一种用于垃圾焚烧湿法脱硫烟气的搪瓷管热交换器系统
技术领域
本发明涉及节能减排生产技术领域，更具体的说是涉及一种用于垃圾焚烧湿法脱硫烟气的搪瓷管热交换器系统。
背景技术
随着全球经济快速发展和城市化进程的加快，城市土地越发趋于紧张，垃圾焚烧厂的建设和投运，有效缓解城市生活垃圾堆放所需场所问题。焚烧后垃圾重量减轻80％-85％、体积减小90％-95％，垃圾中的细菌等有害物质经焚烧后也被消除，有效控制了生活垃圾所带来的二次污染；垃圾焚烧所产生的热量还可以给城市供热或发电，变废为宝。其环境价值、经济价值较高。
但生活垃圾在焚烧过程中会产生大量颗粒物、HCL、SO2、NOX、二噁英等有毒有害的烟气，对此，垃圾焚烧电厂在锅炉尾部设置脱酸反应塔、布袋反应单元、湿法洗涤塔、蒸汽加热单元、SCR等烟气净化设施，成功控制了烟尘、颗粒物和易溶性酸性气体。而在此过程中，除尘单元烟气温度较高，为保证湿法脱硫的效率，烟气进入到湿法脱硫前需要降温至100℃左右，脱酸后的烟气温度再通过蒸汽加热单元加热到104℃。该过程中，加热源采用的是厂区蒸汽，并没有充分利用烟气余热，从而造成了能源的浪费和提高了厂区蒸汽的使用量，提高了企业的生产成本。
因此，如何提供一种能够利用原垃圾焚烧烟气的余热加热湿法脱硫后的烟气，能高效利用烟气余热，节约厂区蒸汽能源的用于垃圾焚烧湿法脱硫烟气的搪瓷管热交换器系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种能够利用原垃圾焚烧烟气的余热加热湿法脱硫后的烟气，能高效利用烟气余热，节约厂区蒸汽能源的用于垃圾焚烧湿法脱硫烟气的搪瓷管热交换器系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于垃圾焚烧湿法脱硫烟气的搪瓷管热交换器系统，该系统与除尘器的出口连接且连通，包括：
烟气冷却器，所述烟气冷却器的壳体两侧分别设置有第一进风口和第一出风口，所述第一进风口通过第一烟气管道与所述除尘器的出口连接且连通；
湿法洗涤塔，所述湿法洗涤塔的入口通过第二烟气管道与所述第一出风口连接且连通；
烟气再热器，所述烟气再热器的壳体两侧分别设置有第二进风口和第二出风口，所述第二进风口通过第三烟气管道与所述湿法洗涤塔的出口连接且连通；
热媒补水单元，所述热媒补水单元上的热媒介质出口与所述烟气冷却器内的第一换热管的第一进水口通过热媒水循环管线连通，所述烟气冷却器内的第一换热管的第一出水口与所述烟气再热器内的第二换热管的第二进水口通过热媒水循环管线连通，所述烟气再热器内的第二换热管的第二出水口与所述第一进水口通过热媒水循环管线连通。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种用于垃圾焚烧湿法脱硫烟气的搪瓷管热交换器系统，烟气冷却器利用除尘器出口的烟气加热第一换热管内的热媒介质，烟气加热器利用加热后的热媒介质加热湿法洗涤塔出口的低温烟气，充分高效利用了烟气余热，节约了厂区蒸汽能源，降低了企业的生产成本。
进一步的，还包括热媒水辅助加热单元，所述热媒水辅助加热单元的第三进水口与所述第一出水口通过热媒水循环管线连接且连通，所述热媒水辅助加热单元的第三出水口与所述第二进水口通过热媒水循环管线连接且连通。
采用上述技术方案产生的有益效果是，当烟气加热温度不能达到设定值时，可通过热媒水辅助加热单元进行辅助加热，提高热媒水的温度。
进一步的，还包括冷却器循环水旁路单元，所述冷却器循环水旁路单元的第四进水口与所述热媒介质出口通过热媒水循环管线连接且连通，所述冷却器循环水旁路单元的第四出水口与所述第三进水口通过热媒水循环管线连接且连通。
