一种烟气余热综合控制系统及其使用方法与流程

本发明涉及发电厂烟气余热处理技术领域，尤其涉及一种烟气余热综合控制系统及其使用方法，其主要利用烟气余热加热冷凝水、热网水、低温烟气，协同作为暖风器的热源加热预热器进口的一次风或二次风或一、二次风来解决预热器低温腐蚀和堵灰的问题。

背景技术：

截至2016年底，全国发电设备装机总容量16.5亿千瓦，其中煤电9.4亿千瓦，占比57％，煤电在未来相当长的时间内依然是发电的主力军。排烟损失是锅炉运行中最重要的一项热损失，目前国内燃煤电站锅炉设计的排烟温度普遍较高，我国的锅炉排烟温度降低的空间很大，相应的可以降低标准煤耗。锅炉排烟是个潜力很大的余热源，可以利用很多新的技术和设备降低锅炉的排烟温度。随着国家及地方相继出台《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》,要求新建机组发电煤耗不大于300g/kw·h，现役机组改造发电煤耗不大于310g/kw·h，大量的亚临界现役机组如果不进行深度节能改造，是无法达到这个发电煤耗要求的。

目前燃煤发电厂经scr脱硝改造运行一段时间后，回转式空预器普遍存在烟气侧阻力快速升高问题，有时会超过2kpa，甚至会到3kpa左右。其主要原因是锅炉增加scr脱硝系统后，普遍存在氨逃逸量过大，流场分布不均匀，so2向so3转化率过高，且大多数电厂长期处于低负荷运行状态，空预器入口烟气温度普遍降低到330℃左右，排烟温度大幅度降低，低温地区冬天低负荷工况甚至会低于90℃，这就使得按最初的设计值计算的硫酸氢氨(abs)堵塞腐蚀区上移，上移到中间层下部约300mm的区域内，引起局部烟气流速升高，烟气通道堵塞，严重情况甚至会堵塞整个中间层。进而，空预器严重的腐蚀和堵灰增加了送引风机阻力，降低了预热器的换热能力，引起排烟温度升高，锅炉效率降低，影响机组安全运行。

针对目前锅炉排烟损失普遍较高及预热器运行过程中出现的腐蚀堵灰问题的问题，现有技术中虽然也可以通过在锅炉尾部烟道加装烟气余热利用换热器，达到深度回收烟气余热、提高机组效率、优化烟气温度、降低污染物排放、节省脱硫水耗的目的；还可以通过提高预热器进口冷风的温度，来适当提高预热器冷端壁温，有效控制硫酸氢氨凝结区间，解决目前预热器运行过程中普遍存在的严重的低温腐蚀和堵灰问题。但是上述手段存在着生产成本、运行成本、维护成本较高，操作复杂，并且处理效果有时难以达到预期效果等缺陷，因而提出一种能够克服上述缺陷的烟气余热回收综合控制系统具有重要的现实意义和研究意义。

技术实现要素：

针对现有技术中对烟气回收利用、预热器运行过程中出现腐蚀堵塞等技术手段存在的缺陷，本发明的目的在于：提供一种烟气余热综合控制系统及其使用方法，其主要利用燃煤机组烟气余热加热冷凝水、热网水、低温烟气，协同作为暖风器的热源加热预热器进口一次风或二次风或一、二次风来解决预热器低温腐蚀和堵灰的问题。利用该控制系统具有操作使用方便，易于控制，生产、运行及维护成本低，运行可靠，自动化程度较高，有效降低工人劳动强度，提高了烟气回收利用效率，有效保护了环境，符合节能减排的要求。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术手段实现：

