本發(fā)明涉及脫硫塔煙氣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種火力發(fā)電廠脫硫塔消除燃煤電廠白色煙羽的降溫換熱系統(tǒng)及其運行方法。

技術(shù)背景

在濕法脫硫工藝中，由于進入濕式脫硫塔的煙氣溫度較高，其熱量會將脫硫漿液中的水分蒸發(fā)，隨煙氣最終排入大氣，造成水分的損失。同時，由于脫硫塔出口煙氣中含有大量水分，會造成在煙囪出口處出現(xiàn)白色煙羽。其次，脫硫塔出口排煙溫度較高，大量的煙氣余熱沒有得到充分利用，造成了能量浪費，降低了能量利用效率。此外，在濕式煙氣脫硫塔中，當脫硫塔入口煙氣溫度過高時，一方面會增強煙氣中二氧化硫?qū)γ摿蛩肟跓煹赖母g作用，增加相應(yīng)的維護成本，另一方面煙氣溫度過高會增大脫硫塔的煙氣處理量，降低煙氣停留時間，降低脫硫塔脫硫效率。

為了克服上述缺陷，現(xiàn)有技術(shù)一般是在通過在脫硫塔煙氣出口設(shè)置煙氣余熱回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過換熱器實現(xiàn)煙氣與冷媒介質(zhì)之間的換熱，在降低排煙溫度的同時還可以降低煙氣中的絕對含濕量，實現(xiàn)煙氣中水分的回收。

現(xiàn)有的技術(shù)主要存在以下缺點：

1.單獨在脫硫塔煙氣出口設(shè)置換熱器，為實現(xiàn)有效水分回收，需要將大量的冷媒介質(zhì)如除鹽水等通過水泵提升至煙氣出口，實現(xiàn)這一過程需要消耗大量能量，運行成本較高；

2.僅能對排煙溫度進行單向調(diào)整，調(diào)整能力十分有限，無法針對電廠環(huán)境溫度的變化進行深度調(diào)節(jié)，從煙氣中回收的水分無法直接回到脫硫塔；

3.在降低排煙溫度回收水分的過程中，容易造成排煙溫度過低，煙囪內(nèi)的煙氣抬升高度不同；

4.僅針對尾部煙氣進行降溫，無法針對整個脫硫系統(tǒng)進行整體優(yōu)化，控制排煙溫度和煙氣含水量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種消除燃煤電廠白色煙羽的降溫換熱系統(tǒng)，解決脫硫塔排煙溫度過高，脫硫塔內(nèi)水分損失過大，并造成煙囪出口出現(xiàn)白色煙羽的問題；并解決脫硫塔排煙溫度過高，煙氣余熱大量被浪費的問題，從而保證電廠能源得到充分利用，實現(xiàn)節(jié)能增效；并解決煙氣溫度過高，煙氣中二氧化硫?qū)γ摿蛩肟跓煹赖母g作用的問題；還解決煙氣溫度過高，增大脫硫塔內(nèi)的煙氣處理量，降低煙氣停留時間，降低脫硫塔脫硫效率的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種消除燃煤電廠白色煙羽的降溫換熱系統(tǒng)，包括脫硫塔和脫硫漿液塔，所述脫硫塔的底部設(shè)有脫硫塔入口煙道，頂部設(shè)有脫硫塔出口煙道，其特征在于：還包括煙氣降溫系統(tǒng)、煙氣換熱系統(tǒng)和脫硫漿液降溫系統(tǒng)；

所述煙氣降溫系統(tǒng)包括設(shè)置在脫硫塔入口煙道內(nèi)的煙氣換熱器H_T、與煙氣換熱器H_T的進水口相連接的進水管一、與煙氣換熱器H_T的出水口相連接的出水管一以及水箱一；所述水箱一的底部與進水管一連通，頂部設(shè)水箱進水管一與上水箱連通；所述進水管一上設(shè)有水泵一；

所述煙氣換熱系統(tǒng)包括設(shè)置在脫硫塔入口煙道內(nèi)的煙氣換熱器H₁、設(shè)置在脫硫塔出口煙道內(nèi)的煙氣換熱器H₂、連接煙氣換熱器H₁和煙氣換熱器H₂的循環(huán)水管、設(shè)置在循環(huán)水管上的循環(huán)水箱以及循環(huán)水泵；

