本技術(shù)涉及一種進(jìn)風(fēng)加濕脫硫漿液閃蒸的引射熱泵煙氣余熱回收系統(tǒng)，屬于燃煤鍋爐余熱供熱。

背景技術(shù)：

1、鍋爐在熱量生產(chǎn)過(guò)程中伴隨著大量的高溫?zé)煔馀欧?，進(jìn)行煙氣的余熱回收不僅可以減少鍋爐熱損失，還可以降低燃料耗量和溫室氣體等污染物排放，提高鍋爐的熱效率，現(xiàn)有煙氣余熱回收系統(tǒng)主要包括三類(lèi)：（1）第一類(lèi)是采用間壁式換熱器實(shí)現(xiàn)煙氣余熱回收，即利用低溫省煤器、或節(jié)能器等。在鍋爐出口煙道上加裝列管式等結(jié)構(gòu)的換熱器，回收煙氣余熱并加熱鍋爐給水或采暖回水。這種方式系統(tǒng)簡(jiǎn)單，總造價(jià)相對(duì)較低。不足之處是余熱回收率低，受被加熱水進(jìn)口溫度、排煙溫度等變化的影響，通常實(shí)際溫差只有20～30℃左右，折合鍋爐產(chǎn)熱量的1%～2%左右，無(wú)法回收煙氣中所含水蒸汽的汽化潛熱，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)深度熱回收。（2）第二類(lèi)是采用吸收式熱泵煙氣深度回收技術(shù)。采用吸收式熱泵回收煙氣余熱、并加熱網(wǎng)回水等，煙氣溫度可大幅度降低到30℃左右，余熱回收量折合鍋爐產(chǎn)熱量的8%～15%，因此可實(shí)現(xiàn)深度熱回收。但吸收式熱泵需耗費(fèi)蒸汽等高位熱源驅(qū)動(dòng)，且煙氣會(huì)產(chǎn)生大量酸性冷凝液，需采用防腐型換熱器，設(shè)備投資相對(duì)較高。（3）第三類(lèi)是基于空氣-煙氣的全熱交換回收技術(shù)，通過(guò)給空氣加濕，提高煙氣露點(diǎn)溫度，在尾部煙道回收煙氣的冷凝熱。該方式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需額外驅(qū)動(dòng)熱源，投資成本低，近年來(lái)，清華大學(xué)及北京清大天工能源技術(shù)研究所聯(lián)合開(kāi)發(fā)的“水蒸氣載熱式鍋爐煙氣余熱回收”系列化專(zhuān)利技術(shù)（專(zhuān)利號(hào)cn104110675b、cn107166420a、cn206929794u等），目前已得到了大規(guī)模推廣應(yīng)用，具有較好的應(yīng)用前景，但其通常常壓煙氣余熱噴淋塔由中介水從煙氣中取熱，煙氣余熱噴淋塔的尺寸很大，而煙氣側(cè)會(huì)增加一定阻力，如原有引風(fēng)機(jī)出壓裕量不足則需更換風(fēng)機(jī)或設(shè)置增壓引風(fēng)機(jī)，上述情況均會(huì)造成造價(jià)增加，有時(shí)候現(xiàn)場(chǎng)不具備實(shí)施條件。

2、近年來(lái)第二類(lèi)煙氣余熱回收方式中又出現(xiàn)了采用脫硫漿液閃蒸+吸收式熱泵的方式，即放棄煙氣余熱換熱器，而是從脫硫漿液中通過(guò)閃蒸罐取出煙氣中的熱量，并將閃蒸汽送入熱泵進(jìn)行余熱回收，并加熱熱網(wǎng)回水或其它工藝水，而濃縮液返回脫硫循環(huán)水。其優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)需改造煙氣系統(tǒng)，減少現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施難度；凝結(jié)水的水質(zhì)較好，便于回收利用。但缺點(diǎn)也非常明顯：煙溫通常只能降低到42～45℃，回收煙氣余熱約一半，不屬于深度熱回收，只能算作半截子工程，仍然有大量煙氣余熱從煙氣中白白跑掉，未來(lái)還需要做二次改造，才能實(shí)現(xiàn)深度熱回收。單位余熱回收量計(jì)算的造價(jià)相對(duì)較高，投資回收期較長(zhǎng)。其無(wú)法把煙溫降低到30℃級(jí)、并實(shí)現(xiàn)深度熱回收的根本原因是：其一，脫硫漿液閃蒸成套設(shè)備為真空設(shè)備，其系統(tǒng)集成較為復(fù)雜、保障要求較高，且閃蒸汽溫度越低、比容越大、設(shè)備體積越大，而造價(jià)越高；其二，脫硫漿液閃蒸過(guò)程中會(huì)逸出較多so2等不凝氣體，閃蒸汽送入吸收式熱泵，而在熱泵橫置式蒸發(fā)器內(nèi)冷凝放熱過(guò)程中抽真空難度較大，實(shí)際運(yùn)行時(shí)的絕壓只能維持在7～8kpa左右，現(xiàn)有設(shè)備及條件很難將真空度繼續(xù)提高，無(wú)法象通常的凝汽器那樣進(jìn)一步提高真空度，因此閃蒸汽的飽和溫度只能降低到38～40℃級(jí)，導(dǎo)致煙氣溫度只能降低到40～45℃級(jí)；其三，該技術(shù)方式在本質(zhì)上仍屬于熱泵方式，只是取熱裝置不同，仍需耗費(fèi)大量驅(qū)動(dòng)蒸汽，運(yùn)行費(fèi)用高，惡化電廠的火電靈活性調(diào)整問(wèn)題，乃至有時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響電廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的和任務(wù)是，針對(duì)上述各類(lèi)煙氣余熱回收系統(tǒng)各自固有的技術(shù)限制及對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響，構(gòu)建起一套全新的煙氣余熱回收集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煙氣極深度余熱回收。

