用于一次再熱機組的超低溫省煤器的制造方法
【專利說明】
(一)技術領域:
[0001]本發(fā)明用于一次再熱機組的超低溫省煤器涉及一種用于一次再熱燃煤發(fā)電機組的，可替代低壓加熱器加熱凝結水的，可回收部分排煙所含水蒸汽的汽化潛熱的冷凝式受熱面。
(二)【背景技術】:
[0002]省煤器管內(nèi)流動的是低于飽和溫度的給水，可有效冷卻低溫過熱器/ 一次低溫再熱器出口的煙氣，省煤器出口的煙氣溫度通常在320°C到390°C以滿足脫硝催化劑安全高效工作的需要。省煤器的進口與高壓加熱器系統(tǒng)的管側出口連接，工作在給水泵出口壓力下，故也稱為高壓省煤器。
[0003]現(xiàn)有技術的低壓省煤器管內(nèi)流動的是低于飽和溫度的凝結水，吸收利用空氣預熱器出口煙氣的余熱，用于頂替/部分頂替某級低壓加熱器使用的抽汽。低壓省煤器管內(nèi)流動的凝結水與相關的低壓加熱器管側可以是串聯(lián)關系，也可以是并聯(lián)關系，通常調節(jié)低壓省煤器的進口溫度來控制低壓省煤器的最低管壁溫度不低于煙氣酸露點以下10K。
[0004]高壓省煤器又稱為高溫省煤器；低壓省煤器又稱為低溫省煤器；對布置在靜電除塵器前的低壓省煤器，其出口煙氣溫度降低到85°C，可明顯降低粉煤灰的比電阻，提高靜電除塵的收塵率，常稱為低低溫省煤器。
[0005]低壓省煤器的煙側熱阻遠大于水側熱阻，現(xiàn)有技術的低壓省煤器的煙側通常高度肋化，螺旋鰭片管和H型鰭片管均有應用；基管及鰭片的材質，現(xiàn)有技術對接近煙氣酸露點的部位使用ND鋼，其它部位使用20G。
[0006]濕法脫硫系統(tǒng)已成為火電機組的標配，凈煙氣出吸收塔的溫度與原煙氣進吸收塔的溫度正相關，當原煙氣進吸收塔的溫度降到50°C時，凈煙氣出吸收塔的溫度約46°C，仍在脫硫主反應良好的溫度范圍內(nèi)(一般在42°C到58°C之間)，原煙氣中的部分水蒸汽已凝結，可以幫助維持脫硫塔的水平衡，脫硫工藝水水耗顯著下降。
[0007]動力用煤的發(fā)熱量是指單位質量的煤完全的燃燒時所產(chǎn)生的熱量，主要分為高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量；煤的高位發(fā)熱量減去水的汽化熱即是低位發(fā)熱量；常用的動力用煤，高位發(fā)熱量比其低位發(fā)熱量要高出4%到8%。
[0008]典型的現(xiàn)有技術一次再熱機組的凝結水回熱系統(tǒng)使用4級低壓加熱器，5號低壓加熱器、6號低壓加熱器、7號低壓加熱器、8號低壓加熱器；典型的低壓加熱器為臥式、U形不銹鋼傳熱管、管殼式換熱器山形傳熱管組通常分為過熱蒸汽冷卻區(qū)、凝結放熱區(qū)、疏水冷卻區(qū)三部分；7號低壓加熱器、8號低壓加熱器通常布置在凝汽器的喉部。
[0009]典型的現(xiàn)有技術一次再熱機組用于凝結水回熱的5抽、6抽、7抽、8抽雖然壓力已不高，但因經(jīng)過再熱其焓值、過熱度仍然比較高，一次再熱機組的低壓缸排汽焓又比二次再熱機組低96kJ/kg，仍然具有強大的做功能力，如6抽壓力0.333MPa，仍然具有604.2kJ/kg有效焓降的做功能力，用于溫度較低的凝結水回熱會大幅度增加凝結水回熱過程exergy (火用)損失，抬升機組的熱耗。
