[0001] 本发明涉及一种用于从来自发电厂的锅炉烟气回收热量的热回收利用系统。

[0002] 日本专利申请公开出版物第2001-239129号和日本专利申请公开出版物第2006-308269号已经公开了在锅炉烟气处理管路中的脱硫设备或集尘器上游设置用于从锅炉烟气回收热量的热回收单元。日本专利申请公开出版物第2001-239129号描述了通过用由该热回收单元回收的热量加热锅炉供水来提高锅炉的热效率。此外，日本专利申请公开出版物第2006-308269号描述了在用由热回收单元回收的热量加热汽轮机的冷凝水之后将水供应给锅炉并将用由热回收设备回收的热量预加热的空气供应给锅炉。

[0003] 现有技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本专利申请公开出版物第2001-239129号

[0006] 专利文献2：日本专利申请公开出版物第2006-308269号

[0019] 在下文中，将参照附图描述本发明的热回收利用系统的一个实施例。本发明不局限于该实施例。

[0020] 如图1所示，本实施例的热回收利用系统包括用于发电的锅炉11、用于从该锅炉的烟气回收热量的热回收单元13、用于在热回收之后从烟气清除烟尘的集尘器单元14、用于在清除烟尘之后从烟气清除氧化硫的脱硫单元15和用于在脱硫之后将烟气排放到大气中的烟囱17。锅炉烟气在里面流动的烟气通道12设置在锅炉11、热回收单元13、脱硫单元15以及烟囱17之间的每一个部分中。

[0021] 虽然未示出，但是该系统包括被来自锅炉11的蒸汽操作的汽轮机和用于通过来自汽轮机的驱动力发电的发电机。另外，该系统还可以包括用于通过冷却对来自汽轮机的排汽进行冷凝的冷凝器和用于加热该冷凝水并将所述冷凝水供应到锅炉11的加热器。加热器还可以包括通过从汽轮机提取的低压蒸汽加热的第一加热器和通过从汽轮机提取的高压蒸汽加热的第二加热器。

[0022] 虽然未示出，但是烟气通道12可以包括用于通过使用锅炉11与热回收单元13之间的烟气作为热源预热供应给锅炉11的空气的空气预热器。不同于图中所示的那样，集尘器单元14可以设置在锅炉11(如果设置空气预热器，则为空气预热器)与热回收单元13之间。

[0023] 热回收单元13包括在锅炉烟气的通道内的传热管，加热介质在所述传热管中流动以从锅炉烟气回收热量。为了利用回收热作为用于局部区域供热设施的热源，该系统包括用于在上述加热介质与用于局部区域供热设施的供水之间交换热量的热交换器21、加热介质循环管22、和供水管32，其中在所述加热介质循环管22中，加热介质在热交换器21与热回收单元13之间循环，用于局部区域供热设施的供水在所述供水管32中流动以通过热交换器21。

[0024] 加热介质循环管22设有用于给加热介质加压的循环泵23和用于将加热介质供应给该循环管的热介质箱25。供水管33包括用于将供水(低温水41)加压供给到热交换器侧的低温水泵33、存储被热交换器21加热的供水(高温水)以储蓄热量的蓄热器31和用于将来自蓄热器31的高温水加压供给到局部区域的高温水泵34。

[0025] 蓄热器31具有被供应有用于蓄热的上述高温水的高温水入口和被供应有温度低于预定温度的供水的低温水入口。该蓄热器31的低温水入口连接到低温水旁通管37，在不通过热交换器21加热的情况下所述低温水旁通管37将供水(低温水41)供给到蓄热器31。然后，在通过热交换器21之后将供水供给到低温水旁通管37的起动排放管35相对于热交换器21设置在供水管的下游侧。另外，将高温水供给到热交换器21的起动供水管36设置在供水管32中的高温水泵34的下游侧。

[0026] 在供水管32中，控制到热交换器21的供水(低温水)的量的阀51设置在低温水泵33的上游，控制用于局部区域供热设施的低温水的量的供水量调节阀52设置在低温水泵33与热交换器21之间，以及控制到蓄热器31的高温水入口的供水的量的阀53设置在起动排放管35的连接点与蓄热器31之间。起动排放管35设有控制到蓄热器31的低温水入口的供水的供应阀54。起动供应管36设有控制从热交换器31到热交换器21的高温水的供应的阀55。