所述脫硫漿液降溫系統(tǒng)包括設(shè)置在脫硫漿液塔中的換熱器H₃、與換熱器H₃進水口相連接的進水管二、與換熱器H₃出水口相連接的出水管二以及水箱二，所述水箱二的底部與進水管二連通，頂部設(shè)水箱進水管二與上水箱連通；所述進水管一上設(shè)有水泵二。

作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述煙氣換熱器H_T、煙氣換熱器H₁、煙氣換熱器H₂和換熱器H₃為不銹鋼或氟塑料換熱器。所述換熱器H₃通過換熱器H₃固定支架固定在脫硫漿液塔內(nèi)。

進一步優(yōu)選的，所述煙氣降溫系統(tǒng)的換熱介質(zhì)為電廠凝結(jié)水、除鹽水或海水。

進一步優(yōu)選的，所述煙氣換熱系統(tǒng)的換熱介質(zhì)為除鹽水。

進一步優(yōu)選的，所述脫硫漿液降溫系統(tǒng)的換熱介質(zhì)為除鹽水或海水。

進一步優(yōu)選的，所述水箱一和水箱二的底部分別設(shè)有水箱排空口一和水箱排空口二；所述脫硫漿液塔設(shè)置在脫硫塔的內(nèi)部，或設(shè)置在脫硫塔外與脫硫塔通過管道連通。

進一步優(yōu)選的，所述循環(huán)水箱設(shè)置在煙氣換熱器H₁的出水口位置，所述循環(huán)水泵設(shè)置在循環(huán)水箱的出水口位置。

進一步優(yōu)選的，所述水箱進水管和水箱進水管二上分別設(shè)有水箱進水管控制閥一和水箱進水管控制閥二，所述煙氣換熱器H_T的進水管上設(shè)換熱器進水管控制閥一；所述換熱器H₃的進水管二上設(shè)換熱器進水管控制閥二；所述進出口煙氣換熱系統(tǒng)的循環(huán)水管上設(shè)有循環(huán)水管控制閥。

進一步優(yōu)選的，所述脫硫塔入口煙道中，煙氣換熱器H_T設(shè)置在煙氣換熱器H₁的上游位置，兩者之間溫差為1-30℃。

本發(fā)明還提供一種上述消除燃煤電廠白色煙羽的降溫換熱系統(tǒng)的運行方法，其特征在于，包括如下步驟：

首先，高溫煙氣從脫硫塔入口煙道進入，首先經(jīng)過設(shè)置在脫硫塔入口煙道上游的煙氣降溫系統(tǒng)，與煙氣降溫系統(tǒng)中的煙氣換熱器H_T進行一級換熱，實現(xiàn)入口煙氣的降溫和余熱利用，高溫煙氣轉(zhuǎn)為一級降溫煙氣，同時煙氣換熱器H_T得到的熱量使水箱一內(nèi)水溫上升，實現(xiàn)高溫煙氣余熱利用；

其次，經(jīng)過煙氣降溫系統(tǒng)處理的一級降溫煙氣隨后經(jīng)過煙氣換熱系統(tǒng)，首先與煙氣換熱系統(tǒng)中位于脫硫塔入口煙道內(nèi)的煙氣換熱器H₁進行二級熱量交換，成為二級降溫煙氣，煙氣換熱器H₁得到的熱量使循環(huán)水箱內(nèi)水溫上升；

然后，二級降溫煙氣進入脫硫塔內(nèi)部，經(jīng)過漿液噴淋層，漿液噴淋層與脫硫漿液降溫系統(tǒng)連通，脫硫漿液降溫系統(tǒng)通過水箱二中的換熱介質(zhì)與脫硫漿液進行換熱，降低噴淋漿液溫度，低溫噴淋漿液通過脫硫塔內(nèi)的噴淋層進入塔內(nèi)與二級降溫煙氣逆流接觸，進一步降低排煙溫度，形成三級降溫煙氣；

