專利名稱：一種褐煤煙氣中水分與汽化潛熱的回收方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于褐煤燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，是關(guān)于一種褐煤煙氣中水分與汽化潛 熱的回收方法、裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
褐煤是煤礦化程度最淺的煤種，占全國煤貯量的12%左右，必將成為我國能源的 主要來源。如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中褐煤燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中鍋爐103用于燃燒褐 煤以將一系列加熱器102加熱過的熱水蒸發(fā)，并加熱成高溫高壓的蒸汽送至汽機(jī)101做功， 汽機(jī)101的排汽冷凝后的冷水通過加熱器102加熱后送回鍋爐103 ；同時(shí)，鍋爐103燃煤產(chǎn) 生的煙氣經(jīng)過空預(yù)器104和除塵器105由煙囪106排出。其中，由于褐煤水份含量很大，所以燃燒前需要將其干燥，即將水份蒸發(fā)為水蒸 汽。而這個(gè)過程需要吸收的大量的熱，這部分吸收的熱都隨著鍋爐103排煙而損失，造成鍋 爐效率(ASME方法)較低。因此，如果能回收這一部分熱量與水，對發(fā)電廠節(jié)能、降水耗、提高效率的效果將 非常驚人。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中褐煤燃燒系統(tǒng)效率較低的缺陷，本發(fā)明提供了一種褐煤煙氣 中水分與汽化潛熱的回收方法、裝置及系統(tǒng)?！矫妫景l(fā)明提供一種褐煤煙氣中水分與汽化潛熱的回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括鍋 爐、加熱器、汽機(jī)、空預(yù)器、除塵器和煙 ，所述加熱器與鍋爐和汽機(jī)之間通過水管連接，所 述鍋爐和汽機(jī)之間通過蒸氣管道連接，所述鍋爐、空預(yù)器、除塵器和煙 通過煙道連接，所 述系統(tǒng)還包括潛熱回收器；所述潛熱回收器通過煙道連接于所述除塵器的出口和所述煙 囪的入口之間，用于吸收所述除塵器排出煙氣的熱量；所述潛熱回收器還通過水管連接于 所述汽機(jī)的水側(cè)出口和所述加熱器的入口之間，用于通過吸收的熱量加熱所述汽機(jī)排出的 凝結(jié)水。另一方面，本發(fā)明提供一種潛熱回收器，該潛熱回收器通過煙道連接于褐煤燃燒 系統(tǒng)中的除塵器的出口和煙囪的入口之間，用于吸收所述除塵器排出煙氣的熱量；所述潛 熱回收器還通過水管連接于褐煤燃燒系統(tǒng)中的汽機(jī)的水側(cè)出口和加熱器的入口之間，用于 通過吸收的熱量加熱所述汽機(jī)排出的凝結(jié)水。另一方面，本發(fā)明提供一種褐煤煙氣中水分與汽化潛熱的回收方法，該方法包括 吸收褐煤燃燒系統(tǒng)中除塵器排出煙氣中所攜帶的熱量；通過吸收的熱量加熱所述褐煤燃燒 系統(tǒng)中汽機(jī)排出的凝水。本發(fā)明的有益效果在于，通過在褐煤中水分與汽化潛熱回收系統(tǒng)中增加潛熱回收 器，回收了煙氣中的熱量和水，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的褐煤燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的褐煤煙氣中水分與汽化潛熱的回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的褐煤煙氣中水分與汽化潛熱的回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明提供的潛熱回收器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明提供的潛熱回收器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為現(xiàn)有技術(shù)提供的褐煤機(jī)組中熱力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7本發(fā)明提供的褐煤煙氣中水分與汽化潛熱的回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明提供的褐煤煙氣中水分與汽化潛熱的回收方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例一如圖2所示，為本發(fā)明提供的褐煤煙氣中水分與汽化潛熱回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖，該褐煤煙氣中水分與汽化潛熱回收系統(tǒng)包括鍋爐203、加熱器202、汽機(jī)201、空預(yù)器 