本實用新型涉及一種防止煙氣露點腐蝕的余熱回收系統(tǒng)，在確保不發(fā)生煙氣露點腐蝕的同時還能徹底回收煙氣余熱，屬于煙氣余熱回收技術(shù)領域。

背景技術(shù)：

排煙損失是熱電廠電站鍋爐、石油煉化各種加熱爐、煉鐵高爐熱風爐、軌鋼加熱爐、焦爐、有色冶金、化工、化肥、陶瓷、玻璃等各種工業(yè)爐窯中很重要的一項熱損失，排煙溫度過高會影響運行的經(jīng)濟性。隨著國家對節(jié)能減排的日益重視，煙氣余熱利用技術(shù)越來越被人們所重視，但是當排煙溫度過低，排煙管道和煙囪表面壁溫低于露點溫度時，就會造成設備腐蝕，因此現(xiàn)有技術(shù)中的排煙溫度仍然比較高，煙氣余熱沒有得到很好地利用。目前已采用煙氣余熱回收技術(shù)的排煙溫度通常要比煙氣露點腐蝕溫度高60℃左右甚至更高，這就導致煙氣余熱回收不充分，仍然存在排煙損失大、系統(tǒng)效率低的技術(shù)問題。

為了防止設備發(fā)生煙氣露點腐蝕，現(xiàn)有技術(shù)會在系統(tǒng)中增加蒸汽加熱型暖風器，但是增加蒸汽加熱型暖風器會消耗大量蒸汽，從而增加運行成本。以某電廠600MW機組電站鍋爐為例，該鍋爐排煙溫度135℃，為防止發(fā)生煙氣露點腐蝕，運行時要求控制鍋爐尾部空氣預熱器冷端金屬壁溫度大于等于73℃，為此該系統(tǒng)配置了蒸汽加熱型暖風器，在冬季環(huán)境溫度較低時，使用蒸汽加熱型暖風器來預熱助燃空氣，當冬季環(huán)境溫度零下15℃時，可將助燃空氣加熱到25℃去空氣預熱器。以此來保證鍋爐尾部冷端金屬壁溫度大于73℃，從而避免煙氣露點腐蝕的發(fā)生，保證了系統(tǒng)安全運行。每年5個月需要投用暖風器，投用期間使用汽輪機抽氣，蒸汽的耗量為42.2t/h，每年消耗蒸汽150000噸，該電廠每噸蒸汽按100元進行內(nèi)部成本結(jié)算，即消耗蒸汽成本為1500萬元/年。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種防止煙氣露點腐蝕的余熱回收系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)煙氣余熱回收系統(tǒng)排煙溫度高、系統(tǒng)效率低的技術(shù)問題。

本實用新型采用如下技術(shù)方案：一種防止煙氣露點腐蝕的余熱回收系統(tǒng)，包括蒸汽發(fā)生器、蒸汽加熱器、助燃空氣預熱器、汽包，所述蒸汽加熱器的煙氣側(cè)進口連接有高溫煙氣管道，蒸汽發(fā)生器的煙氣側(cè)出口連接有低溫煙氣管道，蒸汽發(fā)生器的煙氣側(cè)出口與蒸汽加熱器的煙氣側(cè)進口連接，所述蒸汽發(fā)生器的工質(zhì)側(cè)與汽包之間連接有蒸汽上升管和液體下降管，所述蒸汽加熱器的工質(zhì)側(cè)與汽包之間連接有低溫蒸汽管，所述助燃空氣預熱器的空氣側(cè)進口和出口分別連接有低溫空氣管道和高溫空氣管道，所述助燃空氣預熱器的工質(zhì)側(cè)與蒸汽加熱器的工質(zhì)側(cè)之間連接有高溫蒸汽管，所述助燃空氣預熱器的工質(zhì)側(cè)上連接有變頻真空泵，所述助燃空氣預熱器的工質(zhì)側(cè)與汽包之間通過工質(zhì)容器及工質(zhì)管道連接，工質(zhì)管道上設有變頻工質(zhì)泵。