2、本實(shí)用新型的具體描述是：一種進(jìn)風(fēng)加濕脫硫漿液閃蒸的引射熱泵煙氣余熱回收系統(tǒng)，由原有鍋爐及輔機(jī)子系統(tǒng)、脫硫漿液分級(jí)閃蒸及加熱工藝水子系統(tǒng)和助燃風(fēng)加熱加濕子系統(tǒng)組成，所述的原有鍋爐及輔機(jī)子系統(tǒng)包括鍋爐本體4、空預(yù)器5、送風(fēng)機(jī)6、除塵器7、引風(fēng)機(jī)8、原脫硫塔1、原煙氣進(jìn)煙管2和原漿液泵3，其特征在于，所述的脫硫漿液分級(jí)閃蒸及加熱工藝水子系統(tǒng)包括前置閃蒸罐21、前置加熱器26、引射閃蒸罐11、引射器15、引射加熱器16、真空泵18、末級(jí)閃蒸罐31、中介水加熱器36及連接管線與部件，所述的助燃風(fēng)加熱加濕子系統(tǒng)由包括全熱空預(yù)器40、新風(fēng)過(guò)熱器41、中介水泵42及連接管線與部件，其中所述的前置閃蒸罐21的漿液進(jìn)口經(jīng)余熱漿液泵10與原脫硫塔1的底部脫硫漿液池的余熱漿液出口相連、并經(jīng)前置漿液旁通閥24與引射閃蒸罐11的漿液進(jìn)口相連，而前置閃蒸罐21的一級(jí)濃縮漿液出口與引射閃蒸罐11的漿液進(jìn)口相連、并通過(guò)引射漿液旁通閥34與末級(jí)閃蒸罐31的漿液進(jìn)口相連，引射閃蒸罐11的二級(jí)濃縮漿液出口與末級(jí)閃蒸罐31的漿液進(jìn)口相連，末級(jí)閃蒸罐31的末級(jí)濃縮漿液出口與原漿液泵3的進(jìn)口相連、并通過(guò)中介漿液旁通閥44與末級(jí)閃蒸罐31的漿液進(jìn)口相連；前置閃蒸罐21的內(nèi)部上部設(shè)置有閃蒸汽前置除霧器22、前置洗滌噴淋層23，其閃蒸汽出口通過(guò)前置連接管25與前置加熱器26的蒸汽進(jìn)口相連，前置加熱器26的凝結(jié)水出口與前置凝結(jié)泵27的進(jìn)口相連，前置凝結(jié)泵27的出口分別與前置洗滌噴淋層23、引射洗滌噴淋層13和末級(jí)洗滌噴淋層33的進(jìn)口相連，并與前置外排凝結(jié)水w1的出水管相通；引射閃蒸罐11的內(nèi)部上部設(shè)置有閃蒸汽引射除霧器12、引射洗滌噴淋層13，其閃蒸汽出口與引射器15的低壓進(jìn)汽管15b相連，引射器15的高壓進(jìn)汽管15a經(jīng)引射調(diào)節(jié)閥14與供熱蒸汽q的供汽管相通，引射器15的中壓排汽管15c與引射加熱器16的蒸汽進(jìn)口相連，引射加熱器16的凝結(jié)水出口與引射凝結(jié)泵17的進(jìn)口相連，引射凝結(jié)泵17的出口與引射外排凝結(jié)水w的出水管相通；前置加熱器26的低溫水進(jìn)口與熱網(wǎng)回水來(lái)水h1的來(lái)水管相通，前置加熱器26的低溫水出口通過(guò)熱網(wǎng)水串并聯(lián)閥組28分別與熱網(wǎng)回水來(lái)水h1的來(lái)水管、熱網(wǎng)回水退水h2的退水管和引射加熱器16的低溫水進(jìn)口相通，引射加熱器16的低溫水出口分別與引射加熱器16的低溫水進(jìn)口和熱網(wǎng)回水退水h2的退水管相通；末級(jí)閃蒸罐31的內(nèi)部上部設(shè)置有閃蒸汽末級(jí)除霧器32、末級(jí)洗滌噴淋層33，其閃蒸汽出口通過(guò)末級(jí)連接管35與中介水加熱器36的蒸汽進(jìn)口相連，中介水加熱器36的凝結(jié)水出口與中介水凝結(jié)泵37的進(jìn)口相連，中介水凝結(jié)泵37的出口分別與中介水加熱器36的低溫水出口、全熱空預(yù)器40的噴淋水進(jìn)口和中介外排凝結(jié)水w2的出水管相通；中介水加熱器36的低溫水進(jìn)口經(jīng)中介水泵42與全熱空預(yù)器40的塔底水池相通；前置加熱器26的前置不凝氣體s的出口經(jīng)不凝氣體調(diào)節(jié)閥29與中介水加熱器36的中介水不凝氣體s2的出口相連，并與引射器15的低壓進(jìn)汽管15b相連；引射加熱器16的引射不凝氣體s1的出口與真空泵18的進(jìn)氣口相連，真空泵18的排氣口與原脫硫塔1的原煙氣進(jìn)煙管2相通；全熱空預(yù)器40的下部設(shè)置有環(huán)境空氣a0的進(jìn)風(fēng)口，全熱空預(yù)器40的頂部設(shè)置有加濕空氣a1的出風(fēng)口，加濕空氣a1的出風(fēng)口與新風(fēng)過(guò)熱器41的進(jìn)風(fēng)口相連，新風(fēng)過(guò)熱器41的出風(fēng)口經(jīng)過(guò)過(guò)熱空氣a2的連通管與送風(fēng)機(jī)6的進(jìn)風(fēng)口相連，送風(fēng)機(jī)6的出風(fēng)口經(jīng)空預(yù)器5的進(jìn)風(fēng)側(cè)與鍋爐本體4的爐膛相通；空預(yù)器5的排煙側(cè)出口經(jīng)除塵器7、引風(fēng)機(jī)8與原煙氣進(jìn)煙管2相通，原煙氣進(jìn)煙管2的上游即為原煙氣y1的進(jìn)口，下游即為原脫硫塔1的進(jìn)煙口，原脫硫塔1的頂部即為凈煙氣y2的出口；原脫硫塔1的底部脫硫漿液池的循環(huán)液出口分別與原漿液泵3的進(jìn)口、脫硫補(bǔ)水b的進(jìn)水管和末級(jí)閃蒸罐31的末級(jí)濃縮漿液出口相通，原漿液泵3的出口與原脫硫塔1的循環(huán)漿液進(jìn)口相連，原脫硫塔1的底部脫硫漿液池的排污口與脫硫廢水p的排水管相通。