204、除塵器205和煙 206，所述加熱器與鍋爐和汽機(jī)之間通過水管連接，所述鍋爐和汽機(jī) 之間通過蒸氣管道連接，所述鍋爐、空預(yù)器、除塵器和煙 通過煙道連接，所述系統(tǒng)還包括 潛熱回收器；所述潛熱回收器通過煙道連接于所述除塵器的出口和所述煙囪的入口之間，用于 吸收所述除塵器排出煙氣的熱量；所述潛熱回收器還通過水管連接于所述汽機(jī)的水側(cè)出口和所述加熱器的入口之 間，用于通過吸收的熱量加熱所述汽機(jī)排出的凝結(jié)水。在本實(shí)施例中，通過在傳統(tǒng)褐煤燃燒系統(tǒng)增加潛熱回收器，實(shí)現(xiàn)了對煙氣中的熱 量的回收，達(dá)到了節(jié)能減排的效果。實(shí)施例二如圖3所示，為本發(fā)明提供的褐煤煙氣中水分與汽化潛熱回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖，其中，凝汽器301連接于汽機(jī)低壓缸LP的冷源端，用于將汽機(jī)低壓缸出口的蒸汽凝結(jié)成 水，這個(gè)過程中蒸汽體積驟減，維持了高壓蒸汽的壓力差；凝泵302與凝汽器301連接，凝汽器301冷凝產(chǎn)生的水壓力很低，凝泵302用于使 其升壓，使水能夠克服潛熱回收器303及連接管道的阻力，流到除氧器304中。潛熱回收器303通過煙道連接于除塵器314的出口和吹風(fēng)機(jī)315的入口之間，用于吸收所述除塵器314排出煙氣的熱量；所述潛熱回收器303還通過水管連接于所述凝泵 302的出口和除氧器304的入口之間，用于通過吸收的熱量加熱所述凝泵302排出的凝結(jié) 水。除氧器304、給水泵305、高壓加熱器306 308組成了本系統(tǒng)中的逐級加熱系統(tǒng)； 在該逐級加熱系統(tǒng)中，如果比某一級加熱器更高壓力的加熱器的抽汽凝結(jié)成水以后，其壓 力比該級的壓力還高，這時(shí)壓力差就會將高壓力的加熱器中凝結(jié)的疏水壓到較低壓力的加 熱器中，稱為逐級自流。其中，除氧器304與汽機(jī)中壓缸IP、潛熱回收器303和給水泵305連接，用于通過 汽機(jī)中壓缸IP的抽汽，對潛熱回收器303送來的給水，及高壓加熱器306自流至除氧器304 的水加熱至150 180°C。同時(shí)除氧器304上方設(shè)計(jì)有一個(gè)小口，用于使溶解在水中的少量 氧氣隨蒸汽一同排到大氣中去。給水泵305用于將除氧器凝結(jié)水升壓到很高的壓力，克服此處到鍋爐出口的汽水 管路的阻力，并為汽機(jī)入口的高汽壓提供一個(gè)基礎(chǔ)，即在此基礎(chǔ)上加熱使水壓力很高，才能 達(dá)到汽機(jī)入口的高汽壓。高壓加熱器306 308分別與汽機(jī)高壓缸HP連接，通過汽機(jī)高壓缸HP的抽汽以 將給水泵305打出的給水加熱到更高溫度。在鍋爐中，高壓加熱器308排出的熱水經(jīng)過省煤器309，蒸發(fā)器310及過熱器311 成為水蒸氣，輸送至汽機(jī)高壓缸HP做功，高壓缸HP的排汽經(jīng)過鍋爐中的再熱器312再次加 熱后輸送至中壓缸IP做功。同時(shí)，燃燒褐煤產(chǎn)生的煙氣經(jīng)空預(yù)器313、除塵器314處理后由潛熱回收器303回 收熱量后，再經(jīng)過吸風(fēng)機(jī)315吹至煙囪排放。其中，如圖4所示，所述潛熱回收器303進(jìn)一步包括受熱面管排401，設(shè)置于所述 潛熱回收器的煙道中并通過水管連接于褐煤燃燒系統(tǒng)中的汽機(jī)的水側(cè)出口和加熱器的入 口之間，用于對所述除塵器排出煙氣進(jìn)行冷卻以使煙氣中的水蒸氣凝結(jié)為水，并通過冷卻 煙氣吸收的熱量加熱所述汽機(jī)排出的凝結(jié)水；受熱面集水器402，設(shè)置于所述受熱面管排 下方，用于收集所述煙氣冷卻后產(chǎn)生的水；還可包括水泵403，連接于所述受熱面集水器和水管，用于將所述的水輸送到水管 中。在本實(shí)施例中，通過在傳統(tǒng)褐煤鍋爐中增加潛熱回收器，實(shí)現(xiàn)了對煙氣中的熱量 的回收，達(dá)到了節(jié)能減排的效果。