一种燃煤锅炉烟气系统的制作方法

本实用新型涉及一种燃煤锅炉烟气系统。

背景技术：

目前，燃煤发电厂的燃煤在锅炉膛内燃烧后，经过的烟气系统为先依次经scr催化剂、空气预热器、ggh换热器和低温电除尘后，再进入脱硫系统等。由于电除尘以前含有大量飞灰的烟气，在经过上述scr催化剂、空气预热器时分别存在以下问题：

1)scr催化剂：scr催化剂主要由活性成分为v2o5，载体为tio2，助催剂为wo3。催化剂的主要结构型式为蜂窝式、板式、波纹式，设计为这些结构主要为增加催化剂接触面积，使烟气充分和催化剂接触。但由于燃煤燃烧后的烟气中含有大量的粉煤灰，其是催化剂失去活性影响最大的因素。粉煤灰中含有的碱金属与催化剂接触，造成催化剂“中毒”，降低催化剂活性。还有，当催化剂的微孔被粉煤灰堵塞时，其表面活性逐渐丧失，催化剂会失去活性。另外，烟气中的粉尘高速流动时会对催化剂产生强烈的冲刷，造成催化剂的流失、破碎。活性降低后的催化剂无论是处理还是再生利用均会产生废弃强酸或强碱废液，对环境产生二次污染。

2)空气预热器：目前的空气预热器一般采用回转蓄热式、管式两种。空气预热器出口烟气温度一般低于140℃，由于scr催化剂在加入氨气时存在过量现象，过量的氨气在经过空气预热器时在190～240℃时，与烟气中的h2o、so3反应生成硫酸氢氨(nh4hso4)。硫酸氢氨在空气预热器的冷端部位(177～232℃)凝结并粘结在空气预热器的换热元件上，捕捉烟气中的粉煤灰，形成板结状，进而堵塞空气预热器的换热元件，造成空气预热器压差急剧升高、不可控，降低燃煤锅炉的出力。

3)含有粉煤灰的烟气经过电除尘前的ggh换热器时，由于烟气中粉尘含量大，对换热器的换热管产生严重的冲刷，造成大量的换热管道泄漏，进而泄漏出来的水会捕捉烟气中的粉煤灰，形成板结状堵塞在换热器的换热通道，造成换热器压差升高，换热性能急剧降低。

4)烟气经过电除尘进行除尘时，为避免湿度较大造成电除尘的堵塞，一般控制经过电除尘的烟气温度不低于95℃。但由于电除尘内处于负压状态，一般控制烟气温度仍然达到100～105℃。此时烟气中含有的水分仍然以过热蒸汽状态存在，烟气中的水分含有过热蒸汽的汽化潜热仍然无法利用，造成锅炉排烟损失增加，锅炉效率降低。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种全新的燃煤电厂烟气系统，其scr的寿命和活性长、空气预热器和ggh换热器不易堵塞及锅炉效率高。

解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种燃煤锅炉烟气系统，所述的烟气系统包括锅炉省煤器、高温电除尘单元、scr催化剂催化单元、空气预热器、ggh换热器、低温换热器和脱硫系统，其特征是：从所述锅炉省煤器后排出的350～370℃高温烟气流程为依次流经高温电除尘单元、scr催化剂催化单元、空气预热器、ggh换热器、低温换热器和脱硫系统。

优选地，所述高温电除尘单元的选择应使得当高温烟气经过高温电除尘进行除尘后的烟气中粉煤灰含量降低至原烟气的0.3％-0.5％。

优选地，所述低温换热器的选择应使得低温换热器后的烟气温度降低至75～80℃。

本实用新型的原理：

本实用新型首先将高温烟气经过高温电除尘进行除尘，去除原烟气中99.6％以上的粉尘，除尘后的烟气中粉煤灰含量降低至原烟气的0.4％左右，直接将原烟气净化为高温净烟气，使得进入scr催化剂、空气预热器、ggh换热器中的烟气粉尘含量极低，不会降低设备工作性能。高温净烟气分别经过scr催化剂、空气预热器，形成一级低温净烟气；ggh换热器后加装低温换热器，将烟气温度降低至75～80℃，使烟气中的过热蒸汽凝结，其汽化潜热被释放，大幅降低锅炉排烟损失。一级低温净烟气进入ggh换热器、低温换热器，将烟气中的过热蒸汽冷凝，使其释放出汽化潜热，产生二级低温净烟气，进入脱硫系统进行脱硫处理。

本实用新型的技术效果体现在：

本系统首先充分利用温度超过180℃后，粉尘比电阻随温度升高而降低的特性，使用高温电除尘替代低温电除尘，高温电除尘的除尘效率比低温电除尘更高，产生高温净烟气。高温净烟气中粉尘含量少，依次进入scr催化剂、空气预热器、ggh换热器分别进行脱硝、降温处理，可以更好的提高scr催化剂的性能、降低空气预热器堵塞几率、降低ggh压差，并成为一级低温净烟气。

