Котельная установка Советский патент 1992 года по МПК F22B33/00 

сл С

Использование: на тепловых электростанциях для получения экологически чистых процессов сжигания топлива. Сущность изобретения: уходящие из котла дымовые газы после экономайзера глубоко охлаждаются в горячей ступени газового теплообменника 3 и воздухоподогревателе 4 со встроенным в него дополнительным экономайзером 8 и после электрофильтра 9 и аппарата сероочистки 10, подсушенные воздухом, подаваемым по воздуховоду 7, дымососом 11 подаются в холодную ступень 12 газо-газового теплообменника и, затем в горячую ступень 3 газо-газового теплообменника для нагрева до температурыдребу- емой для каталитической азотоочистки. Очищенные и охлажденные газы дымососом 16 выбрасываются через дымовую трубу 17 в окружающую среду. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

17

xi о со

00

о

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях, особенно работающих на твердом топливе.

Известна котельная установка, содержащая котел, после экономайзера которого по ходу газов последовательно включен горячий золоуловитель, устройство для подавленияоксидовазота, воздухоподогреватель, холодный золоуловитель и сероочистка с нагревателем уходящих газов перед их выбросом в дымовую трубу.

Недостатком этой установки является необходимость иметь двухступенчатый золоуловитель, горячая часть которого работает в тяжелых условиях высоких температур и при высокозольных углях не может обеспечить требуемое низкое содержание золы перед устройством для подавления оксидов азота, что уменьшает срок службы и надежность работы установки.

Известна котельная установка, содержащая котел, после экономайзера которого по ходу дымовых газов; последовательно установлены высокотемпературная ступень воздухоподогревателя, греющий тракт газогазового теплообменника, электрофильтр, устройство для очистки дымовых газов от оксидов серы, нагреваемый тракт газового теплообменника, устройство для очистки газов от оксидов азота, низкотемпературная ступень воздухоподогревателя, соединенная с дымовой трубой. Газо-газовый теплообменник и низкотемпературная ступень воздухоподогревателя оснащены рециркуляционными трактами, соответственно, газовым и воздушным. Низкотемпературная ступень воздухоподогревателя оснащена системой водовоздушных теплообменников.

Недостатками этой установки являются компоновочный отрыв низкотемпературной ступени воздухоподогревателя как по газам, так и по воздуху, от собственно котла, увеличенные расходы газов через низкотемпературную ступень воздухоподогревателя, обусловленные большими присосами воздуха в электрофильтрах и установках азото- и сероочистки, что затрудняет их охлаждение ограниченным расходом дутьевого воздуха, в связи с чем этот воздухоподогреватель приходится обвязывать сложной дорогостоящей системой воздуховодяных теплообменников, пониженная экономичность энергоблока, определяемая большим отбором низкопотенци- ального тепла от низкотемпературного воздухоподогревателя и неэффективным сбросом его а конденсат системы регенеративного подогрева турбины.

Целью изобретения является упрощение, удешевление и повышение экономичности экологически чистой котельной установки.

На фиг. 1 представленных чертежей показана схема включения специального оборудования котельной установки в соответствии с данным изобретением; на фиг. 2 - вариант котельной установки фиг. 1.

0 Котельная установка содержит включенные последовательно по ходу дымовых газов котел 1 с экономайзером 2, греющий тракт высокотемпературной ступени 3 газо-газо- вого теплообменника (П ТО), воздухоподог5 реватель 4, оснащенный дутьевым вентилятором 5, линией рециркуляции с рециркуляционным вентилятором 6 и воздуховодом 7 избыточного воздуха, встроенный в рассечку воздухоподогревателя 4 дополни0 тельный (турбинный) экономайзер 8, электрофильтр 9, установку сероочистки 10. после которой установлен дымосос 11, подающий очищенные от золы и оксидов серы дымовые газы в нагреваемый тракт первой

5 ступени 12 газо-газового теплообменника и второй высокотемпературной ступени его 3, которая соединена газоходом 13 при наличии байпасной линии с регулирующим клапаном 14 с устройством азотоочистки 15.

0 Последняя присоединена газоходом к греющему тракту первой ступени 12 ГТТО, откуда дымовые газы отсасываются дымососом 16 в дымовую трубу 17,

Котельная установка работает следую5 щим образом.

Уходящие из котла дымовые газы, содержащие золу, оксиды серы и азота после экономайзера 2, глубоко охлаждаются во второй ступени 3 газо-газового теплообмен0 ника и воздухоподогревателе 4 со встроенным в него дополнительным (турбинным) экономайзером 8. Это необходимо и для эффективной очистки газов в электрофильтрах 9 от золы. Желательная температура

5 газов составляет не выше 100°С. Поскольку дымовые газы после экономайзера содержат минимальные присосы воздуха, то их объем мало отличается от расчетного теоретического. Поэтому глубокое охлаждение их

0 осуществить удается сравнительно просто с минимальным отбором тепла на сторону. После электрофильтров 9 газы поступают в аппараты сероочистки 10, где очищаются от оксидов серы, теряя в мокрой сероочистке

