一种火力发电厂烟羽治理系统的制作方法

本实用新型涉及锅炉烟气处理技术领域，尤其涉及一种火力发电厂烟羽治理系统。

背景技术：

火力发电厂在烟囱和锅炉之间安装脱硫装置，以对锅炉排放的烟气进行脱硫处理，其中绝大部分脱硫装置为湿法石灰石-石膏脱硫装置。经过脱硫塔进行脱硫处理后再由烟囱排出的烟气处于饱和状态，烟气离开烟囱后，烟气温度被大气环境迅速冷却，同时烟气中的各组分与大气发生质量交换。在这个过程中，当发生水蒸气的温度低于其分压所对应得露点温度时，即发生水蒸气的冷凝。烟气中水蒸气产生过饱和而雾化成水滴，水滴在光线的照射下产生散乱反射继而产生白烟现象。

目前减轻烟羽的常规方法由两种，分别是对烟气进行冷凝和加热，对烟气进行加热的方式具有能耗偏高的缺陷，而且仅有视觉效果，缺少实际的环保收益；而对目前通常是采用换热器对烟气进行冷凝，但由于烟气中水蒸气的汽化潜热较大，采用换热器进行冷凝换热的换热量较大而且换热器价格昂贵。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种火力发电厂烟羽治理系统，能够在消除烟羽的同时，降低耗能和成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种火力发电厂烟羽治理系统，包括设于所述锅炉的烟气出口且沿烟气流动方向依次设置的空气预热器、除尘器、脱硫塔、烟气冷凝器和烟囱；还包括：

冷却空气风机，所述冷却空气风机设于所述烟气冷凝器的空气换热通道的进口或出口，以将外界大气引入所述烟气冷凝器的空气换热通道内；

冷凝水处理单元，所述烟气冷凝器的烟气通道上设有冷凝水出口，所述冷凝水处理单元设于所述冷凝水出口；

三通管，所述三通管的进口与所述烟气冷凝器的空气换热通道出口连通，所述三通管的第一出口通过第一管道与所述空气预热器的空气换热通道进口连通，所述三通管的第二出口连接有第二管道；

风量调节单元，设于所述第二出口与所述空气预热器的空气换热通道进口之间，用于调节送入所述空气预热器的空气换热通道内的热空气量；

第一开关阀，设于所述第二管道上。

作为上述火力发电厂烟羽治理系统的一种优选技术方案，所述空气预热器的空气换热通道进口设有送风机。

作为上述火力发电厂烟羽治理系统的一种优选技术方案，所述送风机的进口设有送气管道，所述送气管道上设有第二开关阀。

作为上述火力发电厂烟羽治理系统的一种优选技术方案，还包括：

雾化喷嘴，设于所述烟气冷凝器的空气换热通道进口；

雾化泵和蓄水池，所述雾化泵的进口与所述蓄水池连通，所述雾化泵的出口与所述雾化喷嘴连通。

作为上述火力发电厂烟羽治理系统的一种优选技术方案，还包括补水泵，所述蓄水池上设有补水口，所述补水泵设于所述补水口。

作为上述火力发电厂烟羽治理系统的一种优选技术方案，所述蓄水池的底部设有排污口，所述排污口设有排污阀。

作为上述火力发电厂烟羽治理系统的一种优选技术方案，所述烟气冷凝器的空气换热通道出口设有除雾器。

作为上述火力发电厂烟羽治理系统的一种优选技术方案，所述除尘器和所述脱硫塔之间设有引风机。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过烟气冷凝器对空气进行升温后再将空气送至空气预热器，提高了送至空气预热器的空气换热通道内的空气温度，在通过烟气冷凝器消除烟羽的同时，降低冷空气直接送入空气预热器时对空气预热器的腐蚀程度，实现对锅炉排放的烟气中的热能的充分利用。而且烟气冷凝器采用风冷取代了现有技术中的水冷，无需构建复杂的水路系统，而且对汽轮机热耗不会产生影响。

由于烟气冷凝器进行烟气降温所需的空气量通常大于锅炉燃烧所需的空气量，本实用新型通过风量调节单元调节送入空气预热器的空气换热通道内的热空气量，以满足锅炉燃烧需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的火力发电厂烟羽治理系统的结构简图；