[0027] 烟气通道12设有用于测量热回收单元13与脱硫单元15之间的烟气的温度的烟气温度计56和监视并控制烟气温度计的温度的远程监视控制单元57。加热介质循环管22在热交换器21下游设有测量加热介质的温度的加热介质温度计58和监视并控制热交换器21的加热介质温度计的温度的远程监视控制单元59。供水管32在热交换器21下游设有用于测量供水(高温水)的温度的供水温度计60和监视并控制供水温度计的温度的远程监视控制单元61。该系统通信地连接到这些远程监视控制单元，并包括控制起动供水阀52的供水的量的中央监视控制单元50。

[0028] 通过这种结构，在该系统起动时，首先，如图1所示，阀51和阀53关闭，然后阀54和阀55打开以通过高温水泵34将存储在蓄热器31中的具有例如75℃到100℃的温度的高温水供应给热交换器21。因此，虽然容纳在加热介质循环管22中的加热介质在起动之前具有20-40℃的低的温度，但是例如热交换器21能够将所述加热介质加热达到至少70℃(优选地70-90℃)以对热回收单元13进行暖机。

[0029] 接下来，锅炉11被起动，并且汽轮机(未示出)和发电机(未示出)两者被产生的蒸汽驱动以发电。同时，具有非常高温度的烟气被排放到烟气通道12中。在根据需要通过空气预热器(未示出)之后，锅炉烟气在具有例如120℃到160℃的温度的这种状态下被引入到热回收单元13中。热交换器13与被加热到预定温度的加热介质交换热量，并且在加热介质的温度减小到80-110℃之后，加热介质被引入到脱硫单元15中。然后，脱硫之后的锅炉烟气通过烟囱17被排放到大气中。

[0030] 如果在烟气被引入到脱硫单元15之前烟气温度在热回收单元13中在很大程度上被减小，则烟气中的腐蚀组分(例如，诸如硫酸的硫化物)达到露点，从而可能会发生设置在热回收单元13下游的设备和装置被腐蚀的问题。因此，通过初步加热热交换器21中的加热介质以使热回收单元13暖机达到预定温度，锅炉烟气的温度可以保持在预定温度。虽然传统地已经在发电厂中产生蒸汽以对热回收单元13进行暖机，但是本实施例不需要蒸汽并且进一步不需要诸如热交换器的设备或装置，用于通过该蒸汽加热热回收单元13中的加热介质的排放收集单元也不需要。

[0031] 另一方面，在加热热交换器21中的加热介质中使用的高温水的温度例如减小到30-50℃。因此，该水经由起动排放管35和低温旁通管37被引入到蓄热器31的低温入口。
高温水被从蓄热器31供应到热交换器21从而以上述方式使热回收单元13暖机，并且同时，可以供应高温水43以在作为局部供热设施的局部区域中进行加热等。用于加热等的低温水41经由低温旁通管37被收集到蓄热器31的低温入口。

[0032] 在热回收单元13的暖机完成之后，该系统正常操作。如图2所示，阀51和阀53打开，然后阀54和阀55关闭以将具有例如30-50℃的温度的低温水41的一部分作为局部区域供热设施的供水通过低温水泵33引入到热交换器21。引入到热交换器21的加热介质在正常操作时通过热回收单元13中的锅炉烟气被加热到例如100-120℃。因此，热交换器21能够将具有这种高温的低温水41加热达到例如75-100℃。加热的供水被引入到蓄热器
31的高温入口。

[0033] 加热后的供水作为用于加热等的高温水43从蓄热器31通过高温水泵34经由供水管32被供应给局部区域。虽然在热交换器21中已经加热低温水41的加热介质的温度降低到例如70-90℃，但是所述加热介质经由加热介质循环管22被再次引入到热回收单元13并被加热到预定温度。

[0034] 因为由于循环使用加热介质被减少或劣化，新鲜的加热介质可以从加热介质箱25被供应给加热介质循环管22。虽然加热介质不局限于任何具体的加热介质，但是优选的是使用锅炉供水或含有脱氧剂的纯水(去离子水)。