一种烟气余热综合控制系统，该控制系统包括烟气换热器、暖风器、增压泵、循环泵、热媒水系统、阀门组件、自动控制系统组件，所述烟气换热器布置在预热器出口与除尘器之间的烟道上或除尘器出口与脱硫入口之间的烟道上；所述暖风器与预热器通过连接管路相连接；所述热媒水系统分别与暖风器、烟气换热器通过连接管路相连接；所述循环泵设置在热媒水系统与暖风器的连接管路上；所述增压泵设置在热媒水系统与烟气换热器的连接管路上；热媒水系统中的热媒水经过增压泵增压后进入烟气换热器，再通过烟气换热器加热后经过循环泵进入暖风器，一次风和/或二次风经过暖风器加热后进入预热器；经过暖风器的热媒水通过连接管路回到烟气换热器中循环利用；所述自动控制系统分别与烟气换热器、暖风器、增压泵、循环泵、热媒水系统、阀门组件控制连接；所述阀门控制组件包括流量调节阀；所述自动控制系统组件包括：控制器、温度传感器；所述温度传感器与控制器数据信号连接；所述温度传感器分别设置在烟气换热器进、出口烟道上用于测量进、出口烟温，温度传感器还设置在烟气换热器低温换热管上用于测量换热管壁温度以及设置在暖风器的进、出口管道上；所述液体流量调节阀设置在热媒水系统与暖风机的连接管路、热媒水系统与烟气换热器的连接管路上用于调节进入暖风器热媒水的流量和热媒水补水量；控制器根据各个温度传感器检测的温度信号控制增压泵、循环泵和流量调节阀的状态及调节进入暖风器热媒水的流量和热媒水补水量；经过调节后的暖风器出口一次风或二次风或一、二次风的温度控制在50～70℃。

作为上述方案的进一步优化，所述烟气换热器的进口或进、出口烟道位置处均设有导流板。

作为上述方案的进一步优化，所述烟气换热器的迎风面的换热管设置有防磨瓦、防磨假管、光管堆焊、钛晶瓷层中任一种或者其组合。

作为上述方案的进一步优化，所述烟气换热器的吹灰器形式采用复合吹灰方式，包括声波吹灰加脉冲吹灰、声波吹灰加蒸汽吹灰方式。

作为上述方案的进一步优化，所述烟气换热器的换热元件采用光管、鳍片管、肋片管、膜式管或者螺旋槽管，材料采用金属、非金属或者复合材料；在烟气换热器低温换热管上安装有壁温测点，通过监测壁温调节运行参数，避免发生低温腐蚀；所述暖风器的换热元件采用光管、鳍片管、肋片管、膜式管或者螺旋槽管，材料选用金属、非金属或者复合材料。

作为上述方案的进一步优化，所述暖风器包括主暖风器和/或副暖风器，其中主暖风器设置在一次风和/或二次风进口的主管道上，暖风器的进、出口管道上安装有温度测点，根据温度调节进入暖风器的热媒水量，暖风器出口一次风或二次风或一、二次风的温度控制在50～70℃；副暖风器设置在一次风和/或二次风进口的支管道上用于辅助加热一次风和/或二次风；其中副暖风器采用辅助蒸汽作为热源将一次风和/或二次风的温度提高到0～10℃。

作为上述方案的进一步优化，经过所述烟气换热器换热后的烟气流进入除尘器或脱硫塔。

本发明上述一种烟气余热综合控制系统的使用方法，包括如下步骤：

1)启动前做好烟气换热器、暖风器上水、排空等准备工作，保证各部件能正常运行；

2)开启预热器、暖风器、烟气换热器、热媒水补水系统、增压泵、循环泵设备，控制器根据各个相应位置的温度传感器检测到的烟气换热器出口烟温、换热器加热后的热媒水温度、暖风器进、出口一次风和/或二次风的温度，控制增压泵和循环泵、流量调节阀的状态，调节进入暖风器热媒水的流量和热媒水补水量，经过调节后的暖风器出口一次风或二次风或一、二次风的温度控制在50～70℃。

作为上述方案的进一步优化，所述步骤2)中，当烟气余热综合控制系统在冬季运行时，暖风器进口的一次风和/或二次风温度过低，控制器控制副暖风器利用辅助蒸汽作为热源将一次风和/或二次风温度提高到0～10℃。

采用本发明的烟气余热综合控制系统及其使用方法具有如下有益效果：

结构设计合理，操作简单，合理利用了烟气余热，不需要消耗其他热源，耗能少，占地小，运行成本低，解决目前燃煤机组增加scr后普遍存在的预热器低温腐蚀和堵灰的严重问题，延长预热器传热元件的使用寿命，提高了电除尘器的除尘效率，解决低负荷硫酸氢氨凝结超界问题，降低脱硫系统的补水量，通过降低排烟温度提高锅炉运行效率，降低煤耗。