實(shí)施例三如圖5所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種潛熱回收器的剖面結(jié)構(gòu)圖，其中，受熱面 管排502接汽機(jī)凝結(jié)水管路或熱網(wǎng)加熱器管路上，并設(shè)置于所述潛熱回收器的煙道501中， 用于對所述除塵器排出煙氣進(jìn)行冷卻以使煙氣中的水蒸氣凝結(jié)為水，從而吸收了煙氣中的 熱量以加熱受熱面管排502中來自汽機(jī)凝結(jié)水管路或熱網(wǎng)加熱器管路的水；在一優(yōu)選方案 中，受熱面管排可設(shè)計(jì)成熱管形式，也可以設(shè)計(jì)成常規(guī)蛇形管。同時(shí)，為了防腐，受熱面管排 的基材為普通碳鋼，且外壁需要鍍搪瓷，同時(shí)管子的橫向節(jié)距要大于50mm。其中，煙道501由于工作在含酸工作區(qū)，所以需要內(nèi)部加防腐工藝。受熱面集水器503為一下垂的錐斗，受熱面管排502表面的冷凝水流到該集水器里。攪拌器504設(shè)置于所述集水器503中，用于攪拌所述集水器中的水以使水中的灰 塵不沉淀；因?yàn)槭軣崦婕畷r(shí)，同時(shí)也收集了少量煙氣中的灰塵。其中，如果上述潛熱回收器用于天然氣等燃料的煙氣的潛熱回收，因?yàn)榛覊m很少， 所以可以取消攪拌裝置。水泵505，通過水管連接于所述受熱面集水器503的出水口，用于把集水器中的水 打到水管中第一控制門506和第二控制門507的方向。第一控制門506，用于根據(jù)液計(jì)509測量的集水器內(nèi)的水位高時(shí)打開，以使水泵 505將水打到一個(gè)沉淀池，沉淀后的水經(jīng)過處理后可以利用。第二控制門507，用于控制集水器503到冷卻管吹掃器508所需要的水量。受熱面管吹掃器508由一根長管道上帶若干小孔徑的吹掃管組成，在較高壓力的 作用下，水流會沖洗所述的受熱面管排502的外表面，防止灰粘在上面。在上述實(shí)施例中，當(dāng)含水量較高的熱煙進(jìn)入加熱器以后，受到冷卻在受熱面管排 502的表面凝結(jié)成水，流到下方的受熱面集水器503里。受熱面集水器503中經(jīng)攪拌器504 攪拌保持灰塵不沉淀，并由水泵505打入到受熱面管吹掃器508中，受熱面管吹掃器508會 形成高速的細(xì)水流，對受熱面表面進(jìn)行清潔，并加快煙氣的冷卻，把一部分煙氣中的熱量帶 入到水中。當(dāng)集水器中的液位高于某一定值以后，第一控制門506打開，已將更多回收水送 入到沉淀池回收利用。由于汽化潛熱的量非常大，Ikg的水蒸汽在常壓下蒸發(fā)的汽化潛熱約為2500kJ/ kg，這樣，如果煙氣中水分高的話，通過上述裝置可以回收大量的低溫段煙氣中水分所帶的 汽化潛熱與水分。以典型的我國勝利煤田褐煤為例，如果能全部回收熱量與水份，則每t煤 可回收相當(dāng)于煤本身10%的發(fā)熱量，0. 34t水，同時(shí)煙氣量體積減少17%，一臺600MW機(jī)組 滿負(fù)荷運(yùn)行1小時(shí)，將消耗這樣的400t煤，回收的熱量就相當(dāng)于40t煤，130t水，將會對我 國的節(jié)能減排，特別是西北地區(qū)缺水地區(qū)有巨大的意義，該煤值數(shù)據(jù)如表1所示
權(quán)利要求
1.一種褐煤煙氣中水分與汽化潛熱的回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括鍋爐、加熱器、汽機(jī)、空 預(yù)器、除塵器和煙 ，所述加熱器與鍋爐和汽機(jī)之間通過水管連接，所述鍋爐和汽機(jī)之間通 過蒸氣管道連接，所述鍋爐、空預(yù)器、除塵器和煙囪通過煙道連接，其特征在于，所述系統(tǒng)還 包括潛熱回收器；所述潛熱回收器通過煙道連接于所述除塵器的出口和所述煙囪的入口之間，用于吸收 所述除塵器排出煙氣的熱量；所述潛熱回收器還通過水管連接于所述汽機(jī)的水側(cè)出口和所述加熱器的入口之間，用 于通過吸收的熱量加熱所述汽機(jī)排出的凝結(jié)水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的褐煤煙氣中水分與汽化潛熱回收系統(tǒng)，其特征在于，所述潛 熱回收器包括受熱面管排，設(shè)置于所述潛熱回收器的煙道中，并通過水管連接于褐煤燃燒系統(tǒng)中的 汽機(jī)的水側(cè)出口和加熱器的入口之間，用于對所述除塵器排出煙氣進(jìn)行冷卻以使煙氣中的 