技术领域
[0001] 本发明属于余热应用技术领域，尤其涉及垃圾焚烧发电厂烟气余热利用系统及方法。
相关背景技术
[0002] 本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
[0003] 垃圾焚烧发电厂中，余热锅炉排烟温度通常190℃，经过烟气净化系统后通常150℃从烟囱排出。如果烟气净化系统采用的是陶瓷滤管一体化脱硝除尘装置，或SCR装置，由于通常在中低温脱硝催化剂之前增加烟气加热器(通常采用蒸汽或电作为热源加热烟气)，则排烟温度更高，通常可达180～220℃从烟囱排出。这些携带有巨大热量的烟气直接从烟囱排向大气，造成了巨大的能源浪费。
具体实施方式
[0068] 应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0069] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0070] 在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0071] 实施例一
[0072] 参见附图1所示，本实施例公开了垃圾焚烧发电厂烟气余热利用系统，包括：
[0073] 低温省煤器、两级烟气-闭式水换热器、闭式水-凝结水换热器、凝结水旁路、闭式水箱、闭式水-空气换热器及相关的风机、泵、阀及管道组成。
[0074] 低温省煤器位于给水泵与余热锅炉之间，闭式水-凝结水换热器位于凝结水泵与给水泵之间；
[0075] 余热锅炉出口的烟气先经过低温省煤器把给水由120～130℃加热到140～145℃，同时，烟气温度从190～230℃降低到170～210℃。通过把给水升温，可以提高余热锅炉出口的蒸发量，从而多发电。
[0076] 低温省煤器出口的烟气再通过第一级烟气-闭式水换热器将热量传递给闭式水，闭式水吸热升温后，再在闭式水-凝结水换热器中将热量传递给凝结水，将凝结水升温；
[0077] 在本方案中凝结水旁路与常规的低压加热器并联，当采用烟气余热利用系统时，可以减少低压加热器所用的汽轮机抽汽使用量，从而可以增加汽轮机组发电量，将烟气中余热回收利用起到了多发电的效果。
[0078] 当采用低温省煤器时，第一级烟气-闭式水换热器进口温度为170～210℃，其出口的烟气温度降低到140～180℃。
[0079] 烟气从第一级烟气-闭式水换热器出来后，再进入第二级烟气-闭式水换热器，在第二级烟气-闭式水换热器将热量传递给第二级闭式水，第二级闭式水吸热升温后，再在闭式水-空气换热器中将热量传递给空气，将空气升温，升温后的空气进入焚烧炉助燃。
[0080] 常规垃圾发电厂将空气升温采用的是蒸汽空预器，需要消耗大量高品质的蒸汽；本发明将空气先经过闭式水-空气换热器提升一定温度后再进入蒸汽空预器，可以减少蒸汽用量，从而将节省的蒸汽在汽轮机组中多发电。
[0081] 在另一实施例子中，本发明还公开了垃圾焚烧发电厂烟气余热利用系统，包括：
[0082] 低温省煤器、两级烟气-闭式水换热器及闭式水-凝结水换热器；
[0083] 低温省煤器位于给水泵与余热锅炉之间，闭式水-凝结水换热器位于凝结水泵与给水泵之间；
[0084] 所述余热锅炉出口的烟气先经过低温省煤器将给水加热，同时，烟气温度降低；
[0085] 所述低温省煤器出口的烟气再通过第一级烟气-闭式水换热器将热量传递给闭式水，闭式水吸热升温后，再在闭式水-凝结水换热器中将热量传递给凝结水，将凝结水升温；
[0086] 烟气从第一级烟气-闭式水换热器出来后，再进入第二级烟气-闭式水换热器，在第二级烟气-闭式水换热器将热量传递给第二级闭式水，第二级闭式水吸热升温后，再在闭式水-生活用水换热器中将热量传递给生活用水，将生活用水升温。
[0087] 将生活用水升温，升温后的生活用水可以用于洗浴、供暖、物料干燥加热等。
[0088] 通过第二级烟气-闭式水换热器，通常可以在第一级烟气-闭式水换热器出口烟温的基础上再降低烟温约20～30℃，从而实现了烟气余热的深度利用。