采用上述技术方案产生的有益效果是，当锅炉停炉检修再起炉时，因烟气温度偏低，冷却器循环水旁路单元配合热媒水辅助加热单元，能快速使热媒水加热到80度，满足系统使用要求后再关闭冷却器循环水旁路单元，使热媒水介质走烟气冷却器管线，从而可以保护设备，降低运行成本。
进一步的，还包括蒸汽吹扫单元，所述蒸汽吹扫单元的出气口均与所述烟气冷却器的壳体内部和所述烟气再热器的壳体内部连通，用于清洁所述第一换热管上的灰尘和所述第二换热管上的灰尘。
采用上述技术方案产生的有益效果是，可以有效解决第一换热管和第二换热管的积灰和堵塞问题，保证第一换热管和第二换热管的正常使用，并且保证二者的换热效率。
进一步的，还包括蒸汽冷凝单元，所述蒸汽冷凝单元与所述蒸汽吹扫单元的疏水管路连通，并均与所述烟气冷却器和所述烟气再热器的壳体上的冷凝水排出口连通，用于蒸汽冷凝水回收。
采用上述技术方案产生的有益效果是，有效排出因降温后的烟气凝结出的冷凝液，避免冷凝液在烟气冷却器或烟气再热器内聚集而影响正常使用。
进一步的，还包括设置在所述热媒水循环管线上的热媒水循环泵组单元，所述热媒水循环泵组单元靠近所述热媒介质出口的位置设置。
采用上述技术方案产生的有益效果是，可控制热媒水循环管线中热媒水的压力大小。
进一步的，还包括设置在所述热媒水循环管线上用于调节进入所述烟气冷却器的热媒水流量的流量调节控制单元。
采用上述技术方案产生的有益效果是，可控制进入烟气冷却器中热媒水的流量大小，灵活调节烟气冷却出口烟温和热媒水温。
进一步的，还包括设置在所述烟气管道上分别用于监测和显示所述第一进风口、所述第一出风口、所述第二进风口和所述第二出风口位置的烟气温度，设置在所述热媒水循环管线上用于监测所述第一进水口、所述第一出水口、所述第二进水口和所述第二出水口的位置的压力，以及监测和显示所述热媒水循环管线上的温度、压力和流量的仪控单元。
采用上述技术方案产生的有益效果是，通过设置相应的仪控单元，便于工作人员实时检测系统中的各个参数和记录数据。
进一步的，还包括均与所述热媒补水单元、所述热媒水辅助加热单元、所述冷却器循环水旁路单元、所述蒸汽吹扫单元、所述蒸汽冷凝单元、所述热媒水循环泵组单元、所述流量调节控制单元和所述仪控单元电连接的DCS控制单元。
采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该系统安全性能好且自动化程度高，可控性强。
进一步的，所述第一换热管和所述第二换热管均为搪瓷换热管。
采用上述技术方案产生的有益效果是，搪瓷换热管具有耐腐蚀性好，对硫酸、HCL、H2S、氯离子等腐蚀性物质有非常好的耐受性，并且搪瓷换热管表面光滑，不易沾灰，传热效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种用于垃圾焚烧湿法脱硫烟气的搪瓷管热交换器系统的结构示意图。
图2附图为烟气冷却器的结构示意图。
图3附图为烟气再热器的结构示意图。
其中：1-除尘器，2-烟气冷却器，201-第一进风口，202-第一出风口，203-第一进水口，204-第一出水口，3-第一烟气管，4-湿法洗涤塔，5-第二烟气管道，6-烟气再热器，601-第二进风口，602-第二出风口，603-第二进水口，604-第二出水口，7-第三烟气管道，8-热媒补水单元，801-热媒介质出口，9-热媒水辅助加热单元，901-第三进水口，902-第三出水口，10-冷却器循环水旁路单元，101-第四进水口，102-第四出水口，11-蒸汽吹扫单元，12-蒸汽冷凝单元，13-热媒水循环泵组单元，14-流量调节控制单元，15-仪控单元，16-DCS控制单元，100-热媒水循环管线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种用于垃圾焚烧湿法脱硫烟气的搪瓷管热交换器系统，该系统与除尘器1的出口连接且连通，包括：
