一种节能低尘排放燃煤火力发电系统的制作方法
一种节能低尘排放燃煤火力发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于废气净化技术领域，具体涉及一种节能低尘排放燃煤火力发电系统。
【背景技术】
[0002] 中国是典型的煤炭大国，国内电力主要以燃煤火力发电为主。截至2013年底，我 国发电装机容量突破12亿千瓦，其中火电8. 62亿千瓦，占全部装机容量的69. 13%。而煤 电的装机容量达到了 7. 86亿千瓦。在雾霾严重的京津冀鲁、长三角地区，单位国土面积上 煤电装机远远超过西北地区，单位面积的大气污染排放均为全国平均水平的数倍以上。
[0003] 许多城市目前将治理大气污染的出路瞄准"煤改气"，但严重受制于气源不足。 2013年中国天然气的产量达到1210亿立方米，表观消费量达到1692亿立方米，供需缺口超 过500亿立方米；预计今年消费量将达1860亿立方米，进口天然气630亿立方米，对外依存 度升至33. 6%。
[0004] 尽管清洁能源项目不断上马，但考察中国能源结构，一次性能源消费里煤炭仍占 70%以上，发电量中火电发电量仍占70 %以上，煤炭作为主体能源的地位和承担保障中国 能源安全稳定供应的重任相当长一段时间内难以改变。
[0005] 目前，中国国家能源局已经发布《煤电节能减排升级改造行动计划（2014-2020)》， 重点力促煤炭、火电领域进行设备更新、技术改造，同时对于粉尘排放有了进一步严格的要 求，东部地区（辽宁、北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、广东、海南等11省市） 新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值（即在基准氧含量 6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米）。
[0006] 在减排方面，燃煤电厂为了解决锅炉烟气排放污染问题，近年来采取了大量 技术措施，减少烟尘、so2、氮氧化物等污染物的排放，先后进行了静电除尘器、烟气脱硫 系统（FGD)、烟气脱硝系统（SCR)的增设和改造，但《煤电节能减排升级改造行动计划 (2014-2020)》的发布意味着在当前的技术、设备基础上需要进一步革新，严格控制大气污 染的排放水平。
[0007] 电站锅炉的排烟温度是锅炉设计的主要性能指标之一，它影响锅炉的热效率、锅 炉制造成本、锅炉尾部受热面的烟气低温腐蚀、烟气结露引起的尾部受热面堵灰、烟道阻力 和引风机电功率消耗等，涉及到锅炉的经济性和安全性。同时，锅炉排烟热损失占锅炉热 损失的一半以上，通过烟气余热利用减少排烟热损失是降低电站锅炉能耗的重要途径之 一。传统电站锅炉的排烟温度在120~140°C之间，然而当前广泛采用的湿法脱硫工艺要求 通过喷淋方式在脱硫塔内先将烟气温度降低到50°C左右，不仅消耗了大量的水和电能，而 且也增加了烟气排放量，加剧了电厂周边的石膏雨现象，因此从节能减排和经济性两方面 考虑，进一步降低排烟温度成为目前电站锅炉节能减排技术发展的必然选择。
[0008] 锅炉烟气余热回收设备通常布置在烟气温度相对较低的尾部烟道，采用普通的不 锈钢金属管材质，在这一温度条件下烟气中的硫酸蒸汽和水蒸汽容易结露，附着在金属管 壁面后会引起低温腐蚀和堵灰问题，严重限制了设备的使用寿命，降低了余热回收的经济 性与安全性。虽然可以通过采用耐腐蚀的特种合金钢材质缓解低温腐蚀，但仍然不能完全 解决这一问题，同时高昂的造价与维护成本也大大降低余热回收的经济性。工程中为了 避免低温腐蚀问题，普遍将余热回收后的烟气温度维持在酸露点以上，通常情况最低选在 90°C左右，然而与脱硫塔内的工作温度50°C相比，有大量的余热没有得到有效回收利用，并 且烟气仍然需要通过消耗水与能量的方式实现降温。
[0009] 因此，要达到真正意义上的清洁排放，需要一种简单、可靠、高效的系统来解决。
【发明内容】
[0010] 本发明提供一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，通过余热回收系统和除尘系 统，达到真正意义上的清洁排放，且简单、可靠、高效。
[0011] 为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0012] (1) 一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉、空气预热器、风机、静电除尘 器和脱硫塔，其特征在于：在脱硫塔的上游方向布置余热回收系统，在脱硫塔后布置除尘系 统；或在脱硫塔的上游方向布置余热回收系统；或者在脱硫塔后布置除尘系统。
[0013] (2)根据⑴所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述余热回收系统，将锅炉 尾部高温烟气中的热量回收，通过加热汽轮机冷凝水或给水，将回收的热量送至下列三项 中的任一项或任意组合之中：汽轮机低压加热器、汽轮机高压加热器和除氧器。
[0014] (3)根据（1)至（2)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述余热回 收系统包括非金属管式换热器和非接触式冷却器，所述非金属管式换热器与非接触式冷却 器组成闭式水循环回路。
[0015] (4)根据（1)至（3)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述非金属 管式换热器处回收的热量可通过直接或者间接的利用方式用于加热汽轮机冷凝水或给水。
[0016] (5)根据⑴至⑷的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述非金属 管式换热器布置于烟道上，管程为来自非接触式冷却器出口的循环水，壳程为锅炉尾部的 高温烟气。
[0017] (6)根据（1)至（5)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述非接触 式冷却器布置于非金属管式换热器与汽轮机加热器之间或布置在风机与空气预热器之间 的风道上，管程为来自非金属管式换热器出口的循环水，壳程为来自冷凝器的冷凝水或加 热器的给水，或者为来自风机的冷风。
[0018] (7)根据（1)至（6)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述非金属管式换热器中换热管均采用氟塑料或聚丁烯材料制成；换热管的管外径与 壁厚之比均为10:0. 8-10:1. 2。
[0019] (8)根据（1)至（7)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述非金属管式换热器中换热管的垂直于烟气流向的横排管排数范围为100-1500排； 换热管的平行于烟气流向的纵排管排数范围为10-120排。
[0020] (9)根据（1)至（8)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征 在于：所述非金属管式换热器入口处烟气温度范围为1_200°C，出口处烟气温度范围为 1-140。。。
[0021] (10)根据⑴至（9)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述非金属管式换热器壳程入口处烟气流量范围为10000-60(KKKK)Nm3/h，管程循环水 流量范围为 10000_6000000kg/h。
[0022] (11)根据⑴至（10)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述非金属管式换热器入口处烟道分为9个区域，非金属管式换热器对烟道内各个区 域的风速要求为：区域1的风速范围为l_30m/s，区域2的风速范围为l-30m/s，区域3的风 速范围为l_30m/s，区域4的风速范围为l-30m/s，区域5的风速范围为l-30m/s，区域6的 风速范围为l_30m/s，区域7的风速范围为l-30m/s，区域8的风速范围为l-30m/s，区域9 的风速范围为l-30m/s;9个区域最大最小风速之差不能超过最大风速的30%。
[0023] (12)根据⑴至（11)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述非金属管式换热器的外观尺寸范围为矩形：长1-20米、宽1-20米；圆形：半径1-15 米。
[0024] (13)根据⑴至（12)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述非接触式冷却器中循环水输入温度范围为1_50°C;输出温度范围为1-KKTC。
[0025] (14)根据⑴至（13)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述氟塑料的表面接触角为：95° -115° ;所述氟塑料的化学通式为：
[0026]
[0027] 所述化学通式中：m为50-100,n为1 ;
[0028] 所述氟塑料的分子量范围：1X103-1X108。
[0029] (15)根据⑴至（14)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述直接 利用方式为回收的余热在非接触冷却器处直接用于加热来自冷凝器的冷凝水或者加热器 的给水。
[0030] (16)根据⑴至（15)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述间接 利用方式为回收的余热在非接触式冷却器处用于加热冷风，热量在送入空气预热器后置换 出具有高热品位的烟气，并使用此高热品位的烟气加热来自冷凝器的冷凝水或者加热器的 给水。
[0031] (17)根据（16)的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述直接利 用方式中非金属管式换热器中进口烟气温度范围为100-200°C，出口烟气温度范围为 60-140°C，烟气流量范围为50000-6000000Nm3/h;循环水输入温度范围为30-60°C，输出温 度范围为40-100°C，流量范围为20000-6000000kg/h;非接触式冷却器中冷凝水或给水输 入温度范围为10_50°C，输出温度范围为30-100°C，流量范围为20000-6000000kg/h。
[003 2] (18)根据⑴至（17)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，置换具有 高热品位烟气包括两种实施方法，实施方法一为在空气预热器烟气进口前设置烟气旁路， 在不改变空气预热器进出口烟气温度参数的前提下分离部分烟气用于加热来自冷凝器的 冷凝水或者加热器的给水；实施方法二为提高空气预热器出口的高温烟气温度，用于直接 加热来自冷凝器的冷凝水或者加热器的给水。
[0033] (19)根据⑴至（18)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述实施 方法一在空气预热器进口前布置烟气旁路引出口，在静电除尘器进口前布置烟气旁路汇入 口，在烟气旁路上设置高温换热器和中温换热器。
[0034] (20)根据（1)至（19)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述实施 方法二在空气预热器与静电除尘器之间的烟道上设置中温换热器。
[0035] (21)根据⑴至（20)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述高温 和中温换热器管程为来自冷凝器的冷凝水或者加热器的给水，壳程为高温烟气。
[0036] (22)根据（21)的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述实施方法一 中，烟气旁路引出口高热品位烟气温度范围为200-400°C，烟气旁路汇入口烟气温度范围为 90-150°C，烟气流量范围为10000-2000000Nm3/h;高温换热器、中温换热器输入给水温度 范围为130-260°C，输出给水温度范围为150-300°C，给水流量范围为20000-6000000kg/h。
[0037] (23)根据⑴至（22)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述高温 换热器管程为来自冷凝器的冷凝水或者加热器的给水，壳程为高温烟气。