[0010]熱一次風凝結水加熱器是利用凝結水吸收熱一次風所攜帶的熱量，以控制磨煤機出口溫度的設備，熱經(jīng)濟性要好于兌冷一次風。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0011 ] 所要解決的技術問題:
[0012]典型的現(xiàn)有技術一次再熱機組用于凝結水回熱的5抽、6抽、7抽、8抽雖然壓力已不高，但因經(jīng)過再熱其焓值、過熱度仍然比較高，一次再熱機組的低壓缸排汽焓又比二次再熱機組低96kJ/kg，仍然具有強大的做功能力，如6抽壓力0.333MPa，仍然具有604.2kJ/kg有效焓降的做功能力，用于溫度較低的凝結水回熱會大幅度增加凝結水回熱過程exergy (火用)損失，抬升機組的熱耗。用鍋爐排煙的余熱替代較高焓值的低壓抽汽來加熱凝結水可以明顯降低發(fā)電機組的供電煤耗。
[0013]突破現(xiàn)有技術低壓省煤器最低管壁溫度不低于煙氣酸露點以下1K的局限，使用耐酸、耐氯離子、氟離子的材料制作超低溫省煤器的低溫段，使超低溫省煤器能夠在頗低于煙氣酸露點，甚至在煙氣水露點附近長周期安全工作。
[0014]突破現(xiàn)有技術低壓省煤器最低管壁溫度不低于煙氣酸露點以下1K的局限，利用35°C或者更低溫度的凝結水吸收鍋爐排煙中含有的水蒸汽的部分汽化潛熱，使煙氣溫度降低到50°C，顯著降低發(fā)電機組的供電煤耗，水蒸汽凝結過程還會吸收煙氣中的大部分PM2.5及以下的煙塵、SO#P NOx。
[0015]解決其技術問題采用的技術方案:
[0016]本發(fā)明用于一次再熱機組的超低溫省煤器采取與現(xiàn)有技術完全不同的技術路線，提供一種用于一次再熱燃煤發(fā)電機組的，替代低壓加熱器加熱凝結水的，可將煙氣溫度降低到50°C，回收部分排煙所含水蒸汽的汽化潛熱的超低溫省煤器；兼具節(jié)能和環(huán)保雙重效益。
[0017]本發(fā)明用于一次再熱機組的超低溫省煤器的技術特征是布置在引風機出口到脫硫塔入口之間的低塵區(qū)域的可以將煙氣溫度降低到50°C的一種凝結式受熱面；每臺一次再熱燃煤鍋爐配置超低溫省煤器共2臺，A側與B側的煙氣流道上各設置I臺；每臺超低溫省煤器由均分的4個煙氣分流道組成，每臺鍋爐共8個均分的煙氣分流道；水平布置的高度肋化的鰭片管是各煙氣分流道中的換熱主體，上下相鄰的鰭片管用180°彎頭連接組成長蛇形管，布置在同一煙氣分流道的各長蛇形管，由相應的進口分聯(lián)箱和相應的出口分聯(lián)箱并聯(lián)成為一簇凝結式受熱面；與8個均分的煙氣分流道相對應，共有8簇凝結式受熱面；由軸封加熱器的凝結水出口來的凝結水母管，經(jīng)凝結水分配聯(lián)箱、各進口分聯(lián)箱入口截止閥、各進口分聯(lián)箱進入相應的各簇凝結式受熱面；凝結水在各簇凝結式受熱面內(nèi)由低位向高位流動，高溫煙氣從上向下流動，頂替現(xiàn)有技術的6抽、7抽、8抽加熱凝結水，超低溫省煤器整體呈逆流換熱態(tài)勢；各簇凝結式受熱面的出口經(jīng)相應的出口分聯(lián)箱匯集，經(jīng)各出口分聯(lián)箱出口截止閥、凝結水匯集聯(lián)箱與熱一次風凝結水加熱器的管側入口相連接；每一個煙氣分流道由上傳熱模件、中傳熱模件、下傳熱模件疊置焊接構成；每臺超低溫省煤器共由12個傳熱模件構成，12個傳熱模件的重量以及上進煙道、下出煙道的全部重量均由包括框形底梁在內(nèi)的鋼構架承擔；框形底