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热电联产烟气余热深度利用及白烟消除系统

阅读：1049发布：2020-05-30

专利汇可以提供热电联产烟气余热深度利用及白烟消除系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开一种热电联产烟气余热深度利用及白烟消除系统，属于锅炉供热与能源综合利用领域。该系统由锅炉、烟囱、增压风机、喷淋塔、烟气换热器、热泵和其它连接管路组成。其中来自锅炉的部分尾部烟气通过增压风机进入喷淋塔，在喷淋塔内与热泵出来的喷淋循环水进行充分的逆流接触换热，再在烟气换热器内被热网回水加热升温后排到烟囱，最终进入大气。热网水回水从烟气换热器换热降温后进入热泵，在里面经过两级加热升温后形成热网水供水送至厂区热网供水母管。本实用新型采用热网回水加热低温不饱和烟气，降低了热网回水温度，优化了热泵的设计，还可深度回收锅炉排烟余热和凝结水，实现了白烟消除，提高了系统的能源综合利用效率。，下面是热电联产烟气余热深度利用及白烟消除系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种热电联产烟气余热深度利用及白烟消除系统，包括锅炉（1）和烟囱（13），所述锅炉（1）的烟气出口与烟囱（13）连通；其特征是，还包括增压风机（2）、喷淋塔（3）、烟气换热器（4）和热泵（5），所述锅炉（1）的烟气出口还与增压风机（2）的烟气入口连接，所述增压风机（2）的烟气出口与喷淋塔（3）的烟气入口连接，所述热泵（5）通过喷淋循环水回水管道（7）与喷淋塔（3）的循环水进口连接，所述喷淋塔（3）的循环水出口通过喷淋循环水供水管道（6）与热泵（5）连接；所述热泵（5）还分别与驱动蒸汽管道（8）和蒸汽冷凝水管道（9）连通；所述喷淋塔（3）的烟气出口与烟气换热器（4）的烟气入口连接，所述烟气换热器（4）的烟气出口与烟囱（13）连通，所述烟气换热器（4）的进水口与热网水回水管道（10）连接，所述烟气换热器（4）的出水口通过热网水中间回水管道（11）与热泵（5）连接，所述热泵（5）与热网水供水管道（12）连通。
2.根据权利要求1所述的热电联产烟气余热深度利用及白烟消除系统，其特征是，所述喷淋塔（3）为直接接触式烟气余热回收装置，其内部不设置填料而采用空塔结构。
3.根据权利要求1所述的热电联产烟气余热深度利用及白烟消除系统，其特征是，所述烟气换热器（4）为烟气-热水换热器，其内部一侧为低温烟气、另一侧为热网水回水。
4.根据权利要求1所述的热电联产烟气余热深度利用及白烟消除系统，其特征是，所述热泵（5）为吸收式热泵，且热泵（5）与汽轮机或余热锅炉连接。
5.根据权利要求1所述的热电联产烟气余热深度利用及白烟消除系统，其特征是，所述热泵（5）为电压缩式热泵，其驱动电源来自厂用电或电网。
6.根据权利要求1所述的热电联产烟气余热深度利用及白烟消除系统，其特征是，所述热泵（5）为补燃型热泵，其燃料为天然气或燃煤。

说明书全文

热电联产烟气余热深度利用及白烟消除系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种火电厂烟气余热深度回收系统，尤其是锅炉烟气余热深度回收及白烟消除系统，属于锅炉供热与能源综合利用领域。

背景技术

[0002] 火力发电厂的两大主要损失分别是冷源损失和排烟热损失，其中排烟热损失是电站锅炉各项热损失中最大的一项。据统计，在火力发电厂中，锅炉的排烟热损失占锅炉总热损失的60%～70%。排烟温度每上升10℃，锅炉效率下降0.6～1.0%，排烟温度过高已成为影响锅炉效率的主要原因之一。为减轻低温腐蚀，燃煤锅炉的实际排烟温度一般控制在120℃左右。燃气锅炉由于以天然气作为燃料，燃烧后的污染物含量较低，排烟温度可以控制在100℃以下。