[0038] (24)根据（23)的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述实施方法 二中，中温换热器进口烟气温度范围为140-200°C，出口烟气温度范围为90-140°C，烟气 流量范围为50000-6000000Nm3/h;输入给水温度范围为30-120°C，输出给水温度范围为 60-150 °C，给水流量范围为 20000-6000000kg/h。
[0039] (25)根据（1)至（24)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述除尘 系统包括液膜除尘器和冷却器，所述液膜除尘器和冷却器组成闭式循环回路，循环回路中 循环水在液膜除尘器内吸热后在冷却器中对冷源水放热。
[0040] (26)根据（1)至（25)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述液膜 除尘器垂直于烟道方向布置；所述非接触式冷却器为管壳式换热器，管程为循环水，壳程为 冷源水。
[0041] (27)根据（1)至（26)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述液膜 除尘器的进水端与液膜除尘器进水管道连通，所述液膜除尘器的出水端与液膜除尘器出水 管道连通；所述非接触式冷却器的热源进水端与液膜除尘器出水管道连通，所述非接触式 冷却器的热源出水端与液膜除尘器进水管道连通；所述非接触式冷却器的冷源进水端与冷 却器进水管道连通，所述非接触式冷却器的冷源出水端与冷却器出水管道连通。
[0042] (28)根据（1)至（27)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述液膜除尘器中循环水为除盐水，所述非接触式冷却器中冷源水为中水或海水。
[0043] (29)根据（1)至（28)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述 液膜除尘器中换热管均采用氟塑料或聚丁烯材料制成；换热管的管外径与壁厚之比均为 10:0. 8-10:1. 2〇
[0044] (30)根据（1)至（29)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述液膜除尘器中换热管的垂直于烟气流向的横排管排数范围为100-1500排；换热管 的平行于烟气流向的纵排管排数范围为10-120排。
[0045] (31)根据⑴至（30)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述液膜除尘器入口处烟气温度范围为1-70°C，出口处烟气温度范围为1-70°C;壳程 烟气流量范围为10000_6000000Nm3/h。
[0046] (32)根据⑴至（31)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特 征在于：所述液膜除尘器中冷源水输入温度为1-50°C;输出温度为1-60°C，流量范围为 20000-6000000kg/h〇
[0047] (33)根据（1)至（32)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征 在于：所述液膜除尘器入口处烟道分为9个区域，液膜除尘器对烟道内各个区域的风速要 求为：区域1的风速范围为l_20m/s，区域2的风速范围为l-20m/s，区域3的风速范围为 l-20m/s，区域4的风速范围为l-20m/s，区域5的风速范围为l-20m/s，区域6的风速范围 为l-20m/s，区域7的风速范围为l-20m/s，区域8的风速范围为l-20m/s，区域9的风速范 围为l-20m/s;9个区域最大最小风速之差不能超过最大风速的30%。
[0048] (34)根据（1)至（33)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述液膜除尘器的外观尺寸范围为矩形：长1-20米、宽1-20米；圆形：半径1-15米。
[0049] (35)根据（1)至（34)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述氟塑料的表面接触角为：95° -115° ;所述氟塑料的化学通式为：
[0050]
[0051] 所述化学通式中为50-100,n为1;
[0052] 所述氟塑料的分子量范围：1X103-1X108。
[0053] 发改委2013年8月30日最新通知，对采用新技术进行除尘设施改造、烟尘排放浓 度低于30mg/m3(重点地区低于20mg/m3)，并经环保部门验收合格的燃煤发电企业除尘成本 予以适当支持，电价补偿标准为每千瓦时〇. 2分钱。
[0054] 目前国内近4亿千瓦机组未安装GGH，石膏雨现象普遍存在。本发明的节能低尘 排放燃煤火力发电系统中的除尘系统采用冷源间接冷却烟气，能够有效去除液滴/烟尘颗 粒，综合造价相对较低（比湿式电除尘约低30% )，并可以彻底解决烟尘达标问题和石膏雨 现象，同时有效地解决了由于循环水中杂质、微生物等引发液膜除尘器管内出现的堵塞、淤 积等问题，大大提高了系统可靠性。并且本发明的节水效果明显，预计可给电厂带来10%~ 20 %的节水效果。
[0055] 本发明的节能低尘排放燃煤火力发电系统中的余热回收系统以非金属管式换热 器为核心换热模块，可与多种金属换热器组成不同的换热方案，实现电厂高温烟气的高效、 梯级利用。核心换热模块具有优良的耐腐蚀、耐磨损性能，高效的换热性能，能够酸露点以 下实现长期、稳定、可靠的工作。本发明所述的烟气余热深度回收利用系统可将脱硫前烟气 温度降低至70°C左右，大大提高了烟气余热回收的潜力，减少了烟气量，有效地降低了引风 机电耗及脱硫水耗与电耗；同时本系统通过科学地组织余热利用方式，能够提升余热利用 能级，通过加热汽轮机给水实现余热的高效利用。
[0056] 此外，本发明的系统还具有简单、可靠、高效等优点。本申请的开发应用可以带动 200亿以上的产业发展，具有重要研宄意义和价值。
【附图说明】
[0057]图1为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的结构示意图；
[0058] 图2为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的一种实施例结 构示意图；
[0059]图3为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的二种实施例结 构示意图；
[0060] 图4为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的三种实施例结 构示意图；
[0061] 图5为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的四种实施例结 构示意图；
[0062]图6为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的五种实施例结 构示意图；
[0063] 图7为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的六种实施例结 构示意图；
[0064]图8为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的七种实施例结 构示意图；
[0065] 图9为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的八种实施例结 构示意图；
[0066]图10为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的九种实施例结 构示意图；
[0067]图11为仅包括除尘系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的结构示意图；
[0068] 图12为除尘系统的结构示意图；
[0069]图13为包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统和除尘系统的结构 示意图。
[0070] 图14为余热回收系统与液膜除尘系统进口处烟道截面分区图。
[0071] 图中标号：1-锅炉、2-SCR脱硝塔、3-空气预热器、4-静电除尘器、5-引风机、6-增 压风机、7-脱硫塔、8-烟囡、9-风机、10-汽轮机加热器、11-轴封加热器、12-冷凝器、13-汽 轮机低压缸、14-汽轮机中压缸、15-汽轮机尚压缸、16-非金属管式换热器、17-余热系统冲 洗水泵、18-余热系统循环水管道、19-非接触式冷却器、20-余 热系统冲洗水喷头、21-液膜 除尘器、22-凝结水处理装置、23-除尘系统循环水管道、24-除尘系统冲洗水管、25-非接触 式冷却器、27-除尘系统冲洗水喷头、28-除氧器、29-中温换热器、30-高温换热器、31-中温 换热器、32-凝结水管道、33-人工测孔、34-烟气压力计、35-烟气温度计、36-除尘系统循 环水泵、37-除尘器进水管道、38-冷源水温度计、39-冷源水泵、40-阀门、41-电磁流量计、 42-冷源水出水管道、43-除尘器出水温度计、44-除尘器出水管道。
[0072] 在一些实施例中，"非金属换热器"指以氟塑料或聚丁烯材料为材料制成的用于回 收锅炉尾部烟气余热的专用设备，为管壳式换热器，工作中壳程中介质为锅炉尾部高温烟 气，管程为循环水，循环水可取电厂的中水、凝结水或除盐水等。工作中，入口处烟气温度范 围为1-200°C，出口处烟气温度范围为1-140°C;循环水入口温度范围为1-50°C，出口温度 范围为l_l〇〇°C。
[0073] 在一些实施例中，"液膜除尘器"指以氟塑料或聚丁烯材料为材料制成的用于去除 脱硫后烟气中的粉尘及石膏颗粒的专用设备，为管壳式换热器，工作中壳程中介质为锅炉 尾部烟气，管程为冷源水，冷源水可取电厂的中水、凝结水、除盐水或海水等，其中冷源水为 海水时其中会有泥沙、藻类或其它杂物，此时取水系统需设置过滤设施。工作中，液膜除尘 器入口处烟气温度范围为1-70°C，出口处烟气温度范围为1-70°C;冷源水入口温度范围为 1-50°C，出口温度范围为1-60°C。
[0074] 在一些实施例中，"高温烟气"指锅炉尾部烟道中处于空气预热器出口与脱硫塔 进口之间的烟气，温度范围在1_200°C之间，流量范围为10000-6000000Nm3/h，流速范围为 l-20m/s;该高温烟气中含有多种煤燃烧产物，如水蒸汽、氮氧化物、二氧化硫、三氧化硫，以 及其它物质如汞、粉尘等。
[0075] 在一些实施例中，"高热品位烟气"指锅炉尾部烟道中处于省煤器出口与空气预热 器进口之间的烟气，温度范围在200-400°C之间，流量范围为10000-6000000Nm3/h，流速范 围为l-30m/s;该高热品位烟气同样具有多种煤燃烧产物，如水蒸汽、氮氧化物、二氧化硫、 三氧化硫，以及其它物质如汞、粉尘等，与文中高温烟气区别在于所处烟道位置及温度。
【具体实施方式】[0076] 实施例1
[0077] 如图2所示，一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉1、SCR脱硝塔2、空 气预热器3、静电除尘器4、引风机5、增压风机6、脱硫塔7、烟囱8,在脱硫塔7的上游方向 布置余热回收系统。所述余热回收系统包括汽轮机模块、非金属管式换热器16、余热系统冲 洗水泵17、余热系统循环水管道18、非接触式冷却器19和余热系统冲洗水喷头20。所述汽 轮机模块包括除氧器28、轴封加热器11、冷凝器12、汽轮机低压缸13、汽轮机中压缸14、汽 轮机高压缸15及各级加热器（如图中1#，2#等）。所述非金属管式换热器16布置于增压 风机6与脱硫塔7之间的烟道上，所述非金属管式换热器16管程为来自非接触式冷却器19 出口的循环水，壳程为锅炉尾部的高温烟气。在非金属管式换热器16与汽轮机加热器之间 设置非接触式冷却器19,所述非接触式冷却器19与非金属管式换热器16组成闭式水循环 回路。非接触式冷却器19的管程为来自非金属管式换热器16出口的循环水，壳程为从汽 轮机8#低压加热器引出的给水。
[0078] 工作时，高温烟气在非金属管式换热器16处被冷却，循环水携带回收的烟气余热 流向非接触式冷却器19。从8#低压加热器进口引出的冷凝水在流经非接触式冷却器19时 被加热，被加热的冷凝水汇入6#汽轮机低压加热器中。从而节省了 7#、8#加热器中的蒸汽， 被节省的蒸汽在汽轮机做功后提高了系统的电功率，实现了烟气余热的利用。
[0079] 所述非金属管式换热器16中换热管均采用氟塑料或聚丁烯材料制成；换热管的 管外径与壁厚之比均为10:0. 8-10:1.2。所述氟塑料的表面接触角为：95° -115° ;所述氟 塑料的化学通式为：
[0080]