最后，三級降溫煙氣進入脫硫塔出口煙道，再次與煙氣換熱系統(tǒng)中位于脫硫塔出口煙道內(nèi)的煙氣換熱器H₂進行換熱，此時循環(huán)水箱內(nèi)水溫高于三級降溫煙氣溫度，因此，出口煙道中的三級降溫煙氣溫度升高，循環(huán)水箱內(nèi)溫度降低，煙氣中的水分得到回收，消除白色煙羽現(xiàn)象。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點和有益效果：

1.本發(fā)明通過降低脫硫塔入口煙氣溫度，脫硫塔進出口煙氣換熱，降低脫硫漿液溫度等多種方法共同調(diào)節(jié)脫硫塔排煙溫度和濕度，有效的降低脫硫塔內(nèi)的水分損失，避免在煙囪出口處出現(xiàn)白色煙羽；

2.本發(fā)明能夠解決脫硫塔排煙溫度過高，煙氣余熱大量被浪費的問題，從而保證電廠能源得到充分利用，實現(xiàn)節(jié)能增效；

3.本發(fā)明能夠有效的降低脫硫塔入口的煙氣溫度，解決入口煙氣溫度過高，煙氣中二氧化硫?qū)γ摿蛩肟跓煹赖母g作用的問題；降低煙氣溫度，減小脫硫塔的煙氣處理量，增大煙氣停留時間，提高脫硫塔脫硫效率，本系統(tǒng)能將脫硫塔入口煙道中煙氣降低10-30℃，能夠?qū)⒚摿驖{液溫度降低1-10℃，能夠?qū)⒚摿蛩隹跓煹乐械臒煔庀冉档?-20℃，再提高5-20℃；能夠?qū)⒚摿蛩隹跓煔獾南鄬穸冉档?0%-60%；

4.本發(fā)明能夠?qū)γ摿蛩艧煖囟冗M行雙向調(diào)節(jié)，實現(xiàn)排煙溫度的降低、提高、先降低后提高等調(diào)整過程。針對電廠不同的環(huán)境溫度變化，本發(fā)明能夠?qū)γ摿蛩艧煖囟群蜐穸葘崿F(xiàn)深度調(diào)節(jié)。

附圖說明

通過結(jié)合以下附圖所作的詳細描述，本發(fā)明的上述和/或其他方面和優(yōu)點將變得更清楚和更容易理解，這些附圖只是示意性的，并不限制本發(fā)明，其中：

圖1是本發(fā)明涉及的消除燃煤電廠白色煙羽的降溫換熱系統(tǒng)的實施例一的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明涉及的消除燃煤電廠白色煙羽的降溫換熱系統(tǒng)的實施例二的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記：1-脫硫塔、2-脫硫塔入口煙道、3-脫硫塔出口煙道、4-煙氣換熱器H_T、5-進水管一、6-出水管一、7-水泵一、8-水箱一、9-水箱進水管一、10-水箱進水管控制閥一、11-水箱排空口一、12-換熱器進水管控制閥一、13-循環(huán)水泵、14-循環(huán)水管、15-煙氣換熱器H₂、16-煙氣換熱器H₁、17-循環(huán)水箱、18-脫硫漿液塔、19-換熱器H₃、20-換熱器H₃固定支架、21-出水管二、22-換熱器進水管控制閥二、23-進水管二、24-水泵二、25-水箱二、26-水箱進水管控制閥二、27-水箱進水管二、28-水箱排空口二、29-脫硫塔噴淋層、30-循環(huán)水管控制閥。

具體實施方案

在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的消除燃煤電廠白色煙羽的降溫換熱系統(tǒng)的實施例。

在此記載的實施例為本發(fā)明的特定的具體實施方式，用于說明本發(fā)明的構(gòu)思，均是解釋性和示例性的，不應(yīng)解釋為對本發(fā)明實施方式及本發(fā)明范圍的限制。除在此記載的實施例外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠基于本申請權(quán)利要求書和說明書所公開的內(nèi)容采用顯而易見的其它技術(shù)方案，這些技術(shù)方案包括采用對在此記載的實施例的做出任何顯而易見的替換和修改的技術(shù)方案。

