一種生物質(zhì)直燃電廠煙氣余熱利用系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物質(zhì)直燃電廠煙氣余熱利用領(lǐng)域，具體地來講為一種生物質(zhì)直燃電廠煙氣余熱利用系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)是一種新能源，因其具有儲量豐富、碳中和、可再生的優(yōu)點被人類給予厚望。目前世界上最為成熟并且已規(guī)?；瘧?yīng)用的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化方式為生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)，即通過鍋爐燃燒生物質(zhì)來發(fā)電。
[0003]生物質(zhì)直燃電廠鍋爐排煙溫度通常約為200°C，這一部分余熱在未經(jīng)過利用的情況下直接排入大氣，從而造成能源浪費和環(huán)境熱污染問題。另一方面，生物質(zhì)電廠中使用的生物質(zhì)通常為秸桿、木肩等，燃料中的水分含量較高，未經(jīng)提前烘焙的燃料由于粘結(jié)力增加，容易造成輸送管道的堵塞，增大進料的難度。燃料在鍋爐內(nèi)燃燒時所含水分蒸發(fā)會消耗大量的熱量，既降低了鍋爐熱效率，同時也導致燃料的實際熱值降低，爐溫難以達到設(shè)定值從而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。除此之外，在水蒸氣含量較高的環(huán)境中，煙氣中氣態(tài)堿金屬更容易在管壁受熱面處附著并形成原電池，從而造成管壁的沉積腐蝕問題，降低鍋爐的傳熱效率并威脅到系統(tǒng)的安全運行。
[0004]因此在考慮對煙氣余熱的利用的同時還要考慮對燃料的提前烘焙，由于從工藝和成本角度考慮煙氣因含塵量過大難以作為燃料提前烘焙的直接熱源使用。如果能通過循環(huán)水系統(tǒng)間接實現(xiàn)煙氣余熱對燃料的提前烘焙，不僅能提高鍋爐的熱效率，還能有效緩解因燃料所含高水分所帶來的一系列鍋爐問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種生物質(zhì)直燃電廠煙氣余熱利用系統(tǒng)，能夠降低生物質(zhì)直燃電廠的排煙溫度以提高鍋爐的熱效率，并在實現(xiàn)煙氣余熱綜合利用的同時使用循環(huán)水系統(tǒng)，間接利用煙氣余熱對生物質(zhì)燃料進行提前烘焙從而提高燃料熱值并有效緩解因燃料所含高水分所帶來的一系列鍋爐問題。
[0006]另一方面還提供一種生物質(zhì)直燃電廠煙氣余熱利用方法。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0008]本發(fā)明一方面提供一種生物質(zhì)直燃電廠煙氣余熱利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0009]在煙氣管道內(nèi)設(shè)置第一換熱器；
[0010]設(shè)置用于烘焙燃料的烘焙室；
[0011]在所述烘焙室內(nèi)設(shè)置的第二換熱器；
[0012]用于給所述第一換熱器提供冷凝水，并將換熱后的經(jīng)過所述第一換熱器第一次熱交換后的冷凝水經(jīng)過所述第二換熱器第二次熱交換后提供動力和冷卻的水循環(huán)系統(tǒng)；
[0013]用于控制所述系統(tǒng)運行的控制系統(tǒng)。
[0014]系統(tǒng)進一步地，所述水循環(huán)系統(tǒng)包括:
[0015]水容器，給第一換熱器提供冷凝水源頭；
[0016]水栗，將水容器內(nèi)的冷凝水強制循環(huán)流經(jīng)布置在氣管道內(nèi)的第一換熱器；
[0017]冷卻塔，用于將經(jīng)過所述第二換熱器換熱后的冷凝水冷卻至常溫。
[0018]系統(tǒng)進一步地，所述控制系統(tǒng)包括:
[0019]采集煙氣管道末端煙氣溫度的溫度傳感器；
[0020]采集煙氣管道末端煙氣相對濕度的濕度傳感器；
[0021 ]采集冷凝水流量，設(shè)置在水循環(huán)系統(tǒng)回路中的流量傳感器；
[0022]控制水循環(huán)系統(tǒng)中水栗電源功率的變頻器；
[0023]接收溫度數(shù)據(jù)、相對濕度數(shù)據(jù)以及流量數(shù)據(jù)，并根據(jù)接收的數(shù)據(jù)控制變頻器輸出功率的控制器。