[0081] 所述化学通式中：m为50-100,n为1;
[0082] 所述氟塑料的分子量范围：1X103-1X108。
[0083] 所述非金属管式换热器16中换热管的垂直于烟气流向的横排管排数范围为 100-1500排；换热管的平行于烟气流向的纵排管排数范围为10-120排。
[0084] 所述非金属管式换热器16中进口烟气温度为100-200 °C，出口烟气温度为 60-140°C;循环水输入温度为30-60°C，输出温度为40-100°C;非接触式冷却器19中冷凝水 或给水输入温度为l〇_5〇°C，输出温度为30-100°C。
[0085] 所述非金属管式换热器16入口处烟气流量范围为10000-6000000m3/h。
[0086] 所述非金属管式换热器16入口处烟道分为9个区域（如图14所示），非金属管式 换热器16对烟道内各个区域的风速要求为：区域1的风速范围为l-30m/s，区域2的风速 范围为l_30m/s，区域3的风速范围为l-30m/s，区域4的风速范围为l-30m/s，区域5的风 速范围为l_30m/s，区域6的风速范围为l-30m/s，区域7的风速范围为l-30m/s，区域8的 风速范围为l-30m/s，区域9的风速范围为l-30m/s;9个区域最大最小风速之差不能超过 最大风速的30%。
[0087] 所述非金属管式换热器16的外观尺寸范围为矩形：长1-20米、宽1-20米；圆形： 半径1-15米。
[0088] 实施例2
[0089] 如图3所示，本实施例的余热回收系统与实施例1在非金属管式换热器16与非接 触式冷却器19的布置上相同，只是冷凝水从汽轮机8#低压加热器引出，被加热后送入7# 低压加热器，节省了 8#加热器中的蒸汽。
[0090] 实施例3
[0091] 如图4所示，本实施例的余热回收系统与实施例1、实施例2在非金属管式换热器 16与非接触式冷却器19的布置上相同，只是给水从汽轮机7#低压加热器引出，在被加热后 送入6#低压加热器，节省了 7#加热器中的蒸汽。
[0092] 实施例4
[0093] 如图5所示，一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉1、SCR脱硝塔2、空 气预热器3、静电除尘器4、引风机5、增压风机6、脱硫塔7、烟囱8,在脱硫塔7的上游方向 布置余热回收系统。所述余热回收系统包括汽轮机模块、非金属管式换热器16、余热系统冲 洗水泵17、余热系统循环水管道18、非接触式冷却器19和余热系统冲洗水喷头20。所述汽 轮机模块包括除氧器28、轴封加热器11、冷凝器12、汽轮机低压缸13、汽轮机中压缸14、汽 轮机高压缸15及各级加热器（如图中1#，2#等）。
[0094] 中温换热器29布置于空气预热器3与静电除尘器4之间的烟道上。所述中温换 热器29的管程为从汽轮机7#低压加热器出口引出的给水，壳程为锅炉尾部的高温烟气，给 水在换热后送入汽轮机模块的除氧器28。非金属管式换热器16布置于增压风机6与脱硫 塔7之间的烟道上，所述非金属管式换热器16管程为来自非接触式冷却器19出口的循环 水，壳程为锅炉尾部的高温烟气。在送风机9后的风道上布置非接触式冷却器19,所述非接 触式冷却器19与非金属管式换热器16组成闭式水循环回路，非接触式冷却器19的管程为 来自非金属管式换热器16出口的循环水，壳程为来自风机的冷风。循环水在非接触式冷却 器19处加热来自送风机的冷风，换热后循环水被送回非金属管式换热器16中。
[0095] 中温换热器29进口烟气温度为140-200°C，出口烟气温度为90-120°C，烟气流量 范围为50000-6000000Nm3/h;输入给水温度为30-120 °C，输出给水温度为60-150 °C，给水 流量范围为 20000-6000000kg/h。
[0096] 工作时，高温烟气在非金属管式换热器16处被冷却，循环水携带回收的余热流向 非接触式冷却器19,送风机9后的冷风被循环水加热至一定温度后送入空气预热器3,冷风 温度的升高使空气预热器3后的烟气温度上升。升温后的高温烟气在中温换热器29处被 从6#低压加热器入口引出的给水冷却，给水携带回收的热量汇入5#加热器出口的给水中， 从而节省了 5#、6#加热器中的汽轮机蒸汽，被节省的蒸汽在汽轮机做功后提高了系统的电 功率，实现了烟气余热的利用。
[0097] 实施例5
[0098] 如图6所示，本实施例的余热回收系统与实施例4在中温换热器29的布置上相 同，只是给水从汽轮机6#低压加热器出口处引出，在被加热后送入除氧器14,节省了 5#加 热器的蒸汽。
[0099] 实施例6
[0100] 如图7所示，本实施例的余热回收系统与实施例4、实例5在金属换热器29的布置 上相同，只是给水从汽轮机7#低压加热器出口处引出，在被加热后送入5#加热器，节省了 6#加热器中的汽轮机蒸汽。
[0101] 实施例7
[0102] 如图8所示，一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉1、SCR脱硝塔2、空 气预热器3、静电除尘器4、引风机5、增压风机6、脱硫塔7、烟囱8,在脱硫塔7的上游方向 布置余热回收系统。所述余热回收系统包括汽轮机模 块、非金属管式换热器16、余热系统冲 洗水泵17、余热系统循环水管道18、非接触式冷却器19和余热系统冲洗水喷头20。所述汽 轮机模块包括除氧器28、轴封加热器11、冷凝器12、汽轮机低压缸13、汽轮机中压缸14、汽 轮机高压缸15及各级加热器（如图中1#，2#等）。
[0103] 烟气旁路布置SCR脱硝塔2与静电除尘器4之间，烟气旁路进口布置于SCR脱硝 塔2与空气预热器3之间的烟道上，烟气旁路出口于空气预热器3与静电除尘器4之间的 烟道上。高温换热器30布置于旁路烟道进口侧，管程为从汽轮机3#高压加热器进口引出 的给水，壳程为高温烟气，给水被加热后送入锅炉1中。中温换热器31布置于旁路烟道出 口侧，管程为从汽轮机6#低压加热器出口引出的给水，壳程为高温烟气，给水被加热后送 入汽轮机模块的除氧器14中。非金属管式换热器16布置于增压风机6与脱硫塔7之间的 烟道上，非金属管式换热器16管程为来自非接触式冷却器19出口的循环水，壳程为锅炉尾 部的高温烟气。非接触式冷却器19布置于送风机9后的风道处，管程为来自非金属管式换 热器16出口的循环水，壳程为来自风机的冷风。在非金属管式换热器16处被加热的循环 水流经非接触式冷却器19,用于加热送风机9后的冷风，被加热的冷风进空气预热器3。
[0104] 烟气旁路引出口高热品位烟气温度为200-400°C，烟气旁路汇入口烟气温度为 90-150°C，烟气流量范围为10000-2000000Nm3/h;高温换热器30、中温换热器31输入给水 温度为130_260°C，输出给水温度为150-300°C，给水流量范围为20000-6000000kg/h。
[0105] 工作时，高温烟气在非金属管式换热器16处被冷却，循环水携带回收的余热分别 送至非接触式冷却器19。送至非接触式冷却器19部分的余热用于加热来自送风机9的冷 风，冷风在被加热后送至空气预热器3。为保持空气预热出口烟气与热风的温度参数不变， 在空气预热器3前的烟道上设置烟气旁路，分流的烟气用于在高温换热器30、中温换热器 31处加热分别从3#、5#加热器进口引出的给水，给水被加热后分别汇入1#、5#加热器出口 的给水，从而节省了 1#、2#、3#加热器与5#加热器内的汽轮机蒸汽，提高了系统的电功率， 实现了烟气余热的利用。
[0106] 实施例8
[0107] 如图9所示，本实施例的余热回收系统与实施例7在换热器的布置上相同，只是高 温金属换热器中被加热的给水从汽轮机3#高压加热器出口引出，在被加热后汇入1#出口 给水，节省了 1#、2#加热器内的汽轮机蒸汽。
[0108] 实施例9
[0109] 如图10所示，本实施例的余热回收系统与实施例7、实施例8在换热器的布置上相 同，只是高温金属换热器中被加热的给水从汽轮机2#高压加热器出口引出，在被加热后汇 入1#出口加热器给水，节省了 1#加热器内的汽轮机蒸汽。
[0110] 实施例10
[0111]图11、12所示，一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉1、SCR脱硝塔2、 空气预热器3、静电除尘器4、引风机5、增压风机6、脱硫塔7、烟囱8,在脱硫塔7后布置除 尘系统。所述除尘系统包括液膜除尘器21和非接触式冷却器25,所述液膜除尘器21和非 接触式冷却器25组成闭式循环回路，循环回路中循环水在液膜除尘器21内吸热后在非接 触式冷却器25中对冷源水放热。所述液膜除尘器21中循环水为除盐水，非接触式冷却器 25中冷源水取用中水或经初步过滤处理、含泥沙或其它杂质的海水。
[0112] 所述除尘系统还包括凝结水处理装置22、冲洗水管24、冲洗水喷头27。液膜除尘 器21垂直于烟道方向布置，其进水端与除尘器进水管道37连通，出水端与除尘器出水管道 44连通；33为人工测孔，个数为3 ;38、35和43分别为测量冷源水、烟气和循环水温的温度 计；32为凝结水管道；41、40、34分别为电磁流量计、阀门和烟气压力计。
[0113] 优先的，所述非接触式冷却器25为管壳式换热器，管程为循环水，壳程为冷源水。
[0114] 所述液膜除尘器21的进水端与液膜除尘器进水管道37连通，所述液膜除尘器21 的出水端与液膜除尘器出水管道44连通；所述非接触式冷却器25的热源进水端与液膜除 尘器出水管道44连通，所述非接触式冷却器25的热源出水端与液膜除尘器进水管道37连 通；所述非接触式冷却器25的冷源进水端与冷却器进水管道26连通，所述非接触式冷却器 25的冷源出水端与冷却器出水管道42连通。
[0115] 所述液膜除尘器21中换热管均采用氟塑料或聚丁烯材料制成；换热管的管外径 与壁厚之比均为10:0. 8-10:1. 2。
[0116] 所述氟塑料的表面接触角为：95° -115° ;所述氟塑料的化学通式为：
[0117]
[0118] 所述化学通式中：m为50-100,n为1 ;
[0119] 所述氟塑料的分子量范围：1X103-1X108。
[0120] 所述液膜除尘器21中换热管的垂直于烟气流向的横排管排数范围为100-1500 排；换热管的平行于烟气流向的纵排管排数范围为10-120排。
[0121] 所述液膜除尘器21入口处烟气温度为1-70°C，出口处烟气温度为1_70°C。
[0122] 所述液膜除尘器21入口处烟气流量范围为10000-6000000m3/h
[0123] 所述液膜除尘器21入口处烟道分为9个区域，液膜除尘器对烟道内各个区域的风 速要求为：区域1的风速范围为l_20m/s，区域2的风速范围为l-20m/s，区域3的风速范围 为l-20m/s，区域4的风速范围为l-20m/s，区域5的风速范围为l-20m/s，区域6的风速范 围为l-20m/s，区域7的风速范围为l-20m/s，区域8的风速范围为l-20m/s，区域9的风速 范围为l_20m/s;9个区域最大最小风速之差不能超过最大风速的30%。
[0124] 所述液膜除尘器21的外观尺寸范围为矩形：长1-20米、宽1-20米；圆形：半径 1-15 米。
[0125] 所述液膜除尘器21中换热介质输入温度为1_50°C;输出温度为1_60°C，流量范围 为 20000-6000000kg/h。
[0126] 实施例11
[0127]图13所示，一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉1、SCR脱硝塔2、空气 预热器3、静电除尘器4、引风机5、增压风机6、脱硫塔7、烟囱8,在脱硫塔7的上游方向布 置余热回收系统，在脱硫塔7后布置除尘系统。所述余热回收系统的结构如实施例1-9中 所示，所述除尘系统的结构与实施例10相同。
[0128] 上述实施例并非【具体实施方式】的穷举，还可有其他的实施例，上述实施例目的在 于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本 发明的保护范围内。
[0129] 此专利说明书使用实例去展示本发明，其中包括最佳模式，并且使熟悉本领域的 技术人员制造和使用此项发明。此发明可授权的范围包括权利要求书的内容和说明书内的
【具体实施方式】和其它实施例的内容。这些其它实例也应该属于本发明专利权要求的范围， 只要它们含有权利要求相同书面语言所描述的技术特征，或者它们包含有与权利要求无实 质差异的类似字面语言所描述的技术特征。
[0130] 所有专利，专利申请和其它参考文献的全部内容应通过引用并入本申请文件。但 是如果本申请中的一个术语和已纳入参考文献的术语相冲突，以本申请的术语优先。
[0131] 本文中公开的所有范围都包括端点，并且端点之间是彼此独立地组合。
[0132] 需要注意的是，"第一"，"第二"或者类似词汇并不表示任何顺序，质量或重要性， 只是用来区分不同的技术特征。结合数量使用的修饰词"大约"包含所述值和内容上下文 指定的含义。（例如：它包含有测量特定数量时的误差）。