梁中可能接觸低溫煙氣的構件，均采用雙相不銹鋼制作，外部再覆蓋5mm厚的玻璃鋼保護層；下傳熱模件的煙氣出口標高，高于脫硫塔煙氣入口標高，下出煙道的底部的傾角足以保證50°C的煙氣、凝結的酸液、酸液攜帶的固形物自流進入脫硫塔；為防止超低溫省煤器在長周期運行后的清灰作業(yè)中，可能發(fā)生的固形物堆積，在下出煙道的底部的高端部位設置有雙相不銹鋼制作的定向水噴嘴；上傳熱模件的高度肋化的鰭片管采用螺旋鰭片管，基管及鰭片均使用ND鋼材質，周殼及內(nèi)殼均使用ND鋼材質；中傳熱模件的高度肋化的鰭片管采用H型鰭片管/螺旋鰭片管，基管及鰭片采用同一材質，跟據(jù)燃煤含硫、含氯離子、含氟離子的多少可在雙相不銹鋼/0碳鋼熱浸鍍鋁硅合金中選取，周殼及內(nèi)殼均使用雙相不銹鋼材質；下傳熱模件的高度肋化的鰭片管采用H型鰭片管，基管及鰭片采用同一材質，跟據(jù)燃煤含硫、含氯離子、含氟離子的多少可在XDS-6/254SMo/AL29-4C/鈦合金中選取，周殼及內(nèi)殼均使用雙相不銹鋼材質；180°彎頭與傳熱管基管使用相同材質；在左右相鄰的傳熱模件之間留有15mm到20mm的間隙，引入少量熱煙氣，維持較高的周殼溫度，可有效減輕腐蝕；上進煙道使用ND鋼制作；下出煙道使用雙相不銹鋼制作；不設置常規(guī)蒸汽吹灰器，不設置噴淋水清灰裝置，采用分區(qū)熱清灰方法，即周期性的短時關斷8個進口分聯(lián)箱入口截止閥中的I個，在20分鐘內(nèi)，上傳熱模件、中傳熱模件、下傳熱模件的鰭片和管壁溫度全部上升到105°C以上，酸凝露被烘干，粘附的細灰脫落。
[0018]發(fā)明的有益效果:
[0019]籲與現(xiàn)有技術的低溫省煤器、低低溫省煤器不同，不受最低管壁溫度不低于煙氣酸露點以下1K的限制，軸封加熱器的管側出口與超低溫省煤器入口連接，超低溫省煤器吸收的鍋爐排煙余熱足以頂替6抽、7抽、8抽，具有明顯的熱經(jīng)濟性效益，被頂替出來的6抽、7抽、8抽增發(fā)的電量可使發(fā)電機組熱耗下降2.3% ;
[0020]籲突破現(xiàn)有技術低壓省煤器最低管壁溫度不低于煙氣酸露點以下1K的局限，利用35°C或者更低溫度的凝結水吸收煙氣中包含的水蒸汽的汽化熱近半，還有生成硫酸時的水合熱也被低溫凝結水吸收，煙氣溫度降低到50°C，凝結水回熱過程exergy (火用)損失大大減少；
[0021]籲與現(xiàn)有技術低溫省煤器、低低溫省煤器相比超低溫省煤器不是排擠了部分某級抽汽，而是徹底取代了低壓加熱器，超低溫省煤器的水側阻力遠小于4/5臺低壓加熱器水側阻力之和，凝結水泵的軸功率明顯下降，也沒有升壓水泵等功耗；由于進入脫硫塔的煙氣溫度明顯下降，工藝水用量大幅度減少，煙氣的容積流量明顯減少，引風機的功耗明顯下降，機組的供電熱耗會下降得更多；
[0022]籲鍋爐排煙中的水蒸汽在凝結放熱過程中還會吸附煙氣中的大部分PM2.5及更細的煙塵、SO3^P NO x，有利于燃煤發(fā)電機組實現(xiàn)微排放；
[0023]籲脫硫系統(tǒng)的工藝水耗量大幅度減少，I臺1000MW的燃煤發(fā)電機組年少耗脫硫工藝水約100000t ；
[0024]籲對新建工程，超低溫省煤器的預估造價與現(xiàn)有技術的低壓加熱器系統(tǒng)的造價加上低低溫省煤器的造價大約相當，或者略低。
(四)【附圖說明】:
[0025]圖1為超低溫省煤器的側剖面圖；