5 почти все оставшееся в них тепло. Однако поскольку ранее при глубоком охлаждении уходящих газов от них отобрана значительная часть тепла для полезного нагрева сред, то эта потеря сравнительно умерена. После сероочистки 10 газы подсушивают и немного подогревают избыточным воздухом, подаваемым в газоход из воздухоподогревателя 4 по воздуховоду 7, и подают дымососом 11 в первую ступень 12 газогазового теплообменника, где они получают основной нагрев примерно до температуры 300°С. Затем они догреваются уходящими из котла газами до требуемой для каталитической азотоочистки температуры 350°С во второй ступени 3 газо-газового теплообменника. Регулирование этой температуры осуществляют изменением расхода нагреваемых газов при помощи регулирующего клапана 14. Нагретые до 350°С дымовые газы поступают в аппараты каталитической азотоочистки 15, после которых используются для регенеративного подогрева газов в газо-газовом теплообменнике первой ступени 12. Затем дымососом 16 очищенные и охлажденные газы выбрасывают через дымовую трубу 17 в окружающую среду.

Глубокое охлаждение уходящих газов .обеспечивает высокий КПД котла и минимальные потери тепла в установках мокрой сероочистки. Вследствие практического отсутствия присосов воздуха в уходящих газах котла глубокое охлаждение уходящих газов удается обеспечить в основном нагревом дутьевого воздуха и догревом дымовых газов перед азотоочисткой во второй ступени ГТТО, остальной отбор тепла осуществляют в гурбиином экономайзере в о- раниченном количестве и с достаточно высоким потенциалом, так что экономичность турбины при уменьшении соответствующего отбора пара на регенерацию мало понижается. В результате при безвозвратных-затратах тепла на азотоочистку порядка 3% топлива перерасход топлива на блок составляет всего 1 %. Одновременно, благодаря уменьшению отборов пара на регенерацию, растет мощность блока при неизменной паропроизво- дительности котла. Расположение воздухоподогревателя непосредственно за котлом удешевляет и упрощает его газоходы и воздуховоды. Расположение газо-газового теплообменника первой ступени в хвосте котельной установки упрощает и удешевляет его газоходы.

Особенностью котельной установки является выполнение экономайзера двухступенчатым с горячей 2а и холодной 26 ступенями, и включение греющего тракта горячей ступени 3 газо-газового теплообменника на байпасе газопровода холодной ступени 26 водяного экономайзера. Такое решение позволило устранить компоновочный отрыв горячей ступени 4 газового теплообменника от его холодной ступени. Соединительные газоходы 18 и 19, соединяющие горячую ступень 3 газо-газового теплообменника с газовым трактом котла 1. в один из которых вмонтирован регулирующий клапан 14, транспортируют только часть уходящих дымовых газов, что позволило существенно уменьшить их габариты и стоимость изготовления.

Работает котельная установка следующим образом.

0 Уходящие газы котла 1 обеспечивают требуемый нагрев воды в горячей ступени 2а водяного экономайзера. Затем поток дымовых газов при более высокой температуре, чем в установке по фиг. 1 раздваивается,

5 одна часть его используется для нагрева воды в холодной ступени 26 водяного экономайзера, другая отводится газоходом 18 с регулирующим клапаном 14 в горячую ступень 3 газо-газового теплообменника и га0 зоходом 18 возвращается в газовый тракт котла 1 после холодной ступени 3 водяного экономайзера. Далее газы последовательно проходят воздухоподогреватель 4 с установленным а него рассечку дополнитель5 ным (трубным) экономайзером 8, и глубоко охлажденные поступают в электрофильтр 9 и установку сероочистки 10. После сероочистки 10 газы подсушивают и немного нагре- вают избыточным, горячим воздухом,

0 подаваемым по воздуховоду 7. и дымососом 11 подаются в нагреваемый тракт холодной ступени 12 газо-газового теплообменника, его горячую ступень 3 и установку азотоочистки 15, Нагретые в горячей ступени 3 газо5 газового теплообменника до требуемой температуры газы освобождаются от окис- - лов азота в установке 15 и поступают в греющий тракт холодной ступени 12 газо-газового теплообменника. Здесь газы

0 отдают свое тепло прошедшим сероочистку газам, и охлажденные отсасываются дымососом 16 в дымовую трубу 17. Дутьевой воздух вентилятором 5 подается на вход воздухоподогревателя 4 с подмешиванием

5 к нему нагретого воздуха, подаваемого рециркуляционным вентилятором 6. При глубоком охлаждение дымовых газов в воздухоподогревателе 4 и турбинном экономайзере 8 эта мера защищает его от корро0 зии.

Такой вариант котельной установки позволяет уменьшить габариты соединительных газоходов за счет существенного уменьшения расхода газа при более высо5 кой его температуре и снизить за счет этого затраты на их изготовление.

Формула изобретения 1. Котельная установка, содержащая установленные в газоходе экономайзер, многоступенчатый воздухоподогоевзтель с

высокотемпературной и низкотемпературной ступенями и многоступенчатый газо-га- зовыйтеплообменник, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения металлоемкости и повышения экономичности, последняя по нагреваемому газу ступень газо-газового теплообменника установлена в газоходе между экономайзером и воздухоподогревателем.

пенчатым - с горячей и холодной ступенями, при этом холодная ступень по греющему тракту включена в газоход параллельно последней ступени газо-газового теплообменника.

фиг. 2