一種用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置，適用于濕法脫硫系統(tǒng)，所述濕法煙氣系統(tǒng)具有：入口煙道，干式靜電除塵器及一出口煙道；包括：設(shè)置于入口煙道上，位于干式靜電除塵器之前的一級(jí)換熱吸熱端；設(shè)置于入口煙道上，位于干式靜電除塵器之后的二級(jí)換熱吸熱端；設(shè)置于出口煙道上的換熱放熱端；依次連通一級(jí)換熱吸熱端、二級(jí)換熱吸熱端、換熱放熱端及一級(jí)換熱吸熱端的一換熱循環(huán)管道。通過利用煙氣高溫段自身熱量加熱低溫段煙氣，不需要外部熱源，有效提高了除塵系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)工作性能，促進(jìn)了煙氣排放的擴(kuò)散。
【專利說明】
一種用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及濕法煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們?cè)谙硎芷涑晒麜r(shí)也面臨著嚴(yán)峻的環(huán)境問題，由燃煤電廠及工業(yè)鍋爐產(chǎn)生的污染物是大氣環(huán)境污染的主要來源。
[0003]《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020)》要求東部地區(qū)(遼寧、北京、天津、河北、山東、上海、江蘇、浙江、福建、廣東、海南等11省市)新建燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值(即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米)，中部地區(qū)(黑龍江、吉林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等8省)新建機(jī)組原則上接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，鼓勵(lì)西部地區(qū)新建機(jī)組接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值。到2020年，東部地區(qū)現(xiàn)役30萬千瓦及以上公用燃煤發(fā)電機(jī)組、10萬千瓦及以上自備燃煤發(fā)電機(jī)組以及其他有條件的燃煤發(fā)電機(jī)組，改造后大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值。
[0004]燃煤電廠和工業(yè)鍋爐的煙氣中含有大量的二氧化硫，直接排放會(huì)形成酸雨，造成嚴(yán)重環(huán)境污染，二氧化硫的治理工作已引起社會(huì)各界廣泛關(guān)注。濕法脫硫是我國(guó)最主要的燃煤電站煙氣二氧化硫排放控制技術(shù)。尤其是石灰石(或石灰)一石膏濕法脫硫工藝，為目前應(yīng)用較為廣泛的濕法煙氣脫硫工藝。其以石灰石(或石灰)作吸收劑洗滌煙氣中的二氧化硫生成亞硫酸鈣，再與加入的空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)最后生成石膏，脫硫二氧化硫，凈化煙氣。整個(gè)反應(yīng)過程均在脫硫吸收塔內(nèi)完成，反應(yīng)的最佳溫度一般為50°C左右。
[0005]而采取例如石灰石(或石灰)一石膏濕法脫硫工藝對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫處理以后，在我國(guó)局部地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的“煙囪雨”現(xiàn)象，而且濕法脫硫后，煙氣溫度明顯降低，導(dǎo)致煙氣的抬升高度嚴(yán)重不足，煙氣污染物擴(kuò)散能力受到影響。另外，我國(guó)大部分地區(qū)現(xiàn)役的燃煤電廠和工業(yè)鍋爐排出的煙氣一般溫度都在130?160°C，基本都超過原設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)排煙溫度110°C，當(dāng)排煙溫度較高時(shí)，煙塵比電阻較高，導(dǎo)致設(shè)置于脫硫吸收塔的煙氣入口前的靜電除塵器的除塵效率也會(huì)隨之降低，可能導(dǎo)致粉塵排放不達(dá)標(biāo)，排放的煙氣不但出現(xiàn)“煙囪雨”，還有可能出現(xiàn)冒“白煙”的現(xiàn)象。
[0006]針對(duì)上述情況，業(yè)內(nèi)多采用設(shè)置氣一氣換熱器(簡(jiǎn)稱GGH)解決相關(guān)問題，設(shè)置GGH后，“石膏雨”問題可得到控制，但GGH投資及運(yùn)行費(fèi)用較高，且存在阻力高、腐蝕與堵塞嚴(yán)重等缺點(diǎn)。