3、前置加熱器26、引射加熱器16和中介水加熱器36分別采用豎向列管式換熱結(jié)構(gòu)，底部設(shè)置有凝結(jié)水熱井，熱井液面上部設(shè)置有不凝氣體排出口。

4、前置閃蒸罐21和末級(jí)閃蒸罐31的內(nèi)部設(shè)置為一級(jí)換熱區(qū)或n級(jí)換熱區(qū)，其中n大于等于2，當(dāng)設(shè)置n級(jí)換熱區(qū)時(shí)，每一級(jí)換熱區(qū)的閃蒸濃縮漿液出口與其下一級(jí)換熱區(qū)的漿液進(jìn)口相連，而低溫水進(jìn)口與其下一級(jí)換熱區(qū)的低溫水出口相連。

5、引射器15采用內(nèi)部通流截面積近等比例調(diào)節(jié)的高效寬域負(fù)壓引射器結(jié)構(gòu)。

6、真空泵18采用水環(huán)式真空泵、射水抽汽器或羅茨真空泵結(jié)構(gòu)。

7、供熱蒸汽q為大于常壓的蒸汽或負(fù)壓蒸汽；引射外排凝結(jié)水w和中介外排凝結(jié)水w2的出水管分別與脫硫補(bǔ)水b、熱網(wǎng)回水來(lái)水h1的補(bǔ)水管進(jìn)口和/或前置外排凝結(jié)水w1的出水管相通。