【主权项】
1. 一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉、空气预热器、风机、静电除尘器和 脱硫塔，其特征在于：在脱硫塔的上游方向布置余热回收系统；或者在脱硫塔后布置除尘 系统；或既在脱硫塔的上游方向布置余热回收系统又在脱硫塔后布置除尘系统。2. 根据权利要求1所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述余热回 收系统，将锅炉尾部高温烟气中的热量回收，通过加热汽轮机冷凝水或给水，将回收的热量 送至下列三项中的任一项或任意组合之中：汽轮机低压加热器、汽轮机高压加热器和除氧 器。3. 根据权利要求2所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述余热回 收系统包括非金属管式换热器和非接触式冷却器，所述非金属管式换热器与非接触式冷却 器组成闭式水循环回路。4. 根据权利要求2所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金属 管式换热器处回收的热量可通过直接或者间接的利用方式用于加热汽轮机冷凝水或给水。5. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金属 管式换热器布置于烟道上，管程为来自非接触式冷却器出口的循环水，壳程为锅炉尾部的 高温烟气。6. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非接触 式冷却器布置于非金属管式换热器与汽轮机加热器之间或布置在风机与空气预热器之间 的风道上，管程为来自非金属管式换热器出口的循环水，壳程为来自冷凝器的冷凝水或加 热器的给水 ，或者为来自风机的冷风。7. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金属 管式换热器中换热管均采用氟塑料或聚丁烯材料制成；换热管的管外径与壁厚之比均为 10:0. 8-10:1. 2〇8. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金属 管式换热器中换热管的垂直于烟气流向的横排管排数范围为100-1500排；换热管的平行 于烟气流向的纵排管排数范围为10-120排。9. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金属 管式换热器入口处烟气温度范围为1-200°C，出口处烟气温度范围为1-140°C。10. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金 属管式换热器壳程入口处烟气流量范围为10000-6000000Nm3/h，管程循环水流量范围为 10000-6000000kg/h〇11. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金 属管式换热器入口处烟道分为9个区域，非金属管式换热器对烟道内各个区域的风速要 求为：区域1的风速范围为l_30m/s，区域2的风速范围为l-30m/s，区域3的风速范围为 l-30m/s，区域4的风速范围为l-30m/s，区域5的风速范围为l-30m/s，区域6的风速范围 为l-30m/s，区域7的风速范围为l-30m/s，区域8的风速范围为l-30m/s，区域9的风速范 围为l-30m/s ;9个区域最大最小风速之差不能超过最大风速的30%。12. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金属 管式换热器的外观尺寸范围为矩形：长1-20米、宽1-20米；圆形：半径1-15米。13. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非接触 式冷却器中循环水输入温度范围为1-50°C ;输出温度范围为1-100°C。14. 根据权利要求7所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述氟塑料 的表面接触角为：95° -115° ;所述氟塑料的化学通式为：所述化学通式中：m为50-100, η为1 ; 所述氟塑料的分子量范围= IXlO3-I X 1〇8。15. 根据权利要求4所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述直接利 用方式为回收的余热在非接触冷却器处直接用于加热来自冷凝器的冷凝水或者加热器的 给水。16. 根据权利要求4所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述间接利 用方式为回收的余热在非接触式冷却器处用于加热冷风，热量在送入空气预热器后置换出 高热品位烟气，并使用此高热品位烟气加热来自冷凝器的冷凝水或者加热器的给水。17. 根据权利要求15所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述直 接利用方式中非金属管式换热器中进口烟气温度范围为100-200°C，出口烟气温度范围为 60-140°C，烟气流量范围为50000-6000000Nm3/h ;循环水输入温度范围为30-60°C，输出温 度范围为40-100°C，流量范围为20000-6000000kg/h ;非接触式冷却器中冷凝水或给水输 入温度范围为10_50°C，输出温度范围为30-100°C，流量范围为20000-6000000kg/h。18. 根据权利要求16所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：置换具有 高热品位烟气包括两种实施方法，实施方法一为在空气预热器烟气进口前设置烟气旁路， 在不改变空气预热器进出口烟气温度参数的前提下分离部分烟气用于加热来自冷凝器的 冷凝水或者加热器的给水；实施方法二为提高空气预热器出口的高温烟气温度，用于直接 加热来自冷凝器的冷凝水或者加热器的给水。19. 根据权利要求18所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述实施 方法一在空气预热器进口前布置烟气旁路引出口，在静电除尘器进口前布置烟气旁路汇入 口，在烟气旁路上设置高温换热器和中温换热器。20. 根据权利要求18所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述实施 方法二在空气预热器与静电除尘器之间的烟道上设置中温换热器。21. 根据权利要求19所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述高温 和中温换热器管程为来自加热器的给水，壳程为高温烟气。22. 根据权利要求19所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述实 施方法一中，烟气旁路引出口高热品位烟气温度范围为200-400°C，烟气旁路汇入口烟 气温度范围为90-150°C，烟气流量范围为10000-2000000Nm3/h ;高温换热器、中温换热 器输入给水温度范围为130-260 °C，输出给水温度范围为150-300 °C，给水流量范围为 20000-6000000kg/h〇23. 根据权利要求20所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述高温 换热器管程为来自冷凝器的冷凝水或者加热器的给水，壳程为高温烟气。24. 根据权利要求20所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述实施 方法二中，中温换热器进口烟气温度范围为140-200°C，出口烟气温度范围为90-140°C，烟 气流量范围为50000-6000000Nm3/h ;输入给水温度范围为30-120°C，输出给水温度范围为 60-150°C，给水流量范围为 20000-6000000kg/h。25. 根据权利要求1所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述除尘系 统包括液膜除尘器和非接触式冷却器，所述液膜除尘器和非接触式冷却器组成闭式循环回 路，循环回路中循环水在液膜除尘器内吸热后在非接触式冷却器中对冷源水放热。26. 根据权利要求25所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器垂直于烟道方向布置；所述非接触式冷却器为管壳式换热器，管程为循环水，壳程为 冷源水。27. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器的进水端与液膜除尘器进水管道连通，所述液膜除尘器的出水端与液膜除尘器出水 管道连通；所述非接触式冷却器的热源进水端与液膜除尘器出水管道连通，所述非接触式 冷却器的热源出水端与液膜除尘器进水管道连通；所述非接触式冷却器的冷源进水端与冷 却器进水管道连通，所述非接触式冷却器的冷源出水端与冷却器出水管道连通。28. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器中循环水为除盐水，所述非接触式冷却器中冷源水为中水或海水。29. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液 膜除尘器中换热管均采用氟塑料或聚丁烯材料制成；换热管的管外径与壁厚之比均为 10:0. 8-10:1. 2〇30. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器中换热管的垂直于烟气流向的横排管排数范围为100-1500排；换热管的平行于烟 气流向的纵排管排数范围为10-120排。31. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器入口处烟气温度范围为1-70°C，出口处烟气温度范围为1-70°C ;管程冷源水流量范 围为 10000-6000000kg/h。32. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器中冷源水输入温度为1_50°C ;输出温度为1_60°C，流量范围为20000-6000000kg/h。33. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器入口处烟道分为9个区域，液膜除尘器对烟道内各个区域的风速要求为：区域1的风 速范围为l_20m/s，区域2的风速范围为l-20m/s，区域3的风速范围为l-20m/s，区域4的 风速范围为l-20m/s，区域5的风速范围为l-20m/s，区域6的风速范围为l-20m/s，区域7 的风速范围为l_20m/s，区域8的风速范围为l-20m/s，区域9的风速范围为l-20m/s ;9个 区域最大最小风速之差不能超过最大风速的30%。34. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器的外观尺寸范围为矩形：长1-20米、宽1-20米；圆形：半径1-15米。35. 根据权利要求29所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述氟塑 料的表面接触角为：95° -115° ;所述氟塑料的化学通式为：所述化学通式中：m为50-100, η为1 ; 所述氟塑料的分子量范围= IXlO3-I X 1〇8。
【专利摘要】本发明涉及一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉、脱硫塔和静电除尘器，其特征在于：在脱硫塔的上游方向布置余热回收系统，在脱硫塔后布置除尘系统；或在脱硫塔的上游方向布置余热回收系统；或者在脱硫塔后布置除尘系统；所述余热回收系统，将锅炉尾部高温烟气中的热量回收，并送至汽轮机加热器中，通过节省加热器的抽汽量实现烟气余热的综合利用。本发明提供一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，通过余热回收系统和除尘系统，达到真正意义上的清洁排放，且简单、可靠、高效。
【IPC分类】F28D7/00, F23J15/06, F28F21/06, F23J15/00, F23L15/00
【公开号】CN104896492
【申请号】CN201510315237
【发明人】郭桦, 刘汉强, 梁凌, 孙振新, 陈毅伟, 李庚达
【申请人】国电新能源技术研究院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月10日