一级净烟气进入低温换热器后，将净烟气温度降低至75～80℃，将烟气中的过热蒸汽冷凝并使其释放汽化潜热，成为二级净烟气进入脱硫系统。一级净烟气进入低温换热器时由于烟气中粉尘含量低，过热蒸汽冷凝时不会混杂粉尘形成板结；冷凝产生的水与二级净烟气中的so3、so2反应成为h2so4、h2so3稀酸，两种稀酸对换热器内壳体、换热器换热管道、其后的烟道有很强的腐蚀，换热器内壳体材质、换热管道材质选用耐硫酸腐蚀不锈钢00cr25ni6mo2n材质，换热器后的烟道内壁采用耐硫酸腐蚀的重防腐涂料，并设置足够的坡度，使产生的硫酸自流进入脱硫系统吸收塔内，避免在换热器、烟道内积存。

在该实用新型中，整个系统设计可以有效提高锅炉烟气系统的除尘效率、环保设备效能、锅炉效率，解决了以下问题：scr催化剂“中毒”及冲刷、寿命降低的问题，空气预热器换热元件的冲刷损坏、板结堵塞的问题，ggh冲刷、堵塞的问题，锅炉效率偏低的问题。保证锅炉效率在燃煤煤种变化的稳定性，及环保设备的长期高效运行。

附图说明

图1为本实用新型的整套系统流程图。

图中：1——高温电除尘单元；2——scr催化剂催化单元；3——空气预热器；4——ggh换热器；5——低温换热器。

实心箭头标识为烟气流动方向。

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型的燃煤锅炉烟气系统实施例。所述的燃煤锅炉烟气系统包括锅炉省煤器、高温电除尘单元1、scr催化剂催化单元2、空气预热器3、ggh换热器4、低温换热器5和脱硫系统。从锅炉省煤器后排出的350～370℃高温烟气流程为依次流经高温电除尘单元1、scr催化剂催化单元2、空气预热器3、ggh换热器4、低温换热器5和脱硫系统。

其中的高温电除尘单元1的选择应使得当高温烟气经过高温电除尘进行除尘后的烟气中粉煤灰含量降低至原烟气的0.3％-0.5％；低温换热器5的选择应使得低温换热器后的烟气温度降低至75～80℃。

本实用新型应用于燃煤电厂烟气系统。

当350～370℃高温原烟气进入高温电除尘1中，被电除尘去除烟气中的粉尘，产生的高温净烟气进入scr催化剂2去除其中的nox；然后进入空气预热器3换热，降低温度后烟气温度达到130～150℃，进入ggh换热器4换热，从ggh换热器4流出的烟气温度降低至100～105℃，成为一级低温净烟气进入低温换热器5加热其中的凝结水，温度降低至80℃，成为二级低温净烟气，进入脱硫系统进行脱硫处理。

本实用新型的过程和原理：

1、将高温原烟气先经过高温电除尘进行除尘处理，降低烟气中的粉尘含量，形成高温净烟气。

高温原烟气经过流场梳理后进入高温电除尘，利用180℃以上的粉尘温度越高、其比电阻越小的特性，使高温电除尘具有更高的除尘效率。高温原烟气经过高温电除尘时可以去除烟气中99.6％以上的粉尘，将高温原烟气中粉尘含量降低至0.4％以下，形成高温净烟气。

2、高温净烟气进入scr催化剂脱硝处理，减少催化剂的“中毒”、冲刷损坏。

高温净烟气携带添加的nh3气体，进入scr催化剂，在催化剂的作用下，nh3气体与高温净烟气中的nox反应产生n2和h2o，将烟气中的nox去除。高温净烟气经过除尘处理后，其中含有的碱金属基本被去除，剩余的微量粉尘携带极微量的碱金属，与催化剂的接触量急剧减少，催化剂不发生“中毒”现象；高温净烟气中的粉尘含量微少，不会对催化剂产生冲刷损伤。

3、高温净烟气进入空气预热器降温，降低空气预热器压差，成为一级低温净烟气。

从scr催化剂流出的高温净烟气由于出现喷氨过量现象，其中会携带过量的nh3气体，nh3气体进入空气预热器后在降温过程中，温度达到190～240℃会与高温净烟气中的so3反应生成硫酸氢氨，在空气预热器的冷端部位(177～232℃)凝结并粘结在空气预热器的换热元件上，由于高温净烟气中的粉尘含量极低，粘结在空气预热器换热元件上的硫酸氢氨捕捉粉尘的量很少，不容易发生板结现象，空气预热器堵塞的几率降低；空气预热器冷端进行冲洗更容易将硫酸氢氨清洗，其烟气侧压差就稳定在一个可控范围。经过空气预热器的高温净烟气降温后，温度达到130～140℃，成为一级低温净烟气。

4、一级低温净烟气进入ggh换热器降温，减少对换热器的冲刷。

经过空气预热器流出的一级低温净烟气进入ggh换热器降温，温度降低至100～105℃。一级低温净烟气中的粉尘含量少，不对ggh换热器元件产生冲刷，ggh的工作性能可以保持稳定，且不会出现换热器堆积粉尘堵塞的问题。

5、一级低温净烟气进入低温换热器，将净烟气中的过热蒸汽冷凝释放热量。

一级低温净烟气流出ggh换热器后，进入低温换热器，低温换热器内冷凝工质采用35～40℃凝结水系统的凝结水，充分利用凝结水比热容大的特点，将一级低温净烟气降温至75～80℃，净烟气中的过热蒸汽冷凝，冷凝过程释放汽化潜热，燃煤中含有的总水分越高，低温换热器吸收的内能越多，可以讲锅炉排烟损失控制在一个稳定的范围，锅炉的整体效率也不会因为燃煤煤种的变化而发生较大的变化。