[0003] 然而，燃烧后的烟气中含有大量的水蒸气（天然气为燃料的烟气中含水量比例更高），排入大气后进行冷凝，造成了冒白烟现象，同时加剧了城市PM2.5的排放。特别是冬季，因大量水汽遇冷空气迅速凝结成水，“白烟”现象更为显著。回收利用烟气中的显热、汽化潜热及凝结水，可极大地减少燃料消耗，提高系统热效率，对于我国城市化进程具有重要意义。

[0004] 烟气余热深度回收装置分为间接接触式与直接接触式两类。间接接触式装置存在诸如冷凝液腐蚀，换热器体积过大等问题，但它能满足较高水质要求，在商业和生活采暖及热水供应领域应用较为广泛。直接接触式装置的优点在于消除了换热器壁面热阻，最大限度实现了传热传质强化换热，杜绝了冷凝液腐蚀带来的一系列问题，但由于是水与烟气直接接触，对水质要求较高的环境不宜采用。

[0005] 当前已有不少烟气余热深度回收方面的专利获得授权，并已有部分示范工程。本实用新型基于已有的研究，创新性地提出烟气冷凝换热器、电厂集中供热系统和热泵系统的耦合系统，投资少，系统简单，同时更为方便地实现了锅炉尾部烟气余热的深度回收和白烟现象的消除。实用新型内容

[0006] 本实用新型的目的在于提供一种烟气余热深度利用和白烟消除系统，以解决现有技术中存在的大量烟气余热被浪费以及产生的“白烟”现象。

[0007] 本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种热电联产烟气余热深度利用及白烟消除系统，包括锅炉和烟囱，所述锅炉的烟气出口与烟囱连通；其特征是，还包括增压风机、喷淋塔、烟气换热器和热泵，所述锅炉的烟气出口还与增压风机的烟气入口连接，所述增压风机的烟气出口与喷淋塔的烟气入口连接，所述热泵通过喷淋循环水回水管道与喷淋塔的循环水进口连接，所述喷淋塔的循环水出口通过喷淋循环水供水管道与热泵连接；所述热泵还分别与驱动蒸汽管道和蒸汽冷凝水管道连通；所述喷淋塔的烟气出口与烟气换热器的烟气入口连接，所述烟气换热器的烟气出口与烟囱连通，所述烟气换热器的进水口与热网水回水管道连接，所述烟气换热器的出水口通过热网水中间回水管道与热泵连接，所述热泵与热网水供水管道连通。

[0008] 优选的，所述喷淋塔为直接接触式烟气余热回收装置，其内部不设置填料而采用空塔结构。

[0009] 优选的，所述喷淋循环水在喷淋塔和热泵之间进行吸热和放热的循环。

[0010] 优选的，所述烟气换热器为烟气-热水换热器，其内部一侧为低温烟气、另一侧为热网水回水。

[0011] 优选的，所述热网水回水在烟气换热器内先放热，再在热泵内吸热升温变成热网水供水。

[0012] 优选的，所述热泵为吸收式热泵，其驱动蒸汽来自汽轮机或余热锅炉的低压蒸汽。

[0013] 优选的，所述热泵为电压缩式热泵，其驱动电源来自厂用电或电网。

[0014] 优选的，所述热泵为补燃型热泵，其燃料为天然气或燃煤。

[0015] 本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

[0016] （1）提高了烟气余热深度回收水平。采用喷淋塔充分回收烟气显热及潜热，回收了烟气中的凝结水，节约了燃料，减少了系统补水，提高了热电联产系统的能源综合利用效率。

[0017] （2）利用热网回水加热烟气，可以提高烟气温度和干度，达到消除白烟的效果，另一方面降低了热网回水温度，优化了热泵的设计参数和性能，同时可以降低热泵设备造价，提高项目的经济性。附图说明

[0018] 图1是本实用新型实施例中热电联产烟气余热深度利用及白烟消除系统的结构示意图。

[0019] 图中：1-锅炉；2-增压风机；3-喷淋塔；4-烟气换热器；5-热泵；6-喷淋循环水供水管道；7-喷淋循环水回水管道；8-驱动蒸汽管道；9-蒸汽冷凝水管道；10-热网水回水管道；11-热网水中间回水管道；12-热网水供水管道；13-烟囱。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