[0007]中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN 104633647 A公開一種可取消GGH的減排節(jié)能系統(tǒng)，具體包括依次串接于鍋爐尾部煙道的空氣預(yù)熱器、高溫?fù)Q熱器、低溫?fù)Q熱器一段、干式靜電除塵器、引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)、低溫?fù)Q熱器二段、脫硫塔、濕式電除塵器、低溫?fù)Q熱器三段和煙囪；以及包括依次串接與冷二次風(fēng)道的空氣換熱器和二次風(fēng)機(jī)，所述二次風(fēng)機(jī)輸出端經(jīng)所述空氣換熱器連接所述空氣預(yù)熱器的空氣側(cè)輸入端；以及低壓加熱器、第一水栗、第二水栗及第三水栗等輔助裝置，以期通過上述結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的GGH實(shí)現(xiàn)煙氣換熱功能，并合理利用排放煙氣的余熱。然而，該專利申請(qǐng)的技術(shù)方案包含了多個(gè)換熱通道，其高溫?fù)Q熱器所吸收熱量，被引出煙氣系統(tǒng)外加熱鍋爐給水，其低溫?fù)Q熱器二段所吸收熱量，被用于加熱冷空氣，低溫?fù)Q熱器一段所吸收的熱量被用于加熱脫硫后的低溫?zé)煔?，不僅增加了設(shè)備的投入成本，且煙氣中的熱量是分散傳遞的，不可避免的產(chǎn)生熱量的逸散和損失，導(dǎo)致難以控制入口煙道及出口煙道中的煙氣溫度處于合理范圍，從而無法使出口煙道中的煙氣得到最佳的加熱效果。此外，由于該方案系統(tǒng)復(fù)雜，在實(shí)施過程中導(dǎo)致系統(tǒng)改造內(nèi)容過多，鋼架支撐需求量急劇加大，導(dǎo)致其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值較低。事實(shí)上，為了達(dá)到該專利申請(qǐng)的說明書實(shí)施例中各低溫?fù)Q熱器的理想的出口溫度范圍，如不加裝外部的加熱或控制裝置，是難以實(shí)現(xiàn)的，這樣一來又會(huì)增加額外的成本，并加大安裝和維護(hù)的工作量，并降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的問題是，利用換熱技術(shù)，通過吸收煙氣高溫段的熱量，提高靜電除塵器除塵效率，降低進(jìn)入脫硫塔的煙氣流量，降低脫硫塔建設(shè)投資，并在脫硫塔出口利用換熱器所吸收的煙氣高溫段的熱量對(duì)低溫?zé)煔膺M(jìn)行加熱，提高排煙溫度，達(dá)到消除“煙囪雨”現(xiàn)象，提高煙氣抬升高度，促進(jìn)排煙污染物擴(kuò)散的目的。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0010]一種用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置，適用于濕法脫硫系統(tǒng)，所述濕法煙氣系統(tǒng)具有:入口煙道，干式靜電除塵器及一出口煙道；包括:
[0011]設(shè)置于入口煙道上，位于干式靜電除塵器之前的一級(jí)換熱吸熱端；
[0012]設(shè)置于入口煙道上，位于干式靜電除塵器之后的二級(jí)換熱吸熱端；
[0013]設(shè)置于出口煙道上的換熱放熱端；
[0014]依次連通一級(jí)換熱吸熱端、二級(jí)換熱吸熱端、換熱放熱端及一級(jí)換熱吸熱端的一換熱循環(huán)管道。
[0015]進(jìn)一步地，還包括設(shè)置于所述換熱循環(huán)管道上的一介質(zhì)增壓栗。
[0016]進(jìn)一步地，所述介質(zhì)增壓栗的入口連通換熱放熱端的出口，所述介質(zhì)增壓栗的出口連通二級(jí)換熱吸熱端的入口。
[0017]進(jìn)一步地，所述一級(jí)換熱吸熱端、二級(jí)換熱吸熱端及換熱放熱端為列管布置。
[0018]進(jìn)一步地，所述一級(jí)換熱吸熱端采取列管順列布置，換熱管采取防腐處理，最大熱容量為18750千瓦。
[0019]進(jìn)一步地，所述二級(jí)換熱吸熱端采取列管錯(cuò)列布置，最大熱容量為11250千瓦。
[0020]進(jìn)一步地，所述換熱放熱端采取列管順列布置，換熱管采取表面防酸腐蝕處理，最大熱容量為3萬千瓦。
[0021]進(jìn)一步地，還包括一溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括設(shè)置于入口煙道及出口煙道中的多個(gè)溫度傳感器。
[0022]進(jìn)一步地，還包括與介質(zhì)增壓栗及溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接的一控制裝置，用以控制介質(zhì)流速。
[0023]本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)增壓栗的工作能力，控制換熱系統(tǒng)介質(zhì)流速，并由此改變一級(jí)和二級(jí)換熱系統(tǒng)從煙氣中帶走的熱量，實(shí)現(xiàn)維持干式電除塵器入口煙氣溫度和脫硫塔入口煙氣溫度穩(wěn)定的目的，達(dá)到控制系統(tǒng)換熱量的效果，并維持干式靜電除塵器和脫硫塔的工作性能穩(wěn)定，防止靜電除塵器腐蝕。控制裝置可以用于監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀況，并可以根據(jù)輔助模塊對(duì)換熱系統(tǒng)進(jìn)行控制功能升級(jí)，本發(fā)明的系統(tǒng)通過利用煙氣高溫段自身熱量加熱低溫段煙氣，不需要外部熱源，有效提高了除塵系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)工作性能，促進(jìn)了煙氣排放的擴(kuò)散。