烟气冷却器2，烟气冷却器2的壳体两侧分别设置有第一进风口201和第一出风口202，第一进风口201通过第一烟气管道3与除尘器1的出口连接且连通；
湿法洗涤塔4，湿法洗涤塔4的入口通过第二烟气管道5与第一出风口202连接且连通；
烟气再热器6，烟气再热器6的壳体两侧分别设置有第二进风口601和第二出风口602，第二进风口601通过第三烟气管道7与湿法洗涤塔4的出口连接且连通；
热媒补水单元8，热媒补水单元8上的热媒介质出口801与烟气冷却器2内的第一换热管的第一进水口203通过热媒水循环管线100连通，烟气冷却器2内的第一换热管的第一出水口204与烟气再热器6内的第二换热管的第二进水口603通过热媒水循环管线100连通，烟气再热器6内的第二换热管的第二出水口604与第一进水口203通过热媒水循环管线100连通。热媒补水单元主要包括热媒水补水箱，补水阀组以及配套仪表阀门，并且热媒水补水箱底部设置有排污电动阀和排水槽，以便于将热媒水补水箱中沉淀后的热媒污水排至排水槽内。
其中，烟气冷却器水平布置在除尘器出口的水平烟道上，采用低位布置方式，烟气再热器水平布置在湿法洗涤塔出口的烟道上。并且优选的是，烟气冷却器的壳体采用ND钢材质，烟气再热器的壳体采用2205双相不锈钢，第一换热管和第二换热管均可采用搪瓷换热管，或，参见图2烟气冷却器的第一换热管沿烟气流方向宜分高温段和低温段两段布置。考虑到生活垃圾焚烧烟气的特性其高温段的换热管材料采用ND钢材质管材，低温段换热管为采用2205双相不锈钢管材。ND钢基管壁厚不小于4mm，翅片与基管材质相同，翅片厚度不小于2mm。2205双相不锈钢基管壁厚不小于4mm，翅片与基管材质相同，翅片厚度不小于2mm。
参见图3，烟气再热器的第二换热管沿烟气流方向宜分低温段和高温段两段布置。考虑到湿法脱硫后烟气的特性其低温段换热管材料采用搪瓷钢管，壁厚不小于3mm。高温段换热管采用2205双相不锈钢管材。2205其管壁厚不小于4mm，翅片与基管材质相同，翅片厚度不小于1.5mm。
更有效的烟气再热器低温段搪瓷管性能指标满足下列要求；
(1)耐硫酸：30％硫酸，沸腾18小时，侵蚀量≤2.0g/m2，参考标准ISO28706-2。
(2)附着力：1级或以上级，参考标准EN10209。
(3)耐热急变性：水介质23±3°，300℃，无裂纹，参考标准DEZ-MB7.7.1。
(4)耐盐酸：20％盐酸，沸腾6h，侵蚀量≤3.5g/m2，参考标准ISO28706-2。
(5)搪瓷层厚度要求：220～400μm。
(6)电火花试验：在500V电火花试验过程中，管式GGH搪瓷管外表面不允许有气孔、夹杂物、裂纹等。
本发明中的搪瓷管热交换器系统还包括热媒水辅助加热单元9，热媒水辅助加热单元9的第三进水口901与第一出水口204通过热媒水循环管线100连接且连通，热媒水辅助加热单元9的第三出水口902与第二进水口603通过热媒水循环管线100连接且连通。热媒水辅助加热单元9采用汽-水加热器结构，加热器应为卧式、蒸汽取自供热再热蒸汽。蒸汽走壳程，热媒水走管程。壳程和管程均应按照压力容器设置安全阀并就近引入地沟。
本发明中的搪瓷管热交换器系统还包括冷却器循环水旁路单元10，冷却器循环水旁路单元10的第四进水口101与热媒介质出口801通过热媒水循环管线100连接且连通，冷却器循环水旁路单元10的第四出水口102与第三进水口901通过热媒水循环管线100连接且连通。冷却器循环水旁路单元可由手动球阀、电动球阀、电动调节阀、旁路阀组成。