【技术领域】
[0001] 本发明属于废气净化技术领域，具体涉及一种节能低尘排放燃煤火力发电系统。
【背景技术】
[0002] 中国是典型的煤炭大国，国内电力主要以燃煤火力发电为主。截至2013年底，我 国发电装机容量突破12亿千瓦，其中火电8. 62亿千瓦，占全部装机容量的69. 13%。而煤 电的装机容量达到了 7. 86亿千瓦。在雾霾严重的京津冀鲁、长三角地区，单位国土面积上 煤电装机远远超过西北地区，单位面积的大气污染排放均为全国平均水平的数倍以上。
[0003] 许多城市目前将治理大气污染的出路瞄准"煤改气"，但严重受制于气源不足。 2013年中国天然气的产量达到1210亿立方米，表观消费量达到1692亿立方米，供需缺口超 过500亿立方米；预计今年消费量将达1860亿立方米，进口天然气630亿立方米，对外依存 度升至33. 6%。
[0004] 尽管清洁能源项目不断上马，但考察中国能源结构，一次性能源消费里煤炭仍占 70%以上，发电量中火电发电量仍占70 %以上，煤炭作为主体能源的地位和承担保障中国 能源安全稳定供应的重任相当长一段时间内难以改变。
[0005] 目前，中国国家能源局已经发布《煤电节能减排升级改造行动计划（2014-2020)》， 重点力促煤炭、火电领域进行设备更新、技术改造，同时对于粉尘排放有了进一步严格的要 求，东部地区（辽宁、北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、广东、海南等11省市） 新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值（即在基准氧含量 6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米）。
[0006] 在减排方面，燃煤电厂为了解决锅炉烟气排放污染问题，近年来采取了大量 技术措施，减少烟尘、so2、氮氧化物等污染物的排放，先后进行了静电除尘器、烟气脱硫 系统（FGD)、烟气脱硝系统（SCR)的增设和改造，但《煤电节能减排升级改造行动计划 (2014-2020)》的发布意味着在当前的技术、设备基础上需要进一步革新，严格控制大气污 染的排放水平。
[0007] 电站锅炉的排烟温度是锅炉设计的主要性能指标之一，它影响锅炉的热效率、锅 炉制造成本、锅炉尾部受热面的烟气低温腐蚀、烟气结露引起的尾部受热面堵灰、烟道阻力 和引风机电功率消耗等，涉及到锅炉的经济性和安全性。同时，锅炉排烟热损失占锅炉热 损失的一半以上，通过烟气余热利用减少排烟热损失是降低电站锅炉能耗的重要途径之 一。传统电站锅炉的排烟温度在120~140°C之间，然而当前广泛采用的湿法脱硫工艺要求 通过喷淋方式在脱硫塔内先将烟气温度降低到50°C左右，不仅消耗了大量的水和电能，而 且也增加了烟气排放量，加剧了电厂周边的石膏雨现象，因此从节能减排和经济性两方面 考虑，进一步降低排烟温度成为目前电站锅炉节能减排技术发展的必然选择。
[0008] 锅炉烟气余热回收设备通常布置在烟气温度相对较低的尾部烟道，采用普通的不 锈钢金属管材质，在这一温度条件下烟气中的硫酸蒸汽和水蒸汽容易结露，附着在金属管 壁面后会引起低温腐蚀和堵灰问题，严重限制了设备的使用寿命，降低了余热回收的经济 性与安全性。虽然可以通过采用耐腐蚀的特种合金钢材质缓解低温腐蚀，但仍然不能完全 解决这一问题，同时高昂的造价与维护成本也大大降低余热回收的经济性。工程中为了 避免低温腐蚀问题，普遍将余热回收后的烟气温度维持在酸露点以上，通常情况最低选在 90°C左右，然而与脱硫塔内的工作温度50°C相比，有大量的余热没有得到有效回收利用，并 且烟气仍然需要通过消耗水与能量的方式实现降温。
[0009] 因此，要达到真正意义上的清洁排放，需要一种简单、可靠、高效的系统来解决。
【发明内容】
[0010] 本发明提供一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，通过余热回收系统和除尘系 统，达到真正意义上的清洁排放，且简单、可靠、高效。
[0011] 为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0012] (1) 一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉、空气预热器、风机、静电除尘 器和脱硫塔，其特征在于：在脱硫塔的上游方向布置余热回收系统，在脱硫塔后布置除尘系 统；或在脱硫塔的上游方向布置余热回收系统；或者在脱硫塔后布置除尘系统。
[0013] (2)根据⑴所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述余热回收系统，将锅炉 尾部高温烟气中的热量回收，通过加热汽轮机冷凝水或给水，将回收的热量送至下列三项 中的任一项或任意组合之中：汽轮机低压加热器、汽轮机高压加热器和除氧器。
[0014] (3)根据（1)至（2)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述余热回 收系统包括非金属管式换热器和非接触式冷却器，所述非金属管式换热器与非接触式冷却 器组成闭式水循环回路。
[0015] (4)根据（1)至（3)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述非金属 管式换热器处回收的热量可通过直接或者间接的利用方式用于加热汽轮机冷凝水或给水。
[0016] (5)根据⑴至⑷的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述非金属 管式换热器布置于烟道上，管程为来自非接触式冷却器出口的循环水，壳程为锅炉尾部的 高温烟气。
[0017] (6)根据（1)至（5)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述非接触 式冷却器布置于非金属管式换热器与汽轮机加热器之间或布置在风机与空气预热器之间 的风道上，管程为来自非金属管式换热器出口的循环水，壳程为来自冷凝器的冷凝水或加 热器的给水，或者为来自风机的冷风。
[0018] (7)根据（1)至（6)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述非金属管式换热器中换热管均采用氟塑料或聚丁烯材料制成；换热管的管外径与 壁厚之比均为10:0. 8-10:1. 2。
[0019] (8)根据（1)至（7)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述非金属管式换热器中换热管的垂直于烟气流向的横排管排数范围为100-1500排； 换热管的平行于烟气流向的纵排管排数范围为10-120排。
[0020] (9)根据（1)至（8)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征 在于：所述非金属管式换热器入口处烟气温度范围为1_200°C，出口处烟气温度范围为 1-140。。。
[0021] (10)根据⑴至（9)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述非金属管式换热器壳程入口处烟气流量范围为10000-60(KKKK)Nm3/h，管程循环水 流量范围为 10000_6000000kg/h。
[0022] (11)根据⑴至（10)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述非金属管式换热器入口处烟道分为9个区域，非金属管式换热器对烟道内各个区 域的风速要求为：区域1的风速范围为l_30m/s，区域2的风速范围为l-30m/s，区域3的风 速范围为l_30m/s，区域4的风速范围为l-30m/s，区域5的风速范围为l-30m/s，区域6的 风速范围为l_30m/s，区域7的风速范围为l-30m/s，区域8的风速范围为l-30m/s，区域9 的风速范围为l-30m/s;9个区域最大最小风速之差不能超过最大风速的30%。
[0023] (12)根据⑴至（11)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述非金属管式换热器的外观尺寸范围为矩形：长1-20米、宽1-20米；圆形：半径1-15 米。
[0024] (13)根据⑴至（12)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述非接触式冷却器中循环水输入温度范围为1_50°C;输出温度范围为1-KKTC。
[0025] (14)根据⑴至（13)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述氟塑料的表面接触角为：95° -115° ;所述氟塑料的化学通式为：
[0026]
[0027] 所述化学通式中：m为50-100,n为1 ;
[0028] 所述氟塑料的分子量范围：1X103-1X108。
[0029] (15)根据⑴至（14)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述直接 利用方式为回收的余热在非接触冷却器处直接用于加热来自冷凝器的冷凝水或者加热器 的给水。
[0030] (16)根据⑴至（15)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述间接 利用方式为回收的余热在非接触式冷却器处用于加热冷风，热量在送入空气预热器后置换 出具有高热品位的烟气，并使用此高热品位的烟气加热来自冷凝器的冷凝水或者加热器的 给水。
[0031] (17)根据（16)的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述直接利 用方式中非金属管式换热器中进口烟气温度范围为100-200°C，出口烟气温度范围为 60-140°C，烟气流量范围为50000-6000000Nm3/h;循环水输入温度范围为30-60°C，输出温 度范围为40-100°C，流量范围为20000-6000000kg/h;非接触式冷却器中冷凝水或给水输 入温度范围为10_50°C，输出温度范围为30-100°C，流量范围为20000-6000000kg/h。
[003 2] (18)根据⑴至（17)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，置换具有 高热品位烟气包括两种实施方法，实施方法一为在空气预热器烟气进口前设置烟气旁路， 在不改变空气预热器进出口烟气温度参数的前提下分离部分烟气用于加热来自冷凝器的 冷凝水或者加热器的给水；实施方法二为提高空气预热器出口的高温烟气温度，用于直接 加热来自冷凝器的冷凝水或者加热器的给水。
[0033] (19)根据⑴至（18)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述实施 方法一在空气预热器进口前布置烟气旁路引出口，在静电除尘器进口前布置烟气旁路汇入 口，在烟气旁路上设置高温换热器和中温换热器。
[0034] (20)根据（1)至（19)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述实施 方法二在空气预热器与静电除尘器之间的烟道上设置中温换热器。
[0035] (21)根据⑴至（20)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述高温 和中温换热器管程为来自冷凝器的冷凝水或者加热器的给水，壳程为高温烟气。
[0036] (22)根据（21)的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述实施方法一 中，烟气旁路引出口高热品位烟气温度范围为200-400°C，烟气旁路汇入口烟气温度范围为 90-150°C，烟气流量范围为10000-2000000Nm3/h;高温换热器、中温换热器输入给水温度 范围为130-260°C，输出给水温度范围为150-300°C，给水流量范围为20000-6000000kg/h。
[0037] (23)根据⑴至（22)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述高温 换热器管程为来自冷凝器的冷凝水或者加热器的给水，壳程为高温烟气。
[0038] (24)根据（23)的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述实施方法 二中，中温换热器进口烟气温度范围为140-200°C，出口烟气温度范围为90-140°C，烟气 流量范围为50000-6000000Nm3/h;输入给水温度范围为30-120°C，输出给水温度范围为 60-150 °C，给水流量范围为 20000-6000000kg/h。