[0035] 此外，在正常操作时，优选的是保持加热介质循环管22中的热交换器21下游的加热介质的温度在例如70℃或更高。因此，通过加热介质温度计58和远程监视控制单元59测量和监视加热介质的温度，并且中央监视控制单元50控制供水量调节阀52以控制供应给热交换器21的低温水41的量。即，如果由加热介质温度计58测量的温度低于预定温度，则通过供水量调节阀52降低低温水41的流量以减小热交换器21中的热交换量，从而将加热介质的温度保持在预定温度。

[0036] 即使在起动操作时也可使用该供水调节阀52。根据由加热介质温度计58测量的加热介质的温度从低温达到预定温度的增加，可以通过供水调节阀52控制供应给热交换器21的高温水的流量。因此，可有效地使用存储在蓄热器31中的高温水。

[0037] 另外，优选地，烟气通道12中的热回收单元13下游的锅炉烟气的温度被保持在例如80℃或更高。因此，通过位于热回收单元13下游的烟气温度计56和远程监视控制单元57测量并监视热回收单元13下游的烟气的温度。如果由烟气温度计56测量的温度低于预定温度，则通过中央监视控制单元50控制供水量调节阀52以减小供应给热交换器21的低温水41的流量。因此，热交换器21中的热交换量降低，从而将锅炉烟气的温度保持在预定温度。

[0038] 在本实施例中，通过热交换器21中的低温水41的流量控制执行热回收单元13下游的锅炉烟气的温度控制。因此，不需要传统地设置在加热介质循环管中的用于加热介质的旁通管或用于旁通流量的控制阀。

[0039] 根据本发明，如图1和图2以及上述局部区域供热设施所示，干燥器45可以设置在供水管32中的高温水泵34的下游。干燥器45是干燥诸如稀释物(thinnings)、碎屑(chips)、谷壳、浆料(pulp)、原始垃圾和淤泥的设备。干燥器45设有将从干燥器排放的水供应回到蓄热器31的低温入口的干燥器排放管38和控制高温水到干燥器45的供应的阀39。

[0040] 利用这种结构，具有预定温度的高温水被供应给干燥器45以及局部区域，在局部区域，高温水可以用作用于干燥局部区域所产生的生物质的热源。虽然附图显示了其中设置局部区域供热设施和干燥器两者的情况，但是本发明可以应用到仅设置干燥器的情况。

[0041] 示例

[0042] 使用图1和图2显示的系统模拟热平衡。当锅炉烟气被引入热回收单元13时该锅炉烟气的温度设定到130℃，加热介质循环管22中的加热介质的温度被初始设定到35℃，用于局部区域供热设施的低温水41的温度被设定到40℃，以及存储在蓄热器31中的高温3
水的温度被初始设定到85℃。然后，锅炉烟气的流量被设定到1,200,000Nm/h，加热介质
3
循环管22中的加热介质的流量被设定到510m/h，以及存储在蓄热器31中的高温水的体积
3
被设定到100m。

[0043] 在系统起动时，使用来自蓄热器31的高温水。因此，具有70℃温度的加热介质可以被供应给热回收单元13。接下来，系统改变到正常操作。为了将热回收单元13下游的锅炉烟气的温度保持在85℃，具有75℃的加热介质被供应给热回收单元13。因此，加热介质通过与锅炉烟气的热交换被加热到110℃。通过将具有110℃温度的加热介质引入到热交3
换器21，流量为400m/h并具有40℃温度的低温水可以被加热达到足以作为用于局部区域供热设施的高温水的85℃。

[0044] 附图标记列表

[0045] 11：锅炉

[0046] 13：热回收单元

[0047] 14：集尘器

[0048] 15：脱硫单元

[0049] 17：烟囱

[0050] 21：热交换器

[0051] 22：加热介质循环管

[0052] 23：循环泵

[0053] 25：加热介质箱

[0054] 31：蓄热器

[0055] 32：供水管

[0056] 33：低温水泵

[0057] 34：高温水泵

[0058] 35：起动排放管

[0059] 36：起动供应管

[0060] 37：低温水旁通管

[0061] 38：干燥器排放管

[0062] 39：阀

[0063] 41：低温水

[0064] 43：高温水

[0065] 45：干燥器

[0066] 50：中央监视控制单元

[0067] 51，53，54，55：阀

[0068] 52：供水调节阀

[0069] 56：烟气温度计

[0070] 57，59，61：远程监视控制单元

[0071] 58：热介质温度计

[0072] 60：供水温度计