本說明書的附圖為示意圖，輔助說明本發(fā)明的構(gòu)思，示意性地表示各部分的形狀及其相互關(guān)系。請注意，為了便于清楚地表現(xiàn)出本發(fā)明實施例的各部件的結(jié)構(gòu)，各附圖之間并未按照相同的比例繪制。相同的參考標記用于表示相同的部分。

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明涉及的消除燃煤電廠白色煙羽的降溫換熱系統(tǒng)的原理是利用煙氣降溫系統(tǒng)、煙氣換熱系統(tǒng)、脫硫漿液降溫系統(tǒng)共同對脫硫塔出口的排煙溫度和濕度進行雙向調(diào)節(jié)控制，實現(xiàn)脫硫塔排煙溫度的提高、降低、先冷卻再加熱等調(diào)節(jié)方式，降低脫硫塔出口煙氣中的含水量，避免煙囪出口處出現(xiàn)白色煙羽現(xiàn)象。

如圖1和圖2，一種消除燃煤電廠白色煙羽的降溫換熱系統(tǒng)，包括脫硫塔1和脫硫漿液塔18，所述脫硫漿液塔18設(shè)置在脫硫塔1的內(nèi)部如圖2所示，或設(shè)置在脫硫塔1外與脫硫塔1通過管道連通，如圖1所示。脫硫塔1的底部設(shè)有脫硫塔入口煙道2，頂部設(shè)有脫硫塔出口煙道3，還包括煙氣降溫系統(tǒng)、煙氣換熱系統(tǒng)和脫硫漿液降溫系統(tǒng)。

其中，煙氣降溫系統(tǒng)包括設(shè)置在脫硫塔入口煙道1上游的煙氣換熱器H_T4，與煙氣換熱器H_T 4進水口相連接的進水管一5，與煙氣換熱器H_T4出水口相連接的出水管一6，以及水箱一8，水箱一8包括底部與進水管5相連接的水泵一7，底部的水箱排空口一11，與上水箱進水口連接的水箱進水管一9，以及設(shè)置在水箱進水管9上的水箱進水管控制閥一10，通過換熱器中換熱介質(zhì)與煙氣之間的換熱，降低脫硫塔入口煙氣的溫度，從而間接降低脫硫塔出口的排煙溫度。

煙氣換熱系統(tǒng)包括設(shè)置在脫硫塔入口煙道1內(nèi)的煙氣換熱器H₁16，設(shè)置在出口煙道3內(nèi)的煙氣換熱器H₂15，連接煙氣換熱器H₁和H₂的循環(huán)水管14，設(shè)置在換熱器H₁出口的循環(huán)水箱17，與循環(huán)水箱連接的循環(huán)水泵13。優(yōu)選循環(huán)水箱17設(shè)置在煙氣換熱器H₁16的出水口位置，循環(huán)水泵13設(shè)置在循環(huán)水箱17的出水口位置。所述脫硫塔入口煙道2中，煙氣換熱器H_T4設(shè)置在煙氣換熱器H₁16的上游位置，兩者之間的溫差為1-30℃。煙氣換熱系統(tǒng)通過換熱介質(zhì)在循環(huán)管道中流動，實現(xiàn)脫硫塔進出口煙氣之間的換熱，從而降低脫硫塔入口煙氣溫度，提高脫硫塔出口煙氣溫度。

脫硫漿液降溫系統(tǒng)包括設(shè)置在脫硫漿液塔18中的換熱器H₃19，與換熱器進水口相連接的進水管二23，與換熱器出水口相連接的出水管二21，以及水箱二25。水箱二25包括底部與進水管二23相連接的水泵二24，底部的水箱排空口二28，與上水箱進水口連接的水箱進水管二27，以及設(shè)置在水箱進水管二27上的水箱進水管控制閥二26。換熱器H₃19通過換熱器固定支架20固定在脫硫漿液塔18內(nèi)。脫硫漿液降溫系統(tǒng)通過降低脫硫漿液溫度，獲得低溫脫硫漿液，再通過脫硫塔內(nèi)的噴淋層29與脫硫塔內(nèi)的煙氣逆流接觸，從而降低脫硫塔內(nèi)的排煙溫度。