[0039] (25)根据（1)至（24)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述除尘 系统包括液膜除尘器和冷却器，所述液膜除尘器和冷却器组成闭式循环回路，循环回路中 循环水在液膜除尘器内吸热后在冷却器中对冷源水放热。
[0040] (26)根据（1)至（25)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述液膜 除尘器垂直于烟道方向布置；所述非接触式冷却器为管壳式换热器，管程为循环水，壳程为 冷源水。
[0041] (27)根据（1)至（26)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述液膜 除尘器的进水端与液膜除尘器进水管道连通，所述液膜除尘器的出水端与液膜除尘器出水 管道连通；所述非接触式冷却器的热源进水端与液膜除尘器出水管道连通，所述非接触式 冷却器的热源出水端与液膜除尘器进水管道连通；所述非接触式冷却器的冷源进水端与冷 却器进水管道连通，所述非接触式冷却器的冷源出水端与冷却器出水管道连通。
[0042] (28)根据（1)至（27)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述液膜除尘器中循环水为除盐水，所述非接触式冷却器中冷源水为中水或海水。
[0043] (29)根据（1)至（28)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，所述 液膜除尘器中换热管均采用氟塑料或聚丁烯材料制成；换热管的管外径与壁厚之比均为 10:0. 8-10:1. 2〇
[0044] (30)根据（1)至（29)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述液膜除尘器中换热管的垂直于烟气流向的横排管排数范围为100-1500排；换热管 的平行于烟气流向的纵排管排数范围为10-120排。
[0045] (31)根据⑴至（30)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述液膜除尘器入口处烟气温度范围为1-70°C，出口处烟气温度范围为1-70°C;壳程 烟气流量范围为10000_6000000Nm3/h。
[0046] (32)根据⑴至（31)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特 征在于：所述液膜除尘器中冷源水输入温度为1-50°C;输出温度为1-60°C，流量范围为 20000-6000000kg/h〇
[0047] (33)根据（1)至（32)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征 在于：所述液膜除尘器入口处烟道分为9个区域，液膜除尘器对烟道内各个区域的风速要 求为：区域1的风速范围为l_20m/s，区域2的风速范围为l-20m/s，区域3的风速范围为 l-20m/s，区域4的风速范围为l-20m/s，区域5的风速范围为l-20m/s，区域6的风速范围 为l-20m/s，区域7的风速范围为l-20m/s，区域8的风速范围为l-20m/s，区域9的风速范 围为l-20m/s;9个区域最大最小风速之差不能超过最大风速的30%。
[0048] (34)根据（1)至（33)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述液膜除尘器的外观尺寸范围为矩形：长1-20米、宽1-20米；圆形：半径1-15米。
[0049] (35)根据（1)至（34)的任一项所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在 于：所述氟塑料的表面接触角为：95° -115° ;所述氟塑料的化学通式为：
[0050]
[0051] 所述化学通式中为50-100,n为1;
[0052] 所述氟塑料的分子量范围：1X103-1X108。
[0053] 发改委2013年8月30日最新通知，对采用新技术进行除尘设施改造、烟尘排放浓 度低于30mg/m3(重点地区低于20mg/m3)，并经环保部门验收合格的燃煤发电企业除尘成本 予以适当支持，电价补偿标准为每千瓦时〇. 2分钱。
[0054] 目前国内近4亿千瓦机组未安装GGH，石膏雨现象普遍存在。本发明的节能低尘 排放燃煤火力发电系统中的除尘系统采用冷源间接冷却烟气，能够有效去除液滴/烟尘颗 粒，综合造价相对较低（比湿式电除尘约低30% )，并可以彻底解决烟尘达标问题和石膏雨 现象，同时有效地解决了由于循环水中杂质、微生物等引发液膜除尘器管内出现的堵塞、淤 积等问题，大大提高了系统可靠性。并且本发明的节水效果明显，预计可给电厂带来10%~ 20 %的节水效果。
[0055] 本发明的节能低尘排放燃煤火力发电系统中的余热回收系统以非金属管式换热 器为核心换热模块，可与多种金属换热器组成不同的换热方案，实现电厂高温烟气的高效、 梯级利用。核心换热模块具有优良的耐腐蚀、耐磨损性能，高效的换热性能，能够酸露点以 下实现长期、稳定、可靠的工作。本发明所述的烟气余热深度回收利用系统可将脱硫前烟气 温度降低至70°C左右，大大提高了烟气余热回收的潜力，减少了烟气量，有效地降低了引风 机电耗及脱硫水耗与电耗；同时本系统通过科学地组织余热利用方式，能够提升余热利用 能级，通过加热汽轮机给水实现余热的高效利用。
[0056] 此外，本发明的系统还具有简单、可靠、高效等优点。本申请的开发应用可以带动 200亿以上的产业发展，具有重要研宄意义和价值。
【附图说明】
[0057]图1为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的结构示意图；
[0058] 图2为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的一种实施例结 构示意图；
[0059]图3为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的二种实施例结 构示意图；
[0060] 图4为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的三种实施例结 构示意图；
[0061] 图5为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的四种实施例结 构示意图；
[0062]图6为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的五种实施例结 构示意图；
[0063] 图7为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的六种实施例结 构示意图；
[0064]图8为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的七种实施例结 构示意图；
[0065] 图9为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的八种实施例结 构示意图；
[0066]图10为仅包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的九种实施例结 构示意图；
[0067]图11为仅包括除尘系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统的结构示意图；
[0068] 图12为除尘系统的结构示意图；
[0069]图13为包括余热回收系统的节能低尘排放燃煤火力发电系统和除尘系统的结构 示意图。
[0070] 图14为余热回收系统与液膜除尘系统进口处烟道截面分区图。
[0071] 图中标号：1-锅炉、2-SCR脱硝塔、3-空气预热器、4-静电除尘器、5-引风机、6-增 压风机、7-脱硫塔、8-烟囡、9-风机、10-汽轮机加热器、11-轴封加热器、12-冷凝器、13-汽 轮机低压缸、14-汽轮机中压缸、15-汽轮机尚压缸、16-非金属管式换热器、17-余热系统冲 洗水泵、18-余热系统循环水管道、19-非接触式冷却器、20-余 热系统冲洗水喷头、21-液膜 除尘器、22-凝结水处理装置、23-除尘系统循环水管道、24-除尘系统冲洗水管、25-非接触 式冷却器、27-除尘系统冲洗水喷头、28-除氧器、29-中温换热器、30-高温换热器、31-中温 换热器、32-凝结水管道、33-人工测孔、34-烟气压力计、35-烟气温度计、36-除尘系统循 环水泵、37-除尘器进水管道、38-冷源水温度计、39-冷源水泵、40-阀门、41-电磁流量计、 42-冷源水出水管道、43-除尘器出水温度计、44-除尘器出水管道。
[0072] 在一些实施例中，"非金属换热器"指以氟塑料或聚丁烯材料为材料制成的用于回 收锅炉尾部烟气余热的专用设备，为管壳式换热器，工作中壳程中介质为锅炉尾部高温烟 气，管程为循环水，循环水可取电厂的中水、凝结水或除盐水等。工作中，入口处烟气温度范 围为1-200°C，出口处烟气温度范围为1-140°C;循环水入口温度范围为1-50°C，出口温度 范围为l_l〇〇°C。
[0073] 在一些实施例中，"液膜除尘器"指以氟塑料或聚丁烯材料为材料制成的用于去除 脱硫后烟气中的粉尘及石膏颗粒的专用设备，为管壳式换热器，工作中壳程中介质为锅炉 尾部烟气，管程为冷源水，冷源水可取电厂的中水、凝结水、除盐水或海水等，其中冷源水为 海水时其中会有泥沙、藻类或其它杂物，此时取水系统需设置过滤设施。工作中，液膜除尘 器入口处烟气温度范围为1-70°C，出口处烟气温度范围为1-70°C;冷源水入口温度范围为 1-50°C，出口温度范围为1-60°C。
[0074] 在一些实施例中，"高温烟气"指锅炉尾部烟道中处于空气预热器出口与脱硫塔 进口之间的烟气，温度范围在1_200°C之间，流量范围为10000-6000000Nm3/h，流速范围为 l-20m/s;该高温烟气中含有多种煤燃烧产物，如水蒸汽、氮氧化物、二氧化硫、三氧化硫，以 及其它物质如汞、粉尘等。
[0075] 在一些实施例中，"高热品位烟气"指锅炉尾部烟道中处于省煤器出口与空气预热 器进口之间的烟气，温度范围在200-400°C之间，流量范围为10000-6000000Nm3/h，流速范 围为l-30m/s;该高热品位烟气同样具有多种煤燃烧产物，如水蒸汽、氮氧化物、二氧化硫、 三氧化硫，以及其它物质如汞、粉尘等，与文中高温烟气区别在于所处烟道位置及温度。
【具体实施方式】[0076] 实施例1
[0077] 如图2所示，一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉1、SCR脱硝塔2、空 气预热器3、静电除尘器4、引风机5、增压风机6、脱硫塔7、烟囱8,在脱硫塔7的上游方向 布置余热回收系统。所述余热回收系统包括汽轮机模块、非金属管式换热器16、余热系统冲 洗水泵17、余热系统循环水管道18、非接触式冷却器19和余热系统冲洗水喷头20。所述汽 轮机模块包括除氧器28、轴封加热器11、冷凝器12、汽轮机低压缸13、汽轮机中压缸14、汽 轮机高压缸15及各级加热器（如图中1#，2#等）。所述非金属管式换热器16布置于增压 风机6与脱硫塔7之间的烟道上，所述非金属管式换热器16管程为来自非接触式冷却器19 出口的循环水，壳程为锅炉尾部的高温烟气。在非金属管式换热器16与汽轮机加热器之间 设置非接触式冷却器19,所述非接触式冷却器19与非金属管式换热器16组成闭式水循环 回路。非接触式冷却器19的管程为来自非金属管式换热器16出口的循环水，壳程为从汽 轮机8#低压加热器引出的给水。
[0078] 工作时，高温烟气在非金属管式换热器16处被冷却，循环水携带回收的烟气余热 流向非接触式冷却器19。从8#低压加热器进口引出的冷凝水在流经非接触式冷却器19时 被加热，被加热的冷凝水汇入6#汽轮机低压加热器中。从而节省了 7#、8#加热器中的蒸汽， 被节省的蒸汽在汽轮机做功后提高了系统的电功率，实现了烟气余热的利用。
[0079] 所述非金属管式换热器16中换热管均采用氟塑料或聚丁烯材料制成；换热管的 管外径与壁厚之比均为10:0. 8-10:1.2。所述氟塑料的表面接触角为：95° -115° ;所述氟 塑料的化学通式为：
[0080]
[0081] 所述化学通式中：m为50-100,n为1;
[0082] 所述氟塑料的分子量范围：1X103-1X108。