水蒸氣凝結(jié)為水，并通過冷卻煙氣吸收的熱量加熱所述汽機(jī)排出的凝結(jié)水；受熱面集水器，設(shè)置于所述受熱面管排下方，用于收集所述煙氣冷卻后產(chǎn)生的水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的褐煤煙氣中水分與汽化潛熱的回收系統(tǒng)，其特征在于，所述 潛熱回收器還包括攪拌器，設(shè)置于所述集水器中，用于攪拌所述集水器中的水以使水中的灰塵不沉淀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的褐煤煙氣中水分與汽化潛熱的回收系統(tǒng)，其特征在于，所述 潛熱回收器還包括受熱面管排吹掃器，設(shè)置于所述受熱面管排上方并連接于所述受熱面集水器，用于將 受熱面集水器輸出的水沖洗所述受熱面管排。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的褐煤煙氣中水分與汽化潛熱的回收系統(tǒng)，其特征在于，所述 褐煤煙氣中水分與汽化潛熱回收系統(tǒng)還包括熱網(wǎng)潛熱回收器，通過煙道連接于所述潛熱回收器和的出口和所述煙囪的入口之間， 通過水管連接于熱網(wǎng)系統(tǒng)，用于吸收所述潛熱回收器排出煙氣的熱量，并將吸收的熱量通 過水管送至所述熱網(wǎng)系統(tǒng)。
6.一種潛熱回收器，其特征在于，該潛熱回收器通過煙道連接于褐煤燃燒系統(tǒng)中的除 塵器的出口和煙囪的入口之間，用于吸收所述除塵器排出煙氣的熱量； 所述潛熱回收器還通過水管連接于褐煤燃燒系統(tǒng)中的汽機(jī)的水側(cè)出口和加熱器的入 口之間，用于通過吸收的熱量加熱所述汽機(jī)排出的凝結(jié)水。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的潛熱回收器，其特征在于，該潛熱回收器包括受熱面管排，設(shè)置于所述潛熱回收器的煙道中并通過水管連接于汽機(jī)的水側(cè)出口和加 熱器的入口之間，用于對所述除塵器排出煙氣進(jìn)行冷卻以使煙氣中的水蒸氣凝結(jié)為水，并 通過冷卻煙氣吸收的熱量加熱所述汽機(jī)排出的凝結(jié)水；受熱面集水器，設(shè)置于所述受熱面管排下方，用于收集所述煙氣冷卻后產(chǎn)生的水。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的潛熱回收器，其特征在于，所述潛熱回收器還包括攪拌器，設(shè)置于所述集水器中，用于攪拌所述集水器中的水以使水中的灰塵不沉淀。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的潛熱回收器，其特征在于，所述潛熱回收器還包括受熱面管吹掃器，設(shè)置于所述受熱面管排上方并連接于所述受熱面集水器，用于將受熱面集水器輸出的水沖洗所述受熱面管。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的潛熱回收器，其特征在于，所述受熱面管排由多根受熱面管 組成，該受熱面管為蛇形管，且外壁鍍有搪瓷。
11.一種褐煤煙氣中水分與汽化潛熱的回收方法，其特征在于，該方法包括 吸收褐煤燃燒系統(tǒng)中除塵器排出煙氣中所攜帶的熱量；通過吸收的熱量加熱所述系統(tǒng)中汽機(jī)排出的凝水。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述吸收褐煤燃燒系統(tǒng)中除塵器排出 煙氣中所攜帶的熱量包括對所述除塵器排出煙氣進(jìn)行冷卻以使煙氣中的水蒸氣凝結(jié)為水。
全文摘要
本發(fā)明提供一種褐煤煙氣中水分與汽化潛熱的回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括鍋爐、加熱器、汽機(jī)、空預(yù)器、除塵器和煙囪，所述加熱器與鍋爐和汽機(jī)之間通過水管連接，所述鍋爐和汽機(jī)之間通過蒸氣管道連接，所述鍋爐、空預(yù)器、除塵器和煙囪通過煙道連接，所述系統(tǒng)還包括潛熱回收器；所述潛熱回收器通過煙道連接于所述除塵器的出口和所述煙囪的入口之間，用于吸收所述除塵器排出煙氣的熱量；所述潛熱回收器還通過水管連接于所述汽機(jī)水側(cè)出口和所述加熱器的入口之間，用于通過吸收的熱量加熱所述汽機(jī)排出的凝結(jié)水或熱網(wǎng)回水。
文檔編號F22D11/06GK102128445SQ20101000069
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者趙振寧 申請人:華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司