附图说明

附图1是本发明烟气余热综合控制系统的工作原理图。

具体实施方式

下面参照附图1对本发明烟气余热综合控制系统及其使用方法作进一步的说明。

一种烟气余热综合控制系统，该控制系统包括烟气换热器1、暖风器2、增压泵3、循环泵4、热媒水系统5、阀门组件、自动控制系统组件，所述烟气换热器布置在预热器出口6与除尘器之间的烟道上或除尘器出口与脱硫入口之间的烟道上；所述暖风器与预热器通过连接管路相连接；所述热媒水系统分别与暖风器、烟气换热器通过连接管路相连接；所述循环泵设置在热媒水系统与暖风器的连接管路上；所述增压泵设置在热媒水系统与烟气换热器的连接管路上；热媒水系统中的热媒水经过增压泵增压后进入烟气换热器，再通过烟气换热器加热后经过循环泵进入暖风器，一次风和/或二次风经过暖风器加热后进入预热器；经过暖风器的热媒水通过连接管路回到烟气换热器中循环利用；所述自动控制系统分别与烟气换热器、暖风器、增压泵、循环泵、热媒水系统、阀门组件控制连接；所述阀门控制组件包括流量调节阀；所述自动控制系统组件包括：控制器、温度传感器；所述温度传感器与控制器数据信号连接；所述温度传感器分别设置在烟气换热器进、出口烟道上用于测量进、出口烟温，温度传感器还设置在烟气换热器低温换热管上用于测量换热管壁温度以及设置在暖风器的进、出口管道上；所述液体流量调节阀设置在热媒水系统与暖风机的连接管路、热媒水系统与烟气换热器的连接管路上用于调节进入暖风器热媒水的流量和热媒水补水量；控制器根据各个温度传感器检测的温度信号控制增压泵、循环泵和流量调节阀的状态及调节进入暖风器热媒水的流量和热媒水补水量；经过调节后的暖风器出口一次风或二次风或一、二次风的温度控制在50～70℃。所述烟气换热器的进口或进、出口烟道位置处均设有导流板。所述烟气换热器的迎风面的换热管设置有防磨瓦、防磨假管、光管堆焊、钛晶瓷层中任一种或者其组合。所述烟气换热器的吹灰器形式采用复合吹灰方式，包括声波吹灰加脉冲吹灰、声波吹灰加蒸汽吹灰方式。所述烟气换热器的换热元件采用光管、鳍片管、肋片管、膜式管或者螺旋槽管，材料采用金属、非金属或者复合材料；在烟气换热器低温换热管上安装有壁温测点，通过监测壁温调节运行参数，避免发生低温腐蚀；所述暖风器的换热元件采用光管、鳍片管、肋片管、膜式管或者螺旋槽管，材料选用金属、非金属或者复合材料。所述暖风器包括主暖风器和/或副暖风器，其中主暖风器设置在一次风和/或二次风进口的主管道上，暖风器的进、出口管道上安装有温度测点，根据温度调节进入暖风器的热媒水量，暖风器出口一次风或二次风或一、二次风的温度控制在50～70℃；副暖风器设置在一次风和/或二次风进口的支管道上用于辅助加热一次风和/或二次风；其中副暖风器采用辅助蒸汽作为热源将一次风和/或二次风的温度提高到0～10℃。经过所述烟气换热器换热后的烟气流进入除尘器或脱硫塔。

本发明上述一种烟气余热综合控制系统的使用方法包括如下步骤：

1)启动前做好烟气换热器、暖风器上水、排空等准备工作，保证各部件能正常运行；

2)开启预热器、暖风器、烟气换热器、热媒水补水系统、增压泵、循环泵设备，控制器根据各个相应位置的温度传感器检测到的烟气换热器出口烟温、换热器加热后的热媒水温度、暖风器进、出口一次风和/或二次风的温度，控制增压泵和循环泵、流量调节阀的状态，调节进入暖风器热媒水的流量和热媒水补水量，经过调节后的暖风器出口一次风或二次风或一、二次风的温度控制在50～70℃。

所述步骤2)中，当烟气余热综合控制系统在冬季运行时，暖风器进口的一次风和/或二次风温度过低，控制器控制副暖风器利用辅助蒸汽作为热源将一次风和/或二次风温度提高到0～10℃。

本系统原理清晰，操作简单，合理利用了烟气余热，不需要消耗其他热源，耗能少，占地小，运行成本低，解决目前燃煤机组增加scr后普遍存在的预热器低温腐蚀和堵灰的严重问题，延长预热器传热元件的使用寿命，提高了电除尘器的除尘效率，解决低负荷硫酸氢氨凝结超界问题，降低脱硫系统的补水量，通过降低排烟温度提高锅炉运行效率，降低煤耗。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。