[0083] 所述非金属管式换热器16中换热管的垂直于烟气流向的横排管排数范围为 100-1500排；换热管的平行于烟气流向的纵排管排数范围为10-120排。
[0084] 所述非金属管式换热器16中进口烟气温度为100-200 °C，出口烟气温度为 60-140°C;循环水输入温度为30-60°C，输出温度为40-100°C;非接触式冷却器19中冷凝水 或给水输入温度为l〇_5〇°C，输出温度为30-100°C。
[0085] 所述非金属管式换热器16入口处烟气流量范围为10000-6000000m3/h。
[0086] 所述非金属管式换热器16入口处烟道分为9个区域（如图14所示），非金属管式 换热器16对烟道内各个区域的风速要求为：区域1的风速范围为l-30m/s，区域2的风速 范围为l_30m/s，区域3的风速范围为l-30m/s，区域4的风速范围为l-30m/s，区域5的风 速范围为l_30m/s，区域6的风速范围为l-30m/s，区域7的风速范围为l-30m/s，区域8的 风速范围为l-30m/s，区域9的风速范围为l-30m/s;9个区域最大最小风速之差不能超过 最大风速的30%。
[0087] 所述非金属管式换热器16的外观尺寸范围为矩形：长1-20米、宽1-20米；圆形： 半径1-15米。
[0088] 实施例2
[0089] 如图3所示，本实施例的余热回收系统与实施例1在非金属管式换热器16与非接 触式冷却器19的布置上相同，只是冷凝水从汽轮机8#低压加热器引出，被加热后送入7# 低压加热器，节省了 8#加热器中的蒸汽。
[0090] 实施例3
[0091] 如图4所示，本实施例的余热回收系统与实施例1、实施例2在非金属管式换热器 16与非接触式冷却器19的布置上相同，只是给水从汽轮机7#低压加热器引出，在被加热后 送入6#低压加热器，节省了 7#加热器中的蒸汽。
[0092] 实施例4
[0093] 如图5所示，一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉1、SCR脱硝塔2、空 气预热器3、静电除尘器4、引风机5、增压风机6、脱硫塔7、烟囱8,在脱硫塔7的上游方向 布置余热回收系统。所述余热回收系统包括汽轮机模块、非金属管式换热器16、余热系统冲 洗水泵17、余热系统循环水管道18、非接触式冷却器19和余热系统冲洗水喷头20。所述汽 轮机模块包括除氧器28、轴封加热器11、冷凝器12、汽轮机低压缸13、汽轮机中压缸14、汽 轮机高压缸15及各级加热器（如图中1#，2#等）。
[0094] 中温换热器29布置于空气预热器3与静电除尘器4之间的烟道上。所述中温换 热器29的管程为从汽轮机7#低压加热器出口引出的给水，壳程为锅炉尾部的高温烟气，给 水在换热后送入汽轮机模块的除氧器28。非金属管式换热器16布置于增压风机6与脱硫 塔7之间的烟道上，所述非金属管式换热器16管程为来自非接触式冷却器19出口的循环 水，壳程为锅炉尾部的高温烟气。在送风机9后的风道上布置非接触式冷却器19,所述非接 触式冷却器19与非金属管式换热器16组成闭式水循环回路，非接触式冷却器19的管程为 来自非金属管式换热器16出口的循环水，壳程为来自风机的冷风。循环水在非接触式冷却 器19处加热来自送风机的冷风，换热后循环水被送回非金属管式换热器16中。
[0095] 中温换热器29进口烟气温度为140-200°C，出口烟气温度为90-120°C，烟气流量 范围为50000-6000000Nm3/h;输入给水温度为30-120 °C，输出给水温度为60-150 °C，给水 流量范围为 20000-6000000kg/h。
[0096] 工作时，高温烟气在非金属管式换热器16处被冷却，循环水携带回收的余热流向 非接触式冷却器19,送风机9后的冷风被循环水加热至一定温度后送入空气预热器3,冷风 温度的升高使空气预热器3后的烟气温度上升。升温后的高温烟气在中温换热器29处被 从6#低压加热器入口引出的给水冷却，给水携带回收的热量汇入5#加热器出口的给水中， 从而节省了 5#、6#加热器中的汽轮机蒸汽，被节省的蒸汽在汽轮机做功后提高了系统的电 功率，实现了烟气余热的利用。
[0097] 实施例5
[0098] 如图6所示，本实施例的余热回收系统与实施例4在中温换热器29的布置上相 同，只是给水从汽轮机6#低压加热器出口处引出，在被加热后送入除氧器14,节省了 5#加 热器的蒸汽。
[0099] 实施例6
[0100] 如图7所示，本实施例的余热回收系统与实施例4、实例5在金属换热器29的布置 上相同，只是给水从汽轮机7#低压加热器出口处引出，在被加热后送入5#加热器，节省了 6#加热器中的汽轮机蒸汽。
[0101] 实施例7
[0102] 如图8所示，一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉1、SCR脱硝塔2、空 气预热器3、静电除尘器4、引风机5、增压风机6、脱硫塔7、烟囱8,在脱硫塔7的上游方向 布置余热回收系统。所述余热回收系统包括汽轮机模 块、非金属管式换热器16、余热系统冲 洗水泵17、余热系统循环水管道18、非接触式冷却器19和余热系统冲洗水喷头20。所述汽 轮机模块包括除氧器28、轴封加热器11、冷凝器12、汽轮机低压缸13、汽轮机中压缸14、汽 轮机高压缸15及各级加热器（如图中1#，2#等）。
[0103] 烟气旁路布置SCR脱硝塔2与静电除尘器4之间，烟气旁路进口布置于SCR脱硝 塔2与空气预热器3之间的烟道上，烟气旁路出口于空气预热器3与静电除尘器4之间的 烟道上。高温换热器30布置于旁路烟道进口侧，管程为从汽轮机3#高压加热器进口引出 的给水，壳程为高温烟气，给水被加热后送入锅炉1中。中温换热器31布置于旁路烟道出 口侧，管程为从汽轮机6#低压加热器出口引出的给水，壳程为高温烟气，给水被加热后送 入汽轮机模块的除氧器14中。非金属管式换热器16布置于增压风机6与脱硫塔7之间的 烟道上，非金属管式换热器16管程为来自非接触式冷却器19出口的循环水，壳程为锅炉尾 部的高温烟气。非接触式冷却器19布置于送风机9后的风道处，管程为来自非金属管式换 热器16出口的循环水，壳程为来自风机的冷风。在非金属管式换热器16处被加热的循环 水流经非接触式冷却器19,用于加热送风机9后的冷风，被加热的冷风进空气预热器3。
[0104] 烟气旁路引出口高热品位烟气温度为200-400°C，烟气旁路汇入口烟气温度为 90-150°C，烟气流量范围为10000-2000000Nm3/h;高温换热器30、中温换热器31输入给水 温度为130_260°C，输出给水温度为150-300°C，给水流量范围为20000-6000000kg/h。
[0105] 工作时，高温烟气在非金属管式换热器16处被冷却，循环水携带回收的余热分别 送至非接触式冷却器19。送至非接触式冷却器19部分的余热用于加热来自送风机9的冷 风，冷风在被加热后送至空气预热器3。为保持空气预热出口烟气与热风的温度参数不变， 在空气预热器3前的烟道上设置烟气旁路，分流的烟气用于在高温换热器30、中温换热器 31处加热分别从3#、5#加热器进口引出的给水，给水被加热后分别汇入1#、5#加热器出口 的给水，从而节省了 1#、2#、3#加热器与5#加热器内的汽轮机蒸汽，提高了系统的电功率， 实现了烟气余热的利用。
[0106] 实施例8
[0107] 如图9所示，本实施例的余热回收系统与实施例7在换热器的布置上相同，只是高 温金属换热器中被加热的给水从汽轮机3#高压加热器出口引出，在被加热后汇入1#出口 给水，节省了 1#、2#加热器内的汽轮机蒸汽。
[0108] 实施例9
[0109] 如图10所示，本实施例的余热回收系统与实施例7、实施例8在换热器的布置上相 同，只是高温金属换热器中被加热的给水从汽轮机2#高压加热器出口引出，在被加热后汇 入1#出口加热器给水，节省了 1#加热器内的汽轮机蒸汽。
[0110] 实施例10
[0111]图11、12所示，一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉1、SCR脱硝塔2、 空气预热器3、静电除尘器4、引风机5、增压风机6、脱硫塔7、烟囱8,在脱硫塔7后布置除 尘系统。所述除尘系统包括液膜除尘器21和非接触式冷却器25,所述液膜除尘器21和非 接触式冷却器25组成闭式循环回路，循环回路中循环水在液膜除尘器21内吸热后在非接 触式冷却器25中对冷源水放热。所述液膜除尘器21中循环水为除盐水，非接触式冷却器 25中冷源水取用中水或经初步过滤处理、含泥沙或其它杂质的海水。
[0112] 所述除尘系统还包括凝结水处理装置22、冲洗水管24、冲洗水喷头27。液膜除尘 器21垂直于烟道方向布置，其进水端与除尘器进水管道37连通，出水端与除尘器出水管道 44连通；33为人工测孔，个数为3 ;38、35和43分别为测量冷源水、烟气和循环水温的温度 计；32为凝结水管道；41、40、34分别为电磁流量计、阀门和烟气压力计。
[0113] 优先的，所述非接触式冷却器25为管壳式换热器，管程为循环水，壳程为冷源水。
[0114] 所述液膜除尘器21的进水端与液膜除尘器进水管道37连通，所述液膜除尘器21 的出水端与液膜除尘器出水管道44连通；所述非接触式冷却器25的热源进水端与液膜除 尘器出水管道44连通，所述非接触式冷却器25的热源出水端与液膜除尘器进水管道37连 通；所述非接触式冷却器25的冷源进水端与冷却器进水管道26连通，所述非接触式冷却器 25的冷源出水端与冷却器出水管道42连通。
[0115] 所述液膜除尘器21中换热管均采用氟塑料或聚丁烯材料制成；换热管的管外径 与壁厚之比均为10:0. 8-10:1. 2。
[0116] 所述氟塑料的表面接触角为：95° -115° ;所述氟塑料的化学通式为：
[0117]
[0118] 所述化学通式中：m为50-100,n为1 ;
[0119] 所述氟塑料的分子量范围：1X103-1X108。
[0120] 所述液膜除尘器21中换热管的垂直于烟气流向的横排管排数范围为100-1500 排；换热管的平行于烟气流向的纵排管排数范围为10-120排。
[0121] 所述液膜除尘器21入口处烟气温度为1-70°C，出口处烟气温度为1_70°C。
[0122] 所述液膜除尘器21入口处烟气流量范围为10000-6000000m3/h
[0123] 所述液膜除尘器21入口处烟道分为9个区域，液膜除尘器对烟道内各个区域的风 速要求为：区域1的风速范围为l_20m/s，区域2的风速范围为l-20m/s，区域3的风速范围 为l-20m/s，区域4的风速范围为l-20m/s，区域5的风速范围为l-20m/s，区域6的风速范 围为l-20m/s，区域7的风速范围为l-20m/s，区域8的风速范围为l-20m/s，区域9的风速 范围为l_20m/s;9个区域最大最小风速之差不能超过最大风速的30%。
[0124] 所述液膜除尘器21的外观尺寸范围为矩形：长1-20米、宽1-20米；圆形：半径 1-15 米。
[0125] 所述液膜除尘器21中换热介质输入温度为1_50°C;输出温度为1_60°C，流量范围 为 20000-6000000kg/h。
[0126] 实施例11
[0127]图13所示，一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉1、SCR脱硝塔2、空气 预热器3、静电除尘器4、引风机5、增压风机6、脱硫塔7、烟囱8,在脱硫塔7的上游方向布 置余热回收系统，在脱硫塔7后布置除尘系统。所述余热回收系统的结构如实施例1-9中 所示，所述除尘系统的结构与实施例10相同。
[0128] 上述实施例并非【具体实施方式】的穷举，还可有其他的实施例，上述实施例目的在 于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本 发明的保护范围内。
[0129] 此专利说明书使用实例去展示本发明，其中包括最佳模式，并且使熟悉本领域的 技术人员制造和使用此项发明。此发明可授权的范围包括权利要求书的内容和说明书内的
【具体实施方式】和其它实施例的内容。这些其它实例也应该属于本发明专利权要求的范围， 只要它们含有权利要求相同书面语言所描述的技术特征，或者它们包含有与权利要求无实 质差异的类似字面语言所描述的技术特征。
[0130] 所有专利，专利申请和其它参考文献的全部内容应通过引用并入本申请文件。但 是如果本申请中的一个术语和已纳入参考文献的术语相冲突，以本申请的术语优先。
[0131] 本文中公开的所有范围都包括端点，并且端点之间是彼此独立地组合。
[0132] 需要注意的是，"第一"，"第二"或者类似词汇并不表示任何顺序，质量或重要性， 只是用来区分不同的技术特征。结合数量使用的修饰词"大约"包含所述值和内容上下文 指定的含义。（例如：它包含有测量特定数量时的误差）。
【主权项】