所述煙氣換熱器H_T4、煙氣換熱器H₁16、煙氣換熱器H₂15和換熱器H₃19為可以為不銹鋼或氟塑料換熱器。所述煙氣降溫系統(tǒng)的換熱介質(zhì)為電廠凝結(jié)水、除鹽水或海水。所述煙氣換熱系統(tǒng)的換熱介質(zhì)為除鹽水。所述脫硫漿液降溫系統(tǒng)的換熱介質(zhì)為除鹽水或海水。所述水箱進水管9和水箱進水管二27上分別設(shè)有水箱進水管控制閥一10和水箱進水管控制閥二26，所述煙氣換熱器H_T4的進水管一5上設(shè)換熱器進水管控制閥一12；所述換熱器H₃19的進水管二23上設(shè)換熱器進水管控制閥二22；所述進出口煙氣換熱系統(tǒng)的循環(huán)水管14上設(shè)有循環(huán)水管控制閥30。

在上述三個系統(tǒng)中，可以通過換熱器H₁、H_T和H₃直接或間接的降低脫硫塔的排煙溫度，再通過換熱器H₂提升排煙溫度。具體過程如下：

首先，高溫煙氣從脫硫塔入口煙道2進入，首先經(jīng)過設(shè)置在脫硫塔入口煙道上游的煙氣降溫系統(tǒng)，與煙氣降溫系統(tǒng)中的煙氣換熱器H_T4進行一級換熱，實現(xiàn)入口煙氣的降溫和余熱利用，高溫煙氣轉(zhuǎn)為一級降溫煙氣，同時煙氣換熱器H_T4得到的熱量使水箱一8內(nèi)水溫上升，實現(xiàn)高溫煙氣余熱利用；

其次，經(jīng)過煙氣降溫系統(tǒng)處理的一級降溫煙氣隨后經(jīng)過煙氣換熱系統(tǒng)，首先與煙氣換熱系統(tǒng)中位于脫硫塔入口煙道2內(nèi)的煙氣換熱器H₁16進行二級熱量交換，成為二級降溫煙氣，煙氣換熱器H₁16得到的熱量使循環(huán)水箱17內(nèi)水溫上升；

然后，二級降溫煙氣進入脫硫塔1內(nèi)部，經(jīng)過漿液噴淋層，漿液噴淋層與脫硫漿液降溫系統(tǒng)連通，脫硫漿液降溫系統(tǒng)通過水箱二25中的換熱介質(zhì)與脫硫漿液進行換熱，降低噴淋漿液溫度，低溫噴淋漿液通過脫硫塔內(nèi)的噴淋層進入塔內(nèi)與二級降溫煙氣逆流接觸，進一步降低排煙溫度，形成三級降溫煙氣；

最后，三級降溫煙氣進入脫硫塔出口煙道3，再次與煙氣換熱系統(tǒng)中位于脫硫塔出口煙道3內(nèi)的煙氣換熱器H₂15進行換熱，此時循環(huán)水箱17內(nèi)水溫高于三級降溫煙氣溫度，因此，出口煙道中的三級降溫煙氣溫度升高，循環(huán)水箱17內(nèi)溫度降低，煙氣中的水分得到回收，有效消除白色煙羽。

三個系統(tǒng)可以靈活搭配，根據(jù)實際測得的溫度確定實際需求，通過控制統(tǒng)統(tǒng)中的閥門控制各系統(tǒng)工作或非工作的狀態(tài)，一般在冬季或夏季選擇關(guān)閉或開啟煙氣降溫系統(tǒng)。

在這一過程中脫硫塔出口煙氣先降溫轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏仫柡蜔煔?，再升溫轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷夭伙柡蜔煔?，從而降低了煙氣中的含水量，實現(xiàn)了脫硫煙氣中水分的回收，避免了煙囪出口處出現(xiàn)白色煙羽現(xiàn)象。

本實施實例中，本工藝在消除電廠白色煙羽現(xiàn)象的同時，還可以降低脫硫塔入口的煙氣溫度，解決煙氣溫度過高時，煙氣中二氧化硫?qū)γ摿蛩肟跓煹赖母g作用的問題，還可以降低脫硫塔內(nèi)的煙氣處理量，提高脫硫塔自身的脫硫效率。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。