图2是本实用新型实施例二提供的火力发电厂烟羽治理系统的结构简图。

图中：

1、锅炉；2、空气预热器；3、除尘器；4、引风机；5、脱硫塔；6、烟囱；7、烟气冷凝器；8、送风机；9、冷却空气风机；10、冷凝水处理单元；11、风量调节单元；12、雾化喷嘴；13、雾化泵；14、蓄水池；15、补水泵；16、除雾器；17、第一管道；18、第二管道；19、第一开关阀；20、第二开关阀；21、送气管道；22、排污阀。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种火力发电厂烟羽治理系统，包括设于锅炉1的烟气出口且沿烟气流动方向依次设置的空气预热器2、除尘器3、脱硫塔5、烟气冷凝器7和烟囱6。其中，空气预热器2利用锅炉1排放的高温烟气与空气进行换热形成高温空气，高温空气将被送入锅炉1上的一次风口和/或二次风口，实现对锅炉1排放的烟气中的热能利用。除尘器3和脱硫塔5之间设有引风机4，以将经过除尘的烟气送入脱硫塔5内进行脱硫处理。

烟气冷凝器7的空气换热通道进口设有冷却空气风机9，以将外界大气引入烟气冷凝器7的空气换热通道内，与流经烟气冷凝器7的烟气通道内的烟气进行换热，实现对烟气的降温，以消除烟羽。

外界空气送入烟气冷凝器7的空气换热通道内经过与烟气通道内的烟气进行换热后升温形成热空气。为了对该部分热空气进行充分利用，本实施例在烟气冷凝器7的空气换热通道出口设置三通管，三通管的进口与烟气冷凝器7的空气换热通道出口连通，三通管的第一出口通过第一管道17与空气预热器2的空气换热通道进口连通，将该部分热空气经过烟气冷凝器7进行升温处理后，再送入空气预热器2的空气换热通道内进行升温换热形成高温空气，实现对锅炉1排放的烟气中的热能利用，最后将高温空气送入锅炉1上的一次风口和/或二次风口，降低了消除烟羽成本。

通过烟气冷凝器7对空气进行升温后再将空气送至空气预热器2，提高了送至空气预热器2的空气换热通道内的空气温度，在通过烟气冷凝器7消除烟羽的同时，降低冷空气直接送入空气预热器2时对空气预热器2的腐蚀程度，实现对锅炉1排放的烟气中的热能的充分利用；而且烟气冷凝器7采用风冷取代了现有技术中的水冷，无需构建复杂的水路系统，而且对汽轮机热耗不会产生影响。优选地，本实施例在空气预热器2的空气换热通道进口设有送风机8，以及时地将第一管道17内的热空气送入空气预热器2的空气换热通道中。

随着烟气的冷凝，脱硫出口净烟气中的细微粉尘作为凝结核与烟气中的污染物一起团聚长大、并最终被冷凝水包裹收集，达到污染物协同脱除的作用。一般情况下，通过烟气冷凝器7可实现粉尘脱除率不小于50％。

在实际使用时，烟气冷凝器7采用管内强化换热的管壳式结构换热器，烟气走壳程，空气走管程。烟气冷凝器7的烟气通道内的流速为3-10m/s，烟气冷凝器7的空气换热通道内的流速为8-40m/s，烟气冷凝器7的换热空气通道出口的温度可达45℃左右。本实施例中，烟气冷凝器7的材质选择2205双向不锈钢或者更高等级材质，管径为20-80mm，壁厚1-4mm。

为了避免冷凝水长时间存在于烟气冷凝器7的烟气通道内而对烟气冷凝器7造成腐蚀，本实施例增设了冷凝水处理单元10，具体地，在烟气冷凝器7的烟气通道上设置冷凝水出口，冷凝水处理单元10设于冷凝水出口。将烟气冷凝器7的烟气通道内的冷凝水通过冷凝水出口引出烟气冷凝器7，并送入冷凝水处理单元10进行处理。

由于烟气冷凝器7的烟气通道内形成的冷凝水呈酸性，需要进行中和处理，通常在经过凉水塔进行降温处理形成的冷却水中加入氢氧化钠等碱性物质进行处理以调节冷却水的ph值。

由于锅炉1燃烧所需的一次风量和二次风量通常在一定范围内，而烟气冷凝器7进行烟气降温所需的空气量通常大于锅炉1燃烧所需的空气量，为此，本实施例增设了风量调节单元11，用于调节送入空气预热器2的空气换热通道内的热空气量。具体地，风量调节单元11设于第二出口与空气预热器2的空气换热通道进口之间。本实施例中，风量调节单元11可以是流量调节阀，也可以是设于第一管道17内的阀板，在此不再具体限定。