所述工質(zhì)管道包括與助燃空氣預熱器連接的冷凝液管和與汽包連接的供液管，所屬工質(zhì)容器設置在冷凝液管和供液管之間。

工質(zhì)容器上設有通過液位控制的補水管，補水管上設有補水閥。

所述蒸汽發(fā)生器、蒸汽加熱器、助燃空氣預熱器均采用管殼式換熱器，工質(zhì)走管程、煙氣或空氣走殼程。

所述工質(zhì)采用去離子水或乙醇或氨水。

所述蒸汽發(fā)生器的煙氣側(cè)出口與蒸汽加熱器的煙氣側(cè)進口之間連接有用戶除塵設備。

所述蒸汽發(fā)生器和/或蒸汽加熱器上設有清灰裝置。

所述清灰裝置采用聲波吹灰器或沖擊波吹灰器。

本實用新型的有益效果是：本實用新型的余熱回收系統(tǒng)在運行時，煙氣先經(jīng)過蒸汽加熱器，再經(jīng)過蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器中的液態(tài)工質(zhì)吸收煙氣余熱后變?yōu)檎羝?jīng)蒸汽上升管進入汽包，蒸汽經(jīng)汽包出口通過低溫蒸汽管進入蒸汽加熱器，經(jīng)加熱后的蒸汽通過高溫蒸汽管進入助燃空氣預熱器，與低溫空氣管道中的低溫助燃空氣進行熱交換，蒸汽工質(zhì)最后相變冷凝為液態(tài)工質(zhì)，低溫助燃空氣吸收工質(zhì)的潛熱和顯熱后溫度升高進入高溫空氣管道，供用戶使用。液態(tài)工質(zhì)存于工質(zhì)容器通過變頻工質(zhì)泵送入汽包，然后經(jīng)液體下降管進入蒸汽發(fā)生器，開始下一個循環(huán)。本實用新型實質(zhì)上是一種閉式循環(huán)，通過工質(zhì)在煙氣側(cè)吸收煙氣余熱，到空氣側(cè)釋放顯熱和潛熱，加熱助燃空氣，提高用戶的熱效率，達到節(jié)能減排的有益效果。

本實用新型通過變頻真空泵來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的真空度，真空度的變化導致工質(zhì)汽化和冷凝溫度的變化，使系統(tǒng)實現(xiàn)煙氣的余熱回收的同時，控制了工質(zhì)的冷凝溫度，并使液態(tài)工質(zhì)在蒸汽發(fā)生器內(nèi)與煙氣進行換熱時，所有換熱管的管壁溫度均大于煙氣露點腐蝕的溫度，從而有效地防止了煙氣露點腐蝕的發(fā)生。本實用新型通過變頻工質(zhì)泵輸送液態(tài)工質(zhì)，在工況變化時，可以調(diào)節(jié)送入汽包的液態(tài)工質(zhì)量，從而達到調(diào)節(jié)換熱量的效果。