本发明中的搪瓷管热交换器系统还包括蒸汽吹扫单元11，蒸汽吹扫单元11的出气口均与烟气冷却器2的壳体内部和烟气再热器6的壳体内部连通，用于清洁第一换热管上的灰尘和第二换热管上的灰尘。蒸汽吹扫单元可选用市场上的蒸汽吹灰器。
本发明中的搪瓷管热交换器系统还包括蒸汽冷凝单元12，蒸汽冷凝单元12与蒸汽吹扫单元11的疏水管路连通(未标出)，并均与烟气冷却器2和烟气再热器6的壳体上的冷凝水排出口连通，用于蒸汽冷凝水回收。蒸汽冷凝单元由冷凝疏水电动阀、疏水扩容器等组成，冷凝水通过冷凝疏水电动阀流至疏水扩容器。
本发明中的搪瓷管热交换器系统还包括设置在热媒水循环管线上的热媒水循环泵组单元13，热媒水循环泵组单元13靠近热媒介质出口801的位置设置。热媒水循环泵组单元可由热媒水泵和增压泵组成，并且热媒水循环泵组单元可设置两组(一用一备)，保证系统能够正常运行。
本发明中的搪瓷管热交换器系统还包括设置在热媒水循环管线100上用于调节进入烟气冷却器2的热媒水流量的调节控制单元14，流量调节控制单元可由手动球阀、电动球阀、电动调节阀、孔板流量计、旁路球阀组成，可根据系统的工况运行，可在线精确调节进入烟气冷却器的热媒水流量。
本发明中的搪瓷管热交换器系统还包括设置在烟气管道上分别用于监测和显示第一进风口201、第一出风口202、第二进风口601和第二出风口602位置的烟气温度，设置在热媒水循环管线100上用于监测第一进水口201、第一出水口202、第二进水口601和第二出水口602的位置的压力，以及监测和显示热媒水循环管线100上的温度、压力和流量的仪控单元15，如仪控单元可包括温度传感器、压力变速器、孔板流量计等。
本发明中的搪瓷管热交换器系统还包括均与热媒补水单元8、热媒水辅助加热单元9、冷却器循环水旁路单元10、蒸汽吹扫单元11、蒸汽冷凝单元12、热媒水循环泵组单元13、流量调节控制单元14和仪控单元15电连接的DCS控制单元16。
本发明中的热媒水介质采用除盐水，并且为了防止长期运行时，热媒水循环管线及热交换器系统管线的内表面腐蚀、结垢等问题，需将除盐水PH值控制在9-11之间。
本发明的用于垃圾焚烧湿法脱硫烟气的搪瓷管热交换器系统，垃圾焚烧产生的高温烟气进人到除尘器除尘后通过第一烟气管道进入到烟气冷却器，与第一换热管内的热媒水介质进行热交换，降低烟气温度，加热热媒水介质，降温后的烟气经过湿法洗涤塔脱硫后，进入到烟气再热器与加热后的热媒水介质进行热交换以加热烟气，因此，该系统充分利用了烟气余热，节约了厂区蒸汽能源，降低了企业的生产成本。并且为了避免第一换热管和第二换热管长时间使用后，其管壁上积灰而堵塞影响换热性能，可定期通过蒸汽吹扫单元对第一换热管和第二换热管进行吹灰清理。而烟气冷却器和烟气再热器内的冷凝水可通过蒸汽冷凝单元进行收集。当锅炉停炉检修再起炉时，因烟气温度偏低，冷却器循环水旁路单元配合热媒水辅助加热单元，能快速使热媒水加热到80度，满足系统使用要求后再关闭冷却器循环水旁路单元，使热媒水介质走烟气冷却器管线，从而可以保护设备，降低运行成本。并且该系统可通过DCS控制单元进行自动化控制，自动化程度高，成本低。
本发明的搪瓷管热交换器系统安全性高、零泄露、模块设计、结构简单，易于安装、方便维修，能有效利用烟气余热，降低能源浪费，并且采用搪瓷换热管，有效提高了烟气换热系数和烟气排放温度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