1. 一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉、空气预热器、风机、静电除尘器和 脱硫塔，其特征在于：在脱硫塔的上游方向布置余热回收系统；或者在脱硫塔后布置除尘 系统；或既在脱硫塔的上游方向布置余热回收系统又在脱硫塔后布置除尘系统。2. 根据权利要求1所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述余热回 收系统，将锅炉尾部高温烟气中的热量回收，通过加热汽轮机冷凝水或给水，将回收的热量 送至下列三项中的任一项或任意组合之中：汽轮机低压加热器、汽轮机高压加热器和除氧 器。3. 根据权利要求2所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述余热回 收系统包括非金属管式换热器和非接触式冷却器，所述非金属管式换热器与非接触式冷却 器组成闭式水循环回路。4. 根据权利要求2所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金属 管式换热器处回收的热量可通过直接或者间接的利用方式用于加热汽轮机冷凝水或给水。5. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金属 管式换热器布置于烟道上，管程为来自非接触式冷却器出口的循环水，壳程为锅炉尾部的 高温烟气。6. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非接触 式冷却器布置于非金属管式换热器与汽轮机加热器之间或布置在风机与空气预热器之间 的风道上，管程为来自非金属管式换热器出口的循环水，壳程为来自冷凝器的冷凝水或加 热器的给水 ，或者为来自风机的冷风。7. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金属 管式换热器中换热管均采用氟塑料或聚丁烯材料制成；换热管的管外径与壁厚之比均为 10:0. 8-10:1. 2〇8. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金属 管式换热器中换热管的垂直于烟气流向的横排管排数范围为100-1500排；换热管的平行 于烟气流向的纵排管排数范围为10-120排。9. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金属 管式换热器入口处烟气温度范围为1-200°C，出口处烟气温度范围为1-140°C。10. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金 属管式换热器壳程入口处烟气流量范围为10000-6000000Nm3/h，管程循环水流量范围为 10000-6000000kg/h〇11. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金 属管式换热器入口处烟道分为9个区域，非金属管式换热器对烟道内各个区域的风速要 求为：区域1的风速范围为l_30m/s，区域2的风速范围为l-30m/s，区域3的风速范围为 l-30m/s，区域4的风速范围为l-30m/s，区域5的风速范围为l-30m/s，区域6的风速范围 为l-30m/s，区域7的风速范围为l-30m/s，区域8的风速范围为l-30m/s，区域9的风速范 围为l-30m/s ;9个区域最大最小风速之差不能超过最大风速的30%。12. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非金属 管式换热器的外观尺寸范围为矩形：长1-20米、宽1-20米；圆形：半径1-15米。13. 根据权利要求3所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述非接触 式冷却器中循环水输入温度范围为1-50°C ;输出温度范围为1-100°C。14. 根据权利要求7所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述氟塑料 的表面接触角为：95° -115° ;所述氟塑料的化学通式为：所述化学通式中：m为50-100, η为1 ; 所述氟塑料的分子量范围= IXlO3-I X 1〇8。15. 根据权利要求4所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述直接利 用方式为回收的余热在非接触冷却器处直接用于加热来自冷凝器的冷凝水或者加热器的 给水。16. 根据权利要求4所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述间接利 用方式为回收的余热在非接触式冷却器处用于加热冷风，热量在送入空气预热器后置换出 高热品位烟气，并使用此高热品位烟气加热来自冷凝器的冷凝水或者加热器的给水。17. 根据权利要求15所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述直 接利用方式中非金属管式换热器中进口烟气温度范围为100-200°C，出口烟气温度范围为 60-140°C，烟气流量范围为50000-6000000Nm3/h ;循环水输入温度范围为30-60°C，输出温 度范围为40-100°C，流量范围为20000-6000000kg/h ;非接触式冷却器中冷凝水或给水输 入温度范围为10_50°C，输出温度范围为30-100°C，流量范围为20000-6000000kg/h。18. 根据权利要求16所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：置换具有 高热品位烟气包括两种实施方法，实施方法一为在空气预热器烟气进口前设置烟气旁路， 在不改变空气预热器进出口烟气温度参数的前提下分离部分烟气用于加热来自冷凝器的 冷凝水或者加热器的给水；实施方法二为提高空气预热器出口的高温烟气温度，用于直接 加热来自冷凝器的冷凝水或者加热器的给水。19. 根据权利要求18所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述实施 方法一在空气预热器进口前布置烟气旁路引出口，在静电除尘器进口前布置烟气旁路汇入 口，在烟气旁路上设置高温换热器和中温换热器。20. 根据权利要求18所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述实施 方法二在空气预热器与静电除尘器之间的烟道上设置中温换热器。21. 根据权利要求19所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述高温 和中温换热器管程为来自加热器的给水，壳程为高温烟气。22. 根据权利要求19所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述实 施方法一中，烟气旁路引出口高热品位烟气温度范围为200-400°C，烟气旁路汇入口烟 气温度范围为90-150°C，烟气流量范围为10000-2000000Nm3/h ;高温换热器、中温换热 器输入给水温度范围为130-260 °C，输出给水温度范围为150-300 °C，给水流量范围为 20000-6000000kg/h〇23. 根据权利要求20所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述高温 换热器管程为来自冷凝器的冷凝水或者加热器的给水，壳程为高温烟气。24. 根据权利要求20所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述实施 方法二中，中温换热器进口烟气温度范围为140-200°C，出口烟气温度范围为90-140°C，烟 气流量范围为50000-6000000Nm3/h ;输入给水温度范围为30-120°C，输出给水温度范围为 60-150°C，给水流量范围为 20000-6000000kg/h。25. 根据权利要求1所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述除尘系 统包括液膜除尘器和非接触式冷却器，所述液膜除尘器和非接触式冷却器组成闭式循环回 路，循环回路中循环水在液膜除尘器内吸热后在非接触式冷却器中对冷源水放热。26. 根据权利要求25所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器垂直于烟道方向布置；所述非接触式冷却器为管壳式换热器，管程为循环水，壳程为 冷源水。27. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器的进水端与液膜除尘器进水管道连通，所述液膜除尘器的出水端与液膜除尘器出水 管道连通；所述非接触式冷却器的热源进水端与液膜除尘器出水管道连通，所述非接触式 冷却器的热源出水端与液膜除尘器进水管道连通；所述非接触式冷却器的冷源进水端与冷 却器进水管道连通，所述非接触式冷却器的冷源出水端与冷却器出水管道连通。28. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器中循环水为除盐水，所述非接触式冷却器中冷源水为中水或海水。29. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液 膜除尘器中换热管均采用氟塑料或聚丁烯材料制成；换热管的管外径与壁厚之比均为 10:0. 8-10:1. 2〇30. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器中换热管的垂直于烟气流向的横排管排数范围为100-1500排；换热管的平行于烟 气流向的纵排管排数范围为10-120排。31. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器入口处烟气温度范围为1-70°C，出口处烟气温度范围为1-70°C ;管程冷源水流量范 围为 10000-6000000kg/h。32. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器中冷源水输入温度为1_50°C ;输出温度为1_60°C，流量范围为20000-6000000kg/h。33. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器入口处烟道分为9个区域，液膜除尘器对烟道内各个区域的风速要求为：区域1的风 速范围为l_20m/s，区域2的风速范围为l-20m/s，区域3的风速范围为l-20m/s，区域4的 风速范围为l-20m/s，区域5的风速范围为l-20m/s，区域6的风速范围为l-20m/s，区域7 的风速范围为l_20m/s，区域8的风速范围为l-20m/s，区域9的风速范围为l-20m/s ;9个 区域最大最小风速之差不能超过最大风速的30%。34. 根据权利要求26所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述液膜 除尘器的外观尺寸范围为矩形：长1-20米、宽1-20米；圆形：半径1-15米。35. 根据权利要求29所述的节能低尘排放燃煤火力发电系统，其特征在于：所述氟塑 料的表面接触角为：95° -115° ;所述氟塑料的化学通式为：所述化学通式中：m为50-100, η为1 ; 所述氟塑料的分子量范围= IXlO3-I X 1〇8。
【专利摘要】本发明涉及一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，包括锅炉、脱硫塔和静电除尘器，其特征在于：在脱硫塔的上游方向布置余热回收系统，在脱硫塔后布置除尘系统；或在脱硫塔的上游方向布置余热回收系统；或者在脱硫塔后布置除尘系统；所述余热回收系统，将锅炉尾部高温烟气中的热量回收，并送至汽轮机加热器中，通过节省加热器的抽汽量实现烟气余热的综合利用。本发明提供一种节能低尘排放燃煤火力发电系统，通过余热回收系统和除尘系统，达到真正意义上的清洁排放，且简单、可靠、高效。
【IPC分类】F28D7/00, F23J15/06, F28F21/06, F23J15/00, F23L15/00
【公开号】CN104896492
【申请号】CN201510315237
【发明人】郭桦, 刘汉强, 梁凌, 孙振新, 陈毅伟, 李庚达
【申请人】国电新能源技术研究院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月10日
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