[0021] 如图1所示，本实施例中的热电联产烟气余热深度利用及白烟消除系统，由锅炉1、增压风机2、喷淋塔3、烟气换热器4、热泵5、喷淋循环水供水管道6、喷淋循环水回水管道7、驱动蒸汽管道8、蒸汽冷凝水管道9、热网水回水管道10、热网水中间回水管道11、热网水供水管道12、烟囱13和其它连接管路组成。

[0022] 锅炉1的烟气出口与烟囱13连通；锅炉1的烟气出口还与增压风机2的烟气入口连接，增压风机2的烟气出口与喷淋塔3的烟气入口连接，热泵5通过喷淋循环水回水管道7与喷淋塔3的循环水进口连接，喷淋塔3的循环水出口通过喷淋循环水供水管道6与热泵5连接。来自锅炉1的部分尾部烟气通过增压风机2进入喷淋塔3，烟气在喷淋塔3内自下而上流动，与来自喷淋循环水回水管道7的喷淋循环水回水充分接触换热后进入烟气换热器4的烟道入口，喷淋循环水回水在喷淋塔3内充分吸收烟气余热后成为喷淋循环水供水并进入喷淋循环水供水管道6，在热泵5的蒸发器内放热，将来自热网水中间回水管道11的热网水加热后再进入喷淋循环水回水管道7，完成喷淋循环水的一个循环。

[0023] 热泵5还分别与驱动蒸汽管道8和蒸汽冷凝水管道9连通。来自汽轮机或余热锅炉的驱动蒸汽通过驱动蒸汽管道8进入热泵5的发生器内进行放热，形成的冷凝水通过蒸汽冷凝水管道9排出并送回锅炉。

[0024] 喷淋塔3的烟气出口与烟气换热器4的烟气入口连接，烟气换热器4的烟气出口与烟囱13连通，烟气换热器4的进水口与热网水回水管道10连接，烟气换热器4的出水口通过热网水中间回水管道11与热泵5连接，热泵5与热网水供水管道12连通。从喷淋塔3经过降温除湿后出来的低温烟气进入烟气换热器4内，经热网水回水管道10中的热网回水加热升温后排到烟囱13，最终进入大气；来自热网水回水管道10的热网水回水从烟气换热器4换热降温后通过热网水中间回水管道11进入热泵5，在里面经过两级加热升温后形成热网水供水，通过热网水供水管道12送至厂区热网供水母管。

[0025] 本实施例中的喷淋塔3为直接接触式烟气余热回收装置，其中内部不设置填料而采用空塔结构。烟气与喷淋循环水在塔内进行充分的逆流接触，换热后烟气中的潜热和显热均被充分回收，析出的凝结水通过加药处理后进行及时回收。烟气在喷淋塔3内经过降温除湿后成为低温不饱和湿烟气。

[0026] 本实施例中的喷淋循环水在喷淋塔3和热泵5之间进行吸热和放热的循环。

[0027] 本实施例中的烟气换热器4为烟气-热水换热器，主要用于提升从喷淋塔3降温除湿后出来的烟气的温度，消除烟囱13白烟现象。进入烟气换热器4的热水采用热电厂中的热网回水，它的设计温度一般为70℃，而实际温度一般为50℃-70℃，可根据需要将不饱和的低温烟气温度抬升至一定温度。

[0028] 经过喷淋塔3冷凝除湿降温的烟气，大部分的水分被除掉，但烟气仍有一定湿度，由于室外温度低于烟气温度，所以只要有温降则仍会有比较明显的白雾产生。为了消除白雾，本实用新型设计了烟气换热器4。烟气换热器4内的一侧为降温除湿后的低温烟气，另一侧为来自热电厂的热网回水，两者进行充分换热，低温烟气温度升高，相对湿度降低，所以在排出大气时很难形成白雾，实现了消除白雾的目的。

[0029] 本实施例中的热网水回水在烟气换热器4内先放热，再在热泵5内吸热升温变成热网水供水。

[0030] 本实施例中的热泵5为吸收式热泵，其驱动蒸汽可来自汽轮机或余热锅炉的低压蒸汽。

[0031] 本实施例中的热泵5也可以为电压缩式热泵，其驱动电源可来自厂用电或上网电。

[0032] 本实施例中的热泵5还可以为补燃型热泵，其燃料可为天然气或燃煤。

[0033] 此外，需要说明的是，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化，均包括在本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改、补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

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