本實用新型通過變頻真空泵和變頻工質(zhì)泵相結(jié)合的調(diào)節(jié)和控制，可以確保換熱系統(tǒng)在各種工況下均能防止煙氣露點腐蝕的發(fā)生，所以采用本實用新型可以將排煙溫度降到更低，在確保不發(fā)生煙氣露點腐蝕的基礎上，最大限度地進行余熱回收，保證了系統(tǒng)的安全運行。本實用新型可以將排煙溫度降至僅比煙氣露點溫度高10℃左右，采用本實用新型可以將上述各種工業(yè)爐窯熱效率提高2%以上，節(jié)能減排效果非常明顯。本實用新型系統(tǒng)能耗小，變頻真空泵，變頻工質(zhì)泵，清灰裝置的電耗，再加上空氣側(cè)煙氣側(cè)風機增加阻損電耗，系統(tǒng)總能耗不超過總回收熱量的20%。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)如圖1所示，本實施例的防止煙氣露點腐蝕的余熱回收系統(tǒng)包括蒸汽發(fā)生器5、蒸汽加熱器6、助燃空氣預熱器7、汽包4，所述蒸汽加熱器6的煙氣側(cè)進口連接有高溫煙氣管道b1，蒸汽發(fā)生器5的煙氣側(cè)出口連接有低溫煙氣管道b2，蒸汽加熱器6的煙氣側(cè)出口與蒸汽發(fā)生器5的煙氣側(cè)進口連接，所述蒸汽發(fā)生器5的工質(zhì)側(cè)與汽包4之間連接有蒸汽上升管a3和液體下降管a4，所述蒸汽加熱器6的工質(zhì)側(cè)與汽包4之間連接有低溫蒸汽管a5，所述助燃空氣預熱器7的空氣側(cè)進口和出口分別連接有低溫空氣管道c1和高溫空氣管道c2，所述助燃空氣預熱器7的工質(zhì)側(cè)與蒸汽加熱器6的工質(zhì)側(cè)之間連接有高溫蒸汽管a6，所述助燃空氣預熱器7的工質(zhì)側(cè)上連接有變頻真空泵1，所述助燃空氣預熱器7的工質(zhì)側(cè)與汽包4之間通過工質(zhì)容器3及工質(zhì)管道連接，工質(zhì)容器3上設有通過液位控制的補水管，補水管上設有補水閥10。工質(zhì)管道上設有變頻工質(zhì)泵2。所述工質(zhì)管道包括與助燃空氣預熱器7連接的冷凝液管a1和與汽包4連接的供液管a2，工質(zhì)容器3設置在冷凝液管a1和供液管a2之間。

本實施例中，蒸汽發(fā)生器5、蒸汽加熱器6、助燃空氣預熱器7均采用管殼式換熱器，工質(zhì)走管程、煙氣或空氣走殼程。所述工質(zhì)采用去離子水或乙醇或氨水。所述蒸汽發(fā)生器5和蒸汽加熱器6上設有清灰裝置8，清灰裝置8采用聲波吹灰器或沖擊波吹灰器。

本實施例的余熱回收系統(tǒng)運行過程為：煙氣先經(jīng)過蒸汽加熱器，再經(jīng)過蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器中的液態(tài)工質(zhì)吸收煙氣余熱后變?yōu)檎羝?，?jīng)蒸汽上升管進入汽包，蒸汽經(jīng)汽包出口通過低溫蒸汽管進入蒸汽加熱器，經(jīng)加熱后的蒸汽通過高溫蒸汽管進入助燃空氣預熱器，與低溫空氣管道中的低溫助燃空氣進行熱交換，蒸汽工質(zhì)最后相變冷凝為液態(tài)工質(zhì)，低溫助燃空氣吸收工質(zhì)的潛熱和顯熱后溫度升高進入高溫空氣管道，供用戶使用。液態(tài)工質(zhì)經(jīng)過冷凝液管進入工質(zhì)容器，再通過變頻工質(zhì)泵送入汽包，然后經(jīng)液體下降管進入蒸汽發(fā)生器，開始下一個循環(huán)。工質(zhì)容器通過補水管補充被真空泵抽走的工質(zhì)。本系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)運行時，135℃的高溫煙氣經(jīng)過蒸汽加熱器進行換熱，溫度降到105℃左右，再進入蒸汽發(fā)生器進行換熱，溫度降至85℃左右的低溫煙氣去用戶脫硫裝置。

