǎn)生冷凝水，冷凝水被回收儲存；步驟b，冷卻后的煙氣進入脫硫塔進行脫硫處理，脫硫后的煙氣進入ニ級換熱器，在ニ級換熱器中與送風機送入的自然風進行熱交換，發(fā)生熱交換后的煙氣溫度降低至 30° 40°，隨著煙氣溫度的降低煙氣中的30% 60%的水分子冷凝形成冷凝水，冷凝水被回收儲存，低溫煙氣通過煙 排入大氣。前述的燃煤電廠煙氣中熱量和水分的回收方法中，鍋爐排出的高溫煙氣在ー級換熱器和ニ級換熱器內(nèi)進行熱交換時產(chǎn)生冷凝水，冷凝水吸收或凝結煙氣中的ニ氧化硫和元素汞。前述的燃煤電廠煙氣中熱量和水分的回收方法中，所述步驟a中，高溫煙氣在一級換熱器內(nèi)發(fā)生熱交換，熱交換后的煙氣溫度下降至70°，在煙氣溫度下降的同時煙氣中 15 %的水分子冷凝產(chǎn)生冷凝水。前述的燃煤電廠煙氣中熱量和水分的回收方法中，所述步驟b中，高溫煙氣在ニ 級換熱器內(nèi)發(fā)生熱交換，熱交換后的煙氣溫度下降至35°，在煙氣溫度下降的同時煙氣中 50 %的水分子冷凝產(chǎn)生冷凝水。前述的燃煤電廠煙氣中熱量和水分的回收方法中，所述ー級換熱器采用低溫省煤器，ニ級換熱器采用空冷凝氣器。與現(xiàn)有技術相比，由于設置了一級換熱器和ニ級換熱器，使鍋爐排出的煙氣中的溫度能夠回收再利用，并且將煙氣中的水分最大限度的回收，而且兼?zhèn)涑δ?，同時有效減少濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的水分蒸發(fā)，可以實現(xiàn)“零水耗”濕法脫硫，解決缺水地區(qū)濕法脫硫適用性的問題。采用本發(fā)明可以使電廠效率提高1.5 3個百分點，以一臺1000麗燃用褐煤鍋爐機組為例，燃煤量650 700t/h，褐煤含水30% 50%，煙氣中的水分回收率為 50% -80%，每小時收集到的煙氣中的水分為IOOt 150t。


圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)結構示意圖。附圖中的標記為ト鍋爐，2-空預器，3-電除塵器，4-脫硫塔，5-煙園，6- —級換熱器，7- ニ級換熱器，8-送風機。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進ー步的說明。本發(fā)明的實施例I :如圖I所示，一種燃煤電廠煙氣中熱量和水分回收系統(tǒng)，包括依次連接的鍋爐I、空預器2、電除塵器3、脫硫塔4和煙囪5，在電除塵器3和脫硫塔4之間設置ー級換熱器6，一級換熱器6通過管道與鍋爐I連接；在脫硫塔4和畑 5之間設置ニ 級換熱器7。ニ級換熱器7上設有送風機8。一級換熱器6采用低溫省煤器，ニ級換熱器7 采用空冷凝氣器。ー種使用前述系統(tǒng)對煙氣中熱量和水分回收的方法，包括以下步驟步驟a，鍋爐I排出的高溫煙氣經(jīng)過空預器2和電除塵器3后進入ー級換熱器6， 高溫煙氣在一級換熱器6內(nèi)進行熱交換，加熱鍋爐I的給水，產(chǎn)生熱交換后的煙氣溫度下降至60°，在煙氣溫度下降的同時煙氣中10%的水分子冷凝并產(chǎn)生冷凝水，冷凝水被回收儲存；步驟b，冷卻后的煙氣進入脫硫塔4進行脫硫處理，脫硫后的煙氣進入ニ級換熱器7，在ニ級換熱器7中與送風機8送入的自然風進行熱交換，發(fā)生熱交換后的煙氣溫度降低至30°，隨著煙氣溫度的降低煙氣中的30%的水分子冷凝形成冷凝水，冷凝水被回收儲存，低溫煙氣通過煙 5排入大氣。