[0089] 在另一实施例子中，本发明还公开了垃圾焚烧发电厂烟气余热利用系统，包括：
[0090] 两级烟气-闭式水换热器及闭式水-凝结水换热器；
[0091] 闭式水-凝结水换热器位于凝结水泵与给水泵之间；
[0092] 余热锅炉出口的烟气直接进入第一级烟气-闭式水换热器加热闭式水，闭式水吸热升温后，再在闭式水-凝结水换热器中将热量传递给凝结水，将凝结水升温；
[0093] 烟气从第一级烟气-闭式水换热器出来后，再进入第二级烟气-闭式水换热器，在第二级烟气-闭式水换热器将热量传递给第二级闭式水，第二级闭式水吸热升温后，再在闭式水-空气换热器中将热量传递给空气，将空气升温，升温后的空气进入焚烧炉助燃。
[0094] 该实施例中，不采用低温省煤器，即余热锅炉出口的烟气直接进入第一级烟气-闭式水换热器加热闭式水。当不采用低温省煤器时，第一级烟气-闭式水换热器进口温度为190～230℃，其出口的烟气温度降低到160～200℃。
[0095] 在另一实施例子中，本发明还公开了垃圾焚烧发电厂烟气余热利用系统，包括：
[0096] 两级烟气-闭式水换热器及闭式水-凝结水换热器；
[0097] 闭式水-凝结水换热器位于凝结水泵与给水泵之间；
[0098] 余热锅炉出口的烟气直接进入第一级烟气-闭式水换热器加热闭式水，闭式水吸热升温后，再在闭式水-凝结水换热器中将热量传递给凝结水，将凝结水升温；
[0099] 烟气从第一级烟气-闭式水换热器出来后，再进入第二级烟气-闭式水换热器，在第二级烟气-闭式水换热器将热量传递给第二级闭式水，第二级闭式水吸热升温后，再在闭式水-生活用水换热器中将热量传递给生活用水，将生活用水升温。
[0100] 在另一实施例子中，本发明还公开了垃圾焚烧发电厂烟气余热利用系统，包括：
[0101] 取消第一级烟气-闭式水换热器及其相关系统，烟气-闭式水换热器及闭式水-凝结水换热器；
[0102] 将烟气直接经过第二级烟气-闭式水换热器，在第二级烟气-闭式水换热器将热量传递给第二级闭式水，第二级闭式水吸热升温后，再在闭式水-生活用水换热器中将热量传递给生活用水，将生活用水升温。
[0103] 升温后的生活用水可以用于洗浴、供暖等。常规生活用水是通过蒸汽热力机组加热生活用水，需要消耗大量高品质的蒸汽；本发明将烟气余热直接吸收用于加热生活热水，可以减少蒸汽用量，从而将节省的蒸汽在汽轮机组中多发电。由于烟气中仍含有一定的腐蚀性成分，酸露点较高，所以若采用凝结水或空气直接与烟气换热，则容易造成换热器腐蚀损坏。本发明采用闭式水作为中间媒介，通过控制闭式水温度将换热器壁温控制在酸露点之上，从而避免了低温腐蚀。再通过控制端差的方法将闭式水去加热凝结水或空气或生活用水，从而实现增加发电量、增加生活用水量的效果。
[0104] 上述实施例子中，中间媒介采用闭式水，也可采用其他媒介，中间媒介温度50～150℃。
[0105] 中间媒介采用闭式水时，50～95℃为优选温度区间。
[0106] 实施例子二
[0107] 本发明还公开了垃圾焚烧发电厂两炉一机烟气余热利用系统，包括：
[0108] 参见附图2(a)-图2(c)，两台炉的烟气余热利用分别加热凝结水的两段，两段闭式水-凝结水换热器并联或串联，其中，闭式膨胀水箱采用高位布置或采用低位布置加补水泵的方式；
[0109] 每台炉的烟气余热利用采用上述实施例子一中的具体的垃圾焚烧发电厂烟气余热利用系统利用余热。
[0110] 实施例子三
[0111] 本发明还公开了垃圾焚烧发电厂烟气余热利用方法，包括：
[0112] 余热锅炉出口的烟气先经过低温省煤器把给水由120～130℃加热到140～145℃，同时，烟气温度从190～230℃降低到170～210℃；
[0113] 低温省煤器出口的烟气再通过第一级烟气-闭式水换热器将热量传递给闭式水；
[0114] 闭式水吸热升温后，再在闭式水-凝结水换热器中将热量传递给凝结水，将凝结水升温；
[0115] 第一级烟气-闭式水换热器进口温度为170～210℃，其出口的烟气温度降低到140～180℃；