本實施例系統(tǒng)內(nèi)部工質(zhì)采用去離子水，通過變頻真空泵的運行和調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)內(nèi)部保持一定的壓力，使內(nèi)部工質(zhì)溫度大于68℃（此溫度可調(diào)節(jié)）時汽化，小于68℃（此溫度可調(diào)節(jié)）時冷凝。工質(zhì)經(jīng)汽包通過液體下降管流到蒸汽發(fā)生器，在吸收煙氣余熱后變成蒸汽，通過蒸汽上升管進入汽包，并通過低溫蒸汽管進入蒸汽加熱器，經(jīng)過蒸汽加熱器和蒸汽發(fā)生器吸收煙氣余熱后，蒸汽可被加熱到125℃，通過高溫蒸汽管進入助燃空氣預熱器進行換熱，來自低溫空氣管道中的低溫助燃空氣吸收工質(zhì)的潛熱和顯熱，當冬季環(huán)境溫度零下15℃時，可以將低溫空氣加熱到30℃左右經(jīng)高溫空氣管道去用戶鍋爐空氣預熱器。本系統(tǒng)中的助燃空氣預熱器完全可以取代原有的蒸汽加熱型暖風機，節(jié)能效果相當明顯。蒸汽工質(zhì)與助燃空氣換熱，溫度低于68℃（此溫度可調(diào)節(jié)）時相變冷凝，釋放出潛熱，冷凝后的工質(zhì)通過冷凝液管進入工質(zhì)容器，并通過變頻工質(zhì)泵送入汽包，再進行系統(tǒng)的閉式循環(huán)。經(jīng)過循環(huán)，進入蒸汽發(fā)生器的液態(tài)工質(zhì)溫度可控，確保尾排換熱管壁溫高于露點，所以不會發(fā)生煙氣露點腐蝕。為了保證換熱管束不積灰，不影響換熱效果，本實施例在蒸汽加熱器和蒸汽發(fā)生器上設置聲波吹灰器或沖擊波吹灰器，定期清灰保證換熱效果。

當環(huán)境溫度出現(xiàn)當?shù)貥O限低溫零下20℃時，通過變頻真空泵調(diào)節(jié)系統(tǒng)的真空度，使內(nèi)部工質(zhì)相變溫度點提高，使與低溫煙氣接觸的蒸汽發(fā)生器尾排換熱管管壁溫度超過煙氣露點溫度，保證安全運行，也可以通過真空泵變頻控制將系統(tǒng)工質(zhì)汽化，調(diào)節(jié)冷凝溫度，然后通過工質(zhì)泵的變頻調(diào)節(jié)工質(zhì)供應量。通過以真空泵為主、工質(zhì)泵為輔的雙重調(diào)節(jié)來防止煙氣露點腐蝕的發(fā)生。在這種情況下，零下20℃的空氣經(jīng)過換熱后，可以上升到25℃左右去用戶鍋爐空氣預熱器。在極限工況下，也能達到取代原蒸汽加熱型暖風器的要求。當空氣平均溫度為20℃時，通過該系統(tǒng)可以將助燃空氣加熱到65℃左右去用戶，使用戶鍋爐熱效率提高2%以上，也可以解決用戶燃料煤含硫量高時的安全運行問題。

本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)如圖2所示，與實施例1不同的是，本實施例的蒸汽發(fā)生器5的煙氣側(cè)出口與蒸汽加熱器6的煙氣側(cè)進口之間連接有用戶除塵設備9，本實施例僅在蒸汽加熱器6上設有清灰裝置8，由于蒸汽發(fā)生器設置在用戶除塵器之后，所以蒸汽發(fā)生器不需要配備清灰裝置。

上述具體實施方式是本實用新型說明例優(yōu)選的實施方式，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，以滿足在其它場合和領域的應用，如：其它工質(zhì)或工質(zhì)對的選擇運用，其它型式清灰裝置的選擇應用，其它結(jié)構(gòu)型式的蒸汽加熱器、蒸汽發(fā)生器和助燃空氣預熱器的選擇運用，其它抽真空方式，其它型式的真空泵和工質(zhì)泵的選擇運用等等，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)，本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。