[0024]系統(tǒng)進一步地，所述控制器根據(jù)煙氣相對濕度計算煙氣管道末端煙氣對應(yīng)的露點溫度，將其與控制器接收的煙氣溫度數(shù)據(jù)值作比較；
[0025]煙氣管道末端煙氣溫度低于煙氣露點溫度時，自動減少循環(huán)水流量以提高末端煙氣溫度，使得排煙溫度升高至露點溫度以上；
[0026]當煙氣管道末端煙氣溫度高于煙氣露點溫度時，增大循環(huán)水流量以降低末端煙氣溫度，使排煙溫度接近露點溫度。
[0027]本發(fā)明還提供一種生物質(zhì)直燃電廠煙氣余熱利用方法，該方法包括:
[0028]采用換熱器將煙氣管道內(nèi)的熱量進行第一次熱交換得到高溫的冷凝水；
[0029]將熱交換后的冷凝水在烘焙室內(nèi)對燃料進行第二次熱交換得到降溫后的冷凝水；
[0030]將降溫后的冷凝水進行冷卻后再次對煙氣管道內(nèi)的熱量采用所述第一次熱交換完成一個循環(huán)；
[0031]對上述步驟進行自動控制。
[0032]方法進一步地，
[0033]自動控制過程包括:
[0034]采集煙氣管道末端煙氣溫度；
[0035]采集煙氣管道末端煙氣相對濕度；
[0036]采集冷凝水流量；
[0037]根據(jù)溫度、相對濕度以及冷凝水流量，根據(jù)溫度和相對濕度，改變冷凝水流量從而控制第一次熱交換的程度與第二熱交換的程度。
[0038]方法進一步地，根據(jù)溫度、相對濕度以及冷凝水流量，根據(jù)溫度和相對濕度，改變冷凝水流量包括:
[0039]根據(jù)相對濕度計算煙氣管道末端煙氣對應(yīng)的露點溫度，將其與煙氣溫度值作比較；
[0040]煙氣管道末端煙氣溫度低于煙氣露點溫度時，自動減少循環(huán)水流量以提高末端煙氣溫度，使得排煙溫度升高至露點溫度以上；
[0041]當煙氣管道末端煙氣溫度高于煙氣露點溫度時，增大循環(huán)水流量以降低末端煙氣溫度，使排煙溫度接近露點溫度。
[0042]使煙氣中水蒸氣達到飽和時的溫度就叫作“露點溫度”。露點溫度與煙氣中的相對濕度相對應(yīng)，根據(jù)煙氣的相對濕度，控制器能計算出煙氣的露點溫度。在利用煙氣余熱的過程中時煙氣溫度會逐漸降低，為了避免煙氣溫度降低到其露點溫度以下，導致煙氣中的部分水蒸氣凝結(jié)并引發(fā)鍋爐管壁的腐蝕問題，故需要設(shè)置自動控制系統(tǒng)。
[0043]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:本發(fā)明使用循環(huán)水系統(tǒng)間接利用煙氣余熱對燃料進行提前烘焙，最大限度地利用煙氣余熱，極大地提高了電廠經(jīng)濟效益。具體而言，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0044]1)本發(fā)明有效利用了生物質(zhì)直燃電廠鍋爐尾部煙氣余熱，進一步降低排煙溫度以減少對周圍環(huán)境的熱污染，并提高了鍋爐熱效率；
[0045]2)本發(fā)明選擇用循環(huán)水換熱系統(tǒng)間接利用煙氣余熱，以簡單的工藝實現(xiàn)了對生物質(zhì)燃料的提前烘焙，既能提高燃料燃燒的熱值，也能有效減緩因燃料所含高水分所帶來的一系列鍋爐問題；
[0046]3)本發(fā)明的循環(huán)水系統(tǒng)中作為熱量傳輸工質(zhì)的凝結(jié)水始終循環(huán)使用，節(jié)約了水資源；
[0047]4)本發(fā)明引入自動控制系統(tǒng)，循環(huán)水系統(tǒng)能根據(jù)運行條件的改變自動調(diào)節(jié)水流量，實現(xiàn)在保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的前提下，保障熱力循環(huán)效率和系統(tǒng)經(jīng)濟性的最大化。
【附圖說明】
[0048]圖1為本發(fā)明實施例提供的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0049]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0050]本發(fā)明實施例為一種生物質(zhì)直燃電廠煙氣余熱利用方法，采用換熱器將煙氣管道內(nèi)的熱量進行第一次熱交換得到高溫的冷凝水；
[0051]將熱交換后的冷凝水在烘焙室內(nèi)對燃料進行第二次熱交換得到降溫后的冷凝水；<