熱電廠煙氣凈化及余能利用裝置以及利用該裝置的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及"吸收式熱泵"用于電廠余熱利用技術領域，具體涉及一種熱電廠煙氣 凈化及余能利用裝置以及利用該裝置的方法。
【背景技術】
[0002] "吸收式熱泵"用于電廠余熱利用由來已久，其基本實施方案附圖1所示，基本原理 可以按吸收式熱泵的工作原理和在電廠中節(jié)能的基本原理兩大部分分別簡述：
[0003] 1、吸收式熱泵的工作原理
[0004] 利用吸收工質(zhì)，如：溴化鋰溶液的吸濕性，吸收蒸發(fā)器中蒸發(fā)出來的水蒸氣，將氣 態(tài)蒸汽轉(zhuǎn)變?yōu)槿芤褐械囊簯B(tài)水，從而大幅降低蒸發(fā)器的壓力，如附圖1蒸發(fā)器壓力降低至 約3kPa，對應水的飽和溫度（可理解為沸點）降至約25°C ;因此在低溫外熱源，即：附圖1 中電廠循環(huán)冷卻水30-40°C的加熱下實現(xiàn)蒸發(fā)吸熱，從低溫熱源中獲得能量；蒸發(fā)器中產(chǎn) 生的低壓蒸汽，被吸收器中的溶液吸收，蒸汽中的潛熱釋放，溶液溫度大幅上升，按附圖1 : 吸收器中的高溫溶液可將循環(huán)熱水從60°C上升至約75°C，同時隨著吸收過程的進行，溶液 濃度逐漸降低，稀溶液被泵送至發(fā)生器中，在發(fā)生器中由高溫外熱源加熱，將其中的水分蒸 發(fā)，溶液濃度上升，蒸發(fā)出來的水分（稱為二次蒸汽），在冷凝器中冷凝，釋放熱量，用于進 一步加熱循環(huán)熱水，使之上升至約90°C。根據(jù)以上過程，實現(xiàn)了 ：以消耗高溫熱源為代價， 從低溫熱源（原本是廢熱）回收熱量，將之提升溫度轉(zhuǎn)化為有用熱量的目的。
[0005] 2、在熱電廠中的節(jié)能應用
[0006] 上述吸收式熱泵的原理，在熱電廠節(jié)能領域的應用一般可以分為兩大類。第一種 是將回收熱源（上述90°C熱水）作為產(chǎn)品直接輸出，如作為供暖管網(wǎng)的熱源；第二種是將 回收熱源用于預熱電廠自身的補水（除鹽水）或凝結(jié)水，以減少回熱系統(tǒng)負荷。但是現(xiàn)有 上述常規(guī)裝置存在問題：
[0007] 對于第一類應用，可以實現(xiàn)很好的節(jié)能效益，是合理的應用，但受90°C左右熱量的 需求限制，對于有供暖等低溫段負荷的電廠是可行的但在非供暖季，或無供暖需求的地區(qū) 則無法采用；
[0008] 對于第二類應用，其原本的目的是通過熱泵回收回來的熱量來加熱給水或補水， 從而替代回熱抽氣，增加發(fā)電量。被替代抽氣的熱量可以分為兩部分，從原抽氣狀態(tài)到排氣 狀態(tài)的焓差為第一部分，即做功能力；從排氣狀態(tài)到凝結(jié)水狀態(tài)的焓差為第二部分，即汽化 潛熱；從數(shù)量上看，第一部分的量遠小于第二部分，因此所節(jié)省的抽氣除了少部分在汽輪機 內(nèi)繼續(xù)轉(zhuǎn)化為功外，絕大部分的潛熱釋放到了凝氣器中，而最終通過循環(huán)冷卻水排放出去。 因此，整個過程是從"循環(huán)冷卻水中回收熱量，通過取代回熱抽氣，最終排放到循環(huán)冷卻水 中去"的過程。僅有節(jié)能收益僅來自"消耗的、驅(qū)動熱泵所有的蒸汽做功量與被取代抽氣的 做功量之差"，驅(qū)動蒸汽量少、焓值高，而所取代的抽氣蒸汽量大、焓值低，因此其差值即收 益很小甚至有可能出現(xiàn)負收益的情況。
[0009] 綜上所述，吸收式熱泵用于回收電廠循環(huán)冷卻水余熱的節(jié)能方案，僅當電廠存在 "供暖等低溫段負荷"時有節(jié)能效益，而對于不供暖或處于非供暖季的電廠而言，增設吸收 式熱泵的節(jié)能效益幾乎為零；其應用領域受到極大限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種不受低品位熱量需求的限制，直接節(jié) 約的蒸汽溫度更高，可以作為供熱蒸汽輸出，效益顯著提高的熱電廠煙氣凈化及余能利用 裝置。