[0116] 烟气从第一级烟气-闭式水换热器出来后，再进入第二级烟气-闭式水换热器，在第二级烟气-闭式水换热器将热量传递给第二级闭式水，第二级闭式水吸热升温后，再在闭式水-空气换热器中将热量传递给空气，将空气升温，升温后的空气进入焚烧炉助燃。
[0117] 在另一实施例子中，垃圾焚烧发电厂烟气余热利用方法，包括：
[0118] 余热锅炉出口的烟气直接进入第一级烟气-闭式水换热器加热闭式水，闭式水吸热升温后，再在闭式水-凝结水换热器中将热量传递给凝结水，将凝结水升温；
[0119] 当采用低温省煤器时，低温省煤器的进口烟气温度为190～230℃，其出口的烟气温度降低到170～210℃；一级烟气-闭式水换热器的进口烟气温度为170～210℃，其出口的烟气温度降低到140～180℃；
[0120] 当不采用低温省煤器时，第一级烟气-闭式水换热器进口温度为190～230℃，其出口的烟气温度降低到160～200℃；
[0121] 烟气从第一级烟气-闭式水换热器出来后，再进入第二级烟气-闭式水换热器，在第二级烟气-闭式水换热器将热量传递给第二级闭式水，第二级闭式水吸热升温后，再在闭式水-空气换热器中将热量传递给空气，将空气升温，升温后的空气进入焚烧炉助燃。
[0122] 在另一实施例子中，垃圾焚烧发电厂烟气余热利用方法，包括：
[0123] 余热锅炉出口的烟气先经过低温省煤器把给水由120～130℃加热到140～145℃，同时，烟气温度从190～230℃降低到170～210℃；
[0124] 低温省煤器出口的烟气再通过第一级烟气-闭式水换热器将热量传递给闭式水；
[0125] 闭式水吸热升温后，再在闭式水-凝结水换热器中将热量传递给凝结水，将凝结水升温；
[0126] 第一级烟气-闭式水换热器进口温度为170～210℃，其出口的烟气温度降低到140～180℃；
[0127] 烟气从第一级烟气-闭式水换热器出来后，再进入第二级烟气-闭式水换热器，在第二级烟气-闭式水换热器将热量传递给第二级闭式水，第二级闭式水吸热升温后，再在闭式水-生活用水换热器中将热量传递给生活用水，将生活用水升温。
[0128] 在另一实施例子中，垃圾焚烧发电厂烟气余热利用方法，包括：
[0129] 余热锅炉出口的烟气直接进入第一级烟气-闭式水换热器加热闭式水，闭式水吸热升温后，再在闭式水-凝结水换热器中将热量传递给凝结水，将凝结水升温；
[0130] 当不采用低温省煤器时，第一级烟气-闭式水换热器进口温度为190～230℃，其出口的烟气温度降低到160～200℃；
[0131] 烟气从第一级烟气-闭式水换热器出来后，再进入第二级烟气-闭式水换热器，在第二级烟气-闭式水换热器将热量传递给第二级闭式水，第二级闭式水吸热升温后，再在闭式水-生活用水换热器中将热量传递给生活用水，将生活用水升温。
[0132] 在另一实施例子中，垃圾焚烧发电厂烟气余热利用方法，包括：
[0133] 将烟气直接经过第二级烟气-闭式水换热器，在第二级烟气-闭式水换热器将热量传递给第二级闭式水，第二级闭式水吸热升温后，再在闭式水-生活用水换热器中将热量传递给生活用水，将生活用水升温。
[0134] 应用案例：
[0135] 对于垃圾日处理量800t/h的垃圾电厂，余热锅炉末级过热器出口蒸汽流量约73.6t/h。利用低温省煤器吸收的烟气余热加热来自给给水泵后的给水，将给水温度由130℃提高到145℃，烟气温度从210℃降低到190℃，可提高蒸汽量约2.2t/h，提高发电功率约
3％。进一步，采用第一级烟气-闭式水换热器吸收的烟气余热加热闭式水，再用闭式水加热凝结水，减少汽机低压抽汽约3.8t/h，提高发电功率约2％。以上措施总计可提高发电功率约5％，即从15MW增加到15.75MW。按照年利用小时数8000h、参考燃煤标杆电价0.364元/kWh来估算，经济性初步分析(整台机组)见下表1：
[0136] 表1
[0137]
[0138] 可见，回收年限非常短，本项技术方案经济性很好。
[0139] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0140] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