另外，整個(gè)換熱體系為一整體循環(huán)，通過控制裝置調(diào)節(jié)換熱速率，無外部熱交換，能夠達(dá)到最佳的換熱效果，并且相對(duì)于傳統(tǒng)GGH系統(tǒng)或現(xiàn)有技術(shù)其他替代產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝及維護(hù)的成本較低的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于對(duì)于現(xiàn)有的濕法脫硫系統(tǒng)進(jìn)行改造實(shí)施，具有廣泛的適用性。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記說明:1_入口煙道；2_出口煙道；3_干式靜電除塵器；4_ 一級(jí)換熱吸熱端；5_ 二級(jí)換熱吸熱端；6_換熱放熱端；7_介質(zhì)增壓栗；8_吸收塔。。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明所述用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置，針對(duì)我國(guó)大規(guī)模應(yīng)用的濕法脫硫系統(tǒng)，采取換熱方式，不借助外部熱源，利用吸收煙氣中的余熱，加熱脫硫塔后的低溫?zé)煔?，達(dá)到提高靜電除塵器和濕法脫硫系統(tǒng)工作性能，降低濕法脫硫塔建設(shè)投資，提高排煙溫度，促進(jìn)煙氣污染物擴(kuò)散的目的。
[0027]為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖作詳細(xì)說明如下。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明的用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置，適用于濕法脫硫系統(tǒng)，所述濕法煙氣系統(tǒng)具有:入口煙道1，干式靜電除塵器3及一出口煙道2。換熱裝置包括:設(shè)置于入口煙道I上，位于干式靜電除塵器3之前的一級(jí)換熱吸熱端4 ;設(shè)置于入口煙道I上，位于干式靜電除塵器3之后的二級(jí)換熱吸熱端5 ;設(shè)置于出口煙道2上的換熱放熱端6 ;依次連通一級(jí)換熱吸熱端4、二級(jí)換熱吸熱端5、換熱放熱端6及一級(jí)換熱吸熱端4的換熱循環(huán)管道。
[0029]所述換熱循環(huán)管道上的一介質(zhì)增壓栗7。介質(zhì)增壓栗7的入口連通換熱放熱端3的出口，出口連通二級(jí)換熱吸熱端2的入口。這樣一來，使介質(zhì)流通方向最有利于提高換熱效率，這是因?yàn)?，煙氣在接觸吸熱端時(shí)，首先接觸吸熱端溫度較高的一側(cè)，隨著煙氣溫度降低，其接觸的吸熱端的換熱管的溫度也在降低，在穩(wěn)定的溫差作用下，吸熱端能夠高效地吸收煙氣中的熱量。而煙氣在接觸放熱端時(shí)，首先接觸放熱端溫度較低的一側(cè)，煙氣穩(wěn)定的被加熱，能夠獲得最佳的加熱效果。
[0030]上述一級(jí)換熱吸熱端4、二級(jí)換熱吸熱端5及換熱放熱端6均為列管布置。其中，一級(jí)換熱吸熱端4采取列管順列布置，其換熱管采取防腐處理，最大熱容量為18750千瓦。二級(jí)換熱吸熱端5采取列管錯(cuò)列布置，最大熱容量為11250千瓦。換熱器放熱端6采取列管順列布置，換熱管采取表面防酸腐蝕處理，最大熱容量為3萬千瓦。
[0031]通過上述的設(shè)置，在煙氣進(jìn)入干式靜電除塵器3前，煙氣溫度為130_150°C，通過一級(jí)換熱吸熱端4吸收煙氣中的熱量，使進(jìn)入干式靜電除塵器3的煙氣流速降低，并促進(jìn)煙氣中粉塵的凝并，提高干式靜電除塵器3的除塵效率。一般可使電除塵工作煙氣流速降低10%，出口粉塵濃度降低至15mg/m3，從而無需在煙氣出口處額外設(shè)置濕式除塵器，也可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0032]經(jīng)過干式靜電除塵器3后的煙氣，由二級(jí)換熱吸熱端5再次吸收熱量，進(jìn)一步降低煙氣溫度至75?80°C，經(jīng)過兩次降溫后，進(jìn)入吸收塔8的煙氣體積流量將降低20%左右，由此可以達(dá)到降低濕法脫硫系統(tǒng)建設(shè)投資約15%左右。經(jīng)過濕法脫硫后的煙氣，經(jīng)過換熱放熱端6進(jìn)行加熱，提高排煙溫度至75?80°C，達(dá)到消除“煙囪雨”現(xiàn)象，提高煙氣抬升高度，促進(jìn)排煙污染物擴(kuò)散的目的。
[0033]此外，本發(fā)明的裝置還包括溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及與介質(zhì)增壓栗7及溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接的一控制裝置，用以控制介質(zhì)流速。介質(zhì)增壓水栗7為內(nèi)部換熱介質(zhì)的流動(dòng)提供動(dòng)力，并利用增壓水栗的調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)換熱速度，調(diào)節(jié)靜電除塵器入口及濕法脫硫塔入口的煙氣溫度。溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括設(shè)置于入口煙道及出口煙道中的多個(gè)溫度傳感器。為了滿足自動(dòng)調(diào)節(jié)需要?？刂蒲b置在系統(tǒng)硬件設(shè)施不變的情況下，通過完善的控制邏輯，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的提升和優(yōu)化，總體上講:增壓栗應(yīng)為可調(diào)節(jié)變頻栗，栗的流量受控于電除塵入口煙氣溫度信號(hào)，以維持電除塵入口溫度不會(huì)太低，防止煙氣溫度過低對(duì)干式電除塵形成的腐蝕。