鍋爐I排出的高溫煙氣在一級換熱器6和ニ級換熱器7內(nèi)進行熱交換時產(chǎn)生冷凝水，冷凝水吸收煙氣中的ニ氧化硫和元素汞。一級換熱器6采用低溫省煤器，ニ級換熱器7 采用空冷凝氣器。本發(fā)明的實施例2 :如圖I所示，一種燃煤電廠煙氣中熱量和水分回收系統(tǒng)，包括依次連接的鍋爐I、空預器2、電除塵器3、脫硫塔4和煙囪5，在電除塵器3和脫硫塔4之間設置ー級換熱器6，一級換熱器6通過管道與鍋爐I連接；在脫硫塔4和畑 5之間設置ニ 級換熱器7。ニ級換熱器7上設有送風機8。一級換熱器6和ニ級換熱器7均采用低溫省煤器?！N使用前述系統(tǒng)對煙氣中熱量和水分回收的方法，包括以下步驟步驟a，鍋爐I排出的高溫煙氣經(jīng)過空預器2和電除塵器3后進入ー級換熱器6， 高溫煙氣在一級換熱器6內(nèi)進行熱交換，加熱鍋爐I的給水，產(chǎn)生熱交換后的煙氣溫度下降至70°，在煙氣溫度下降的同時煙氣中15%的水分子冷凝并產(chǎn)生冷凝水，冷凝水被回收儲存；步驟b，冷卻后的煙氣進入脫硫塔4進行脫硫處理，脫硫后的煙氣進入ニ級換熱器7，在ニ級換熱器7中與送風機8送入的自然風進行熱交換，發(fā)生熱交換后的煙氣溫度降低至35°，隨著煙氣溫度的降低煙氣中的50%的水分子冷凝形成冷凝水，冷凝水被回收儲存，低溫煙氣通過煙 5排入大氣。鍋爐I排出的高溫煙氣在一級換熱器6和ニ級換熱器7內(nèi)進行熱交換時產(chǎn)生冷凝水，冷凝水凝結煙氣中的ニ氧化硫和元素汞。所述ー級換熱器6和ニ級換熱器7均采用低溫省煤器。本發(fā)明的實施例3 :如圖I所示，一種燃煤電廠煙氣中熱量和水分回收系統(tǒng)，包括依次連接的鍋爐I、空預器2、電除塵器3、脫硫塔4和煙囪5，在電除塵器3和脫硫塔4之間設置ー級換熱器6，一級換熱器6通過管道與鍋爐I連接；在脫硫塔4和畑 5之間設置ニ級換熱器7。ニ級換熱器7上設有送風機8。所述ー級換熱器6采用低溫省煤器，ニ級換熱器7采用空冷凝氣器。ー種使用前述系統(tǒng)對煙氣中熱量和水分回收的方法，包括以下步驟步驟a，鍋爐I排出的高溫煙氣經(jīng)過空預器2和電除塵器3后進入ー級換熱器6， 高溫煙氣在一級換熱器6內(nèi)進行熱交換，加熱鍋爐I的給水，產(chǎn)生熱交換后的煙氣溫度下降至85°，在煙氣溫度下降的同時煙氣中20%的水分子冷凝并產(chǎn)生冷凝水，冷凝水被回收儲存；步驟b，冷卻后的煙氣進入脫硫塔4進行脫硫處理，脫硫后的煙氣進入ニ級換熱器7，在ニ級換熱器7中與送風機8送入的自然風進行熱交換，發(fā)生熱交換后的煙氣溫度降低至40°，隨著煙氣溫度的降低煙氣中的60%的水分子冷凝形成冷凝水，冷凝水被回收儲存，低溫煙氣通過煙 5排入大氣。鍋爐I排出的高溫煙氣在一級換熱器6和ニ級換熱器7內(nèi)進行熱交換時產(chǎn)生冷凝水，冷凝水吸收煙氣中的ニ氧化硫和元素汞。所述ー級換熱器6采用低溫省煤器，ニ級換熱器7采用空冷凝氣器。
權利要求
1.一種燃煤電廠煙氣中熱量和水分回收系統(tǒng)，包括依次連接的鍋爐(I)、空預器(2)、 電除塵器(3)、脫硫塔(4)和煙囪(5)，其特征在于在電除塵器(3)和脫硫塔(4)之間設置一級換熱器出)，一級換熱器(6)通過管道與鍋爐(I)連接；在脫硫塔(4)和煙囪(5)之間設置二級換熱器(7)。