由于有时可能不需要对烟气冷凝器7的空气换热通道排出的热空气进行回收利用，为此，本实施例将三通管的第二出口连接第二管道18，此时可以将烟气冷凝器7的空气换热通道排出的热空气通过第二管道18排出。

本实施例在第二管道18上设置第一开关阀19，在需要对烟气冷凝器7的空气换热通道排出的烟气进行回收利用时，关闭第一开关阀19，以将烟气冷凝器7的空气换热通道排出的热空气全部送至空气预热器2的空气换热通道内进行换热。

本实施例中，送风机8的进口设有送气管道21，送气管道21上设有第二开关阀20。打开第二开关阀20，可以通过送气管道21将空气送入空气预热器2的空气换热通道内，以满足锅炉1燃烧需求。

本实施例提供的空气预热器2的空气换热通道内设有凸起、凹陷等增大接触面积的传热结构，以及肋片或螺旋槽等强化传热的结构。

本实施例提供的烟气冷凝器7配设有冲洗组件，以对烟气冷凝器7的烟气通道进行定期冲洗，避免烟气通道内沉积污垢，影响烟气流通。冲洗组件一般是指冲洗泵等，在此不再详细赘叙。

本实施例提供的烟气冷凝器7可以布置在水平烟道中，此时烟气冷凝器7的空气换热通道和烟气通道竖直设置；烟气冷凝器7也可以布置在竖直烟道中，此时烟气冷凝器7的空气换热通道和烟气通道水平设置。至于上述两种烟气冷凝器7的布置方式为现有技术，在此不再详细只赘叙。

本实施例提供的烟气冷凝器7中的形成管层的空气换热通道通过若干支撑杆连接于烟气冷凝器7的壳体，以提高烟气冷凝器7的的空气换热通道的稳定性。

实施例二

在环境温度较高时、烟气冷凝指标较差时，可以通过雾化方式降低送入烟气冷凝器7的空气换热通道内的空气温度。

具体地，如图2所示，本实施例将冷却空气风机9设于烟气冷凝器7的空气换热通道出口，本实施例提供的火力发电厂烟羽治理系统还包括雾化喷嘴12、雾化泵13和蓄水池14，其中，雾化喷嘴12设于烟气冷凝器7的空气换热通道进口；雾化泵13的进口与蓄水池14连通，雾化泵13的出口与雾化喷嘴12连通。雾化泵13将蓄水池14的水送至雾化喷嘴12，而冷却空气风机9对烟气冷凝器7的空气换热通道进行抽气，将外界空气在负压作用下进入雾化喷嘴12，使进入雾化喷嘴12的水雾化形成水雾，水雾直接进入烟气冷凝器7的空气换热通道与烟气冷凝器7的烟气通道内的烟气进行换热，对烟气进行降温，以消除烟羽；同时大部分水雾在负压条件下蒸发，更有利于降低送入烟气冷凝器7的空气换热通道内的空气温度，实现对烟气冷凝器7的烟气通道内烟气进行降温，以提高消除烟羽的效果。而且能够有效避免烟气冷凝器7的空气换热通道被水湿润，有效提高烟气冷凝器7的换热效率，使烟气冷凝效果满足烟气冷凝指标满足要求。

而烟气冷凝器7的空气换热通道出口仍然有可能存在未被蒸发的水滴，本实施例在冷却空气风机9和三通管的进口之间增设除雾器16，用于捕捉烟气冷凝器7的空气换热通道排出的热空气中的水滴。上述除雾器16的结构为现有技术，在此不在赘叙。

本实施例将雾化喷嘴12、雾化泵13和蓄水池14均独立于烟气冷凝器7之外设置，简化烟气冷凝器7的结构。

为了保证蓄水池14内有足够的水，本实施例中的蓄水池14上设有补水口，补水口设有补水泵15，以向蓄水池14内补充水。

蓄水池14内的水可能含有杂质，水中的杂质将会沉积在蓄水池14的底部，本实施例在蓄水池14的底部设置排污口，排污口设有排污阀22，定期打开排污阀22，以将蓄水池14底部沉积的杂质排出。

通过排污、补水等实现蓄水池14中的水质稳定，一般可控制合适的浓缩倍率，保证蓄水池14中的氯离子等维持在合理范围内，使得送至雾化喷嘴12的水中的不纯物的浓度控制在产生污垢的界限值以下。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。