[0011] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：一種熱電廠煙氣凈化及余能 利用裝置，該裝置包括：鍋爐系統(tǒng)，包括鍋爐，鍋爐尾部的煙道內(nèi)按煙氣走向依次設置有主 省煤器、主空預器和尾部省煤器；
[0012] 熱力系統(tǒng)，包括按工質(zhì)走向依次設置的汽輪機、冷凝器、低壓加熱器、除氧器、高壓 加熱器；
[0013] 尾部設備，包括按煙氣走向依次設置的除塵器、脫硫塔、吸收式熱泵，以及外置空 預器和鼓風機；
[0014] 所述的汽輪機分別與高壓加熱器、除氧器、低壓加熱器和吸收式熱泵通過抽汽管 道相連；汽輪機的排汽管道與冷凝器連接，冷凝器的另一端與低壓加熱器連接；所述的高 壓加熱器與主省煤器連接；
[0015] 所述的外置預空器的一端設置有熱載體進口和出口、均與吸收式熱泵通過管道連 接，另一端設置有與主預空器連接的出風口和與鼓風機連接的進風口；所述的尾部省煤器 上設置有進風口、出風口、入水口和出水口，尾部省煤器的進風口與主空預器后的煙道相連 接、出風口與除塵器相連接，所述尾部省煤器的進水口與低壓加熱器相連，尾部省煤器的出 水口與除氧器或高壓加熱器相連。
[0016] 本發(fā)明吸收式熱的管道中走的是蒸汽，這股蒸汽來自汽輪機的抽汽，汽輪機出來 的蒸汽分為三路，一路用于加熱除氧器，一路到吸收式熱泵作為熱泵的驅(qū)動能量，另一路作 為供熱蒸汽輸出是熱電廠的主要產(chǎn)品。
[0017] 本發(fā)明的吸收式熱泵優(yōu)選為開式吸收式熱泵，因為"開式"是實現(xiàn)煙氣凈化的基本 條件，所謂開式就是吸收劑和煙氣直接接觸，將煙氣"洗"干凈。比如采用氯化鈣作為吸收 劑，這樣在與煙氣直接接觸時煙氣中的S02就會和氯化鈣反應，實現(xiàn)了"脫硫"的作用。
[0018] 本發(fā)明的上述裝置，創(chuàng)造性的加入了外置省煤器即尾部省煤器，吸收式熱泵和外 置空預器等裝置，充分實現(xiàn)了熱能有效利用的優(yōu)點。
[0019] 一種利用上述熱電廠煙氣凈化及余能利用裝置的方法，步驟包括：
[0020] (1)首先環(huán)境溫度的空氣由鼓風機5送至外置空預器4,在其中被來自于吸收式熱 泵9的熱量預熱，預熱后的空氣經(jīng)主空預器3的再次加熱后進入鍋爐1的爐膛；
[0021] (2)汽輪機11的凝結(jié)水經(jīng)低壓加熱器加熱后先經(jīng)外置省煤器6被來自鍋爐煙道內(nèi) 的高溫煙氣加熱后再進入除氧器13(給水經(jīng)外置省煤器預熱后再送至除氧器之前可由原 來的83. 6°C提高至99. 7°C，從而大幅降低除氧負荷，使供熱氣量顯著提高），從而降低除氧 器負荷節(jié)省除氧抽汽；
[0022] (3)由于高溫煙氣的部分熱量被來自汽輪機11的凝結(jié)水吸收溫度得到降低，然后 依次經(jīng)過除塵器7、脫硫塔8凈化后進入吸收式熱泵9,通過吸收式熱泵9回收煙氣中的熱 量（包括部分潛熱），吸收式熱泵的驅(qū)動來自汽輪機的抽汽；
[0023] (4)吸收式熱泵9所回收的熱量用于加熱一二次風（一二次風都是用于燃燒的空 氣，由進入爐膛的位置不同，分為了一二次風）即吸收式熱泵回收的熱量后產(chǎn)生的熱水（或 其他熱載體）首先在外置預空器4中對一二次風加熱，將風溫由原來的環(huán)境溫度提升至 80-90°C;然后80-90°C的風進入到主空預器3再次加熱提高，從而回收煙氣中的熱量（使 得主空預器出來的煙氣溫度不高于典型運行工況下的排煙溫度，如：約120-140°C )。
[0024] 本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果：
[0025]1、與傳統(tǒng)方法相比，不受低品位熱量需求的限制。
[0026] 2、與傳統(tǒng)方法相比，直接節(jié)約的蒸汽溫度更高，可以作為供熱蒸汽輸出，效益顯著 提尚。
【附圖說明】
[0027] 圖1典型吸收式熱泵用于電廠節(jié)能的原理圖。
[0028] 圖2本發(fā)明電廠煙氣凈化及余能利用裝置。
【具體實施方式】
[0029] 下面通過實施例進一步詳細描述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實施例。
[0030] 本發(fā)明的一種熱電廠煙氣