8、本實(shí)用新型的有益效果如下。

9、（1）自脫硫漿液中取熱，無(wú)需增加煙氣余熱換熱器及其煙氣阻力；同時(shí)煙氣的低溫段余熱通過(guò)末級(jí)閃蒸經(jīng)中介水系統(tǒng)對(duì)鍋爐進(jìn)風(fēng)進(jìn)行加濕的方式，以水蒸氣汽化潛熱的型式進(jìn)入煙氣中，提高了煙氣的水蒸氣含量、能量品位及脫硫漿液溫度，從而可通過(guò)一級(jí)閃蒸直接加熱熱網(wǎng)回水、二級(jí)閃蒸由引射器組成的引射式熱泵繼續(xù)加熱熱網(wǎng)回水，從而實(shí)現(xiàn)煙氣的極深度熱回收煙氣溫度可降低到20～30℃級(jí)，從根本上避免了現(xiàn)有脫硫漿液閃蒸+吸收式熱泵技術(shù)方式的固有缺點(diǎn)，余熱回收量最高可達(dá)到2～3倍。

10、（2）由引射閃蒸罐11、引射器15、引射加熱器16等設(shè)備部件構(gòu)成引射式熱泵系統(tǒng)，回收一部分脫硫漿液余熱，而引射器15采用內(nèi)部通流截面積近等比例調(diào)節(jié)的高效寬域負(fù)壓引射器結(jié)構(gòu)，從而使得引射式熱泵可靈活適應(yīng)脫硫漿液閃蒸一側(cè)和熱網(wǎng)回水加熱側(cè)的進(jìn)出口溫度、壓力和流量等技術(shù)條件的變化，而始終保持很高的系統(tǒng)能效比。

11、（3）最大程度地采用直接換熱方式回收脫硫漿液余熱，對(duì)熱網(wǎng)回水和鍋爐進(jìn)風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱；而引射式熱泵系統(tǒng)也可保持很高的能效比，從而大幅度降低驅(qū)動(dòng)蒸汽的耗汽量，其耗汽量只有常規(guī)脫硫漿液閃蒸+吸收式熱泵方式的幾分之一。因此整個(gè)余熱回收系統(tǒng)的綜合能效比可達(dá)到3～6倍，遠(yuǎn)高于常規(guī)方式。

12、（4）前置加熱器26和中介水加熱器36的不凝氣體中含有大量so2等，無(wú)需設(shè)置專(zhuān)用真空泵，而是由引射器15直接抽出，可保持很高的真空度（必要時(shí)降低到絕壓2～4kpa級(jí)），因此前置閃蒸罐21和末級(jí)閃蒸罐31可實(shí)現(xiàn)很高的真空度，有利于大幅降低脫硫漿液溫度，進(jìn)而大幅降低排煙溫度，實(shí)現(xiàn)極深度煙氣余熱回收，最大程度回收煙氣余熱。

13、（5）引射加熱器16的蒸汽側(cè)壓力本就較高，因此對(duì)抽出不凝氣體的真空泵18的技術(shù)要求降低了；同時(shí)，前置加熱器26、引射加熱器16和中介水加熱器36分別采用豎向列管式換熱結(jié)構(gòu)，也有利于提高真空泵18抽出不凝氣體并維持更高的真空度。

14、（6）采用閃蒸汽的凝結(jié)水對(duì)各閃蒸罐內(nèi)的除霧器進(jìn)行洗滌，可維持更高的除霧效果，并對(duì)脫硫漿液進(jìn)行補(bǔ)水，以替代一部分或全部的原有脫硫補(bǔ)水b，而后者的補(bǔ)水來(lái)源往往是含氯根很高的廢水，采用閃蒸汽的凝結(jié)水替代后，可有助于顯著降低脫硫廢水p的外排流量，并大幅減少其所造成的二次污染及運(yùn)維費(fèi)用，改善脫硫系統(tǒng)運(yùn)行效果。

15、（7）閃蒸汽的凝結(jié)水還可作為熱網(wǎng)回水的補(bǔ)水，有助于大幅降低軟化水的制水量及其費(fèi)用；同時(shí)，凝結(jié)水的全面回收利用，也相應(yīng)地大幅減少水資源的耗費(fèi)。

16、（8）本方案及系統(tǒng)可廣泛適用于火電廠及鍋爐房的煙氣余熱回收供熱系統(tǒng)，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保一體化的綜合技術(shù)及經(jīng)濟(jì)效益。