2.根據(jù)權利要求I所述的燃煤電廠煙氣中熱量和水分回收系統(tǒng)，其特征在于二級換熱器(7)上設有送風機(8)。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的燃煤電廠煙氣中熱量和水分回收系統(tǒng)，其特征在于一級換熱器(6)采用低溫省煤器；二級換熱器(7)采用低溫省煤器或空冷凝氣器。
4.一種使用權利要求I 3中任意一項所述系統(tǒng)對煙氣中熱量和水分回收的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟a，鍋爐(I)排出的高溫煙氣經(jīng)過空預器(2)和電除塵器(3)后進入一級換熱器(6)，高溫煙氣在一級換熱器￠)內(nèi)進行熱交換，加熱鍋爐(I)的給水，產(chǎn)生熱交換后的煙氣溫度下降至60° 85°，在煙氣溫度下降的同時煙氣中10% 20%的水分子冷凝并產(chǎn)生冷凝水，冷凝水被回收儲存；步驟b，冷卻后的煙氣進入脫硫塔(4)進行脫硫處理，脫硫后的煙氣進入二級換熱器(7)，在二級換熱器(7)中與送風機(8)送入的自然風進行熱交換，發(fā)生熱交換后的煙氣溫度降低至30° 40°，隨著煙氣溫度的降低煙氣中的30% 60%的水分子冷凝形成冷凝水，冷凝水被回收儲存，低溫煙氣通過煙 (5)排入大氣。
5.根據(jù)權利要求4所述的燃煤電廠煙氣中熱量和水分的回收方法，其特征在于鍋爐(I)排出的高溫煙氣在一級換熱器(6)和二級換熱器(7)內(nèi)進行熱交換時產(chǎn)生冷凝水，冷凝水吸收或凝結煙氣中的二氧化硫和元素汞。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的燃煤電廠煙氣中熱量和水分的回收方法，其特征在于 所述步驟a中，高溫煙氣在一級換熱器￠)內(nèi)發(fā)生熱交換，熱交換后的煙氣溫度下降至 70°，在煙氣溫度下降的同時煙氣中15%的水分子冷凝產(chǎn)生冷凝水。
7.根據(jù)權利要求6所述的燃煤電廠煙氣中熱量和水分的回收方法，其特征在于所述步驟b中，高溫煙氣在二級換熱器(7)內(nèi)發(fā)生熱交換，熱交換后的煙氣溫度下降至35°，在煙氣溫度下降的同時煙氣中50 %的水分子冷凝產(chǎn)生冷凝水。
8.根據(jù)權利要求4所述的燃煤電廠煙氣中熱量和水分的回收方法，其特征在于所述一級換熱器(6)采用低溫省煤器，二級換熱器(7)采用空冷凝氣器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃煤電廠煙氣中熱量和水分的回收系統(tǒng)及其回收方法，包括依次連接的鍋爐(1)、空預器(2)、電除塵器(3)、脫硫塔(4)和煙囪(5)，在電除塵器(3)和脫硫塔(4)之間設置一級換熱器(6)，一級換熱器(6)通過管道與鍋爐(1)連接；在脫硫塔(4)和煙囪(5)之間設置二級換熱器(7)。本發(fā)明能夠回收煙氣中的水分并充分利用煙氣中的余熱，能夠有效減少電廠的用水量，有效提高能源的利用率。此外，它還能脫除煙氣中的部分二氧化硫和汞元素，減輕電廠煙氣對空氣的污染。
文檔編號F22D1/36GK102588945SQ201210061818
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權日2012年3月9日
發(fā)明者孫路長, 李超, 汪洋, 沈煜暉, 胡永鋒, 谷吉林, 金穎姍, 陶愛平 申請人:中國華電工程(集團)有限公司, 華電環(huán)保系統(tǒng)工程有限公司