[0034]綜上，本發(fā)明的裝置通過換熱，對(duì)分別進(jìn)入干式靜電除塵器3和吸收塔8的煙氣進(jìn)行分級(jí)吸熱，提高了干式靜電除塵器3和吸收塔8的工作性能，降低了煙氣污染治理設(shè)施的建設(shè)投資，并利用煙氣自身熱量，加熱經(jīng)過脫硫后的煙氣，提高了煙氣抬升高度，促進(jìn)了煙氣中污染物的擴(kuò)散。本發(fā)明不借助外部熱量，達(dá)到了節(jié)能、環(huán)保的目的。另外，整個(gè)換熱體系為一整體循環(huán)，通過控制裝置調(diào)節(jié)換熱速率，無外部熱交換，能夠達(dá)到最佳的換熱效果，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝及維護(hù)的成本較低，尤其適用于對(duì)于現(xiàn)有的濕法脫硫系統(tǒng)進(jìn)行改造實(shí)施，具有廣泛的適用性。
[0035]需要說明的是，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，但凡依本發(fā)明權(quán)利要求書及說明書所作的簡(jiǎn)單的等同變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。另外本發(fā)明的任一實(shí)施例或權(quán)利要求所保護(hù)的范圍不須達(dá)成本發(fā)明所揭露的全部目的或優(yōu)點(diǎn)或特點(diǎn)。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來輔助專利文件檢索之用，并非用來限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置，適用于濕法脫硫系統(tǒng)，所述濕法煙氣系統(tǒng)具有:入口煙道，干式靜電除塵器及一出口煙道；其特征在于，包括: 設(shè)置于入口煙道上，位于干式靜電除塵器之前的一級(jí)換熱吸熱端； 設(shè)置于入口煙道上，位于干式靜電除塵器之后的二級(jí)換熱吸熱端； 設(shè)置于出口煙道上的換熱放熱端； 依次連通一級(jí)換熱吸熱端、二級(jí)換熱吸熱端、換熱放熱端及一級(jí)換熱吸熱端的一換熱循環(huán)管道。2.如權(quán)利要求1所述的用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置，其特征在于，還包括設(shè)置于所述換熱循環(huán)管道上的一介質(zhì)增壓栗。3.如權(quán)利要求2所述的用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置，其特征在于，所述介質(zhì)增壓栗的入口連通換熱放熱端的出口，所述介質(zhì)增壓栗的出口連通二級(jí)換熱吸熱端的入口。4.如權(quán)利要求1所述的用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置，其特征在于，所述一級(jí)換熱吸熱端、二級(jí)換熱吸熱端及換熱放熱端均為列管布置。5.如權(quán)利要求1所述的用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置，其特征在于，所述一級(jí)換熱吸熱端采取列管順列布置，換熱管采取防腐處理，最大熱容量為18750千瓦。6.如權(quán)利要求5所述的用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置，其特征在于，所述二級(jí)換熱吸熱端采取列管錯(cuò)列布置，最大熱容量為11250千瓦。7.如權(quán)利要求6所述的用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置，其特征在于，所述換熱放熱端采取列管順列布置，換熱管采取表面防酸腐蝕處理，最大熱容量為3萬千瓦。8.如權(quán)利要求1所述的用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置，其特征在于，還包括一溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括設(shè)置于入口煙道及出口煙道中的多個(gè)溫度傳感器。9.如權(quán)利要求8所述的用于濕法脫硫系統(tǒng)的換熱裝置，其特征在于，還包括與介質(zhì)增壓栗及溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接的一控制裝置，用以控制介質(zhì)流速。
【文檔編號(hào)】F23J15/08GK105889963SQ201510394054
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年7月7日
【發(fā)明人】李春雨, 趙怡凡, 孟磊, 杜明生, 肖志均
【申請(qǐng)人】大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司