恒溫省煤器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于火電行業(yè)煙氣余熱利用技術，特別涉及一種恒溫省煤器。
【背景技術】
[0002]由于燃用煤種變化及空預器漏風等因素的影響，燃煤電廠鍋爐排煙溫度往往高于設計值，為煙氣余熱利用提供了空間。
[0003]為響應國家節(jié)能環(huán)保政策，煙氣溫度需要降低到90°C左右，一方面盡可能回收煙氣余熱，另一方面降低飛灰比電阻，提高袋除塵比集塵面積，提高除塵效率，形成低溫除塵技術。
[0004]按照經(jīng)驗排煙溫度每上升10°C，鍋爐效率下降約0.5%，標準煤耗上升約2g/(kWh) ο煙氣冷卻工質一般為水，煙氣余熱用于加熱的工質可分為三種形式:熱網(wǎng)循環(huán)水，一二次冷風和凝結水。
[0005]目前，燃煤電廠解決排煙溫度高，一般采用的技術方案有高溫省煤器和低溫省煤器。
[0006]高溫省煤器一般布置在空預器前，直接加熱鍋爐給水，煙氣余熱利用效率最高，實際項目改造中受限于尾部煙道空間及排煙溫度，高溫省煤器的布置需綜合計算空預器運行工況，防止空預器冷段發(fā)生低溫腐蝕。因此，一般排煙溫度在200°C以上時，建議采用高溫省煤器。
[0007]低溫省煤器一般布置在空預器后，實際項目改造中空間足夠。按循環(huán)形式分為開式循環(huán)和閉式循環(huán)，無論什么循環(huán)形式，低溫省煤器的入口水溫一般為70-85°C，出口水溫一般設計為120-130°C，受熱面壁溫隨之升高。
[0008]低溫省煤器的缺點是:
[0009](I)逆流布置，換熱溫差小；
[0010](2)入口水溫(70_85°C )低，實際運行時，隨負荷和煤種變化，入口水溫調(diào)控難，存在低溫段低溫腐蝕的風險；
[0011](3)為防止低溫腐蝕，受熱面材質要選為鎳基ND鋼，材料成本高，且未從根本上解決低溫腐蝕的問題；
[0012](4)開式循環(huán)水量大，對于供熱機組存在凝結水量不足的問題，閉式循環(huán)存在循環(huán)水泵功率大，運行電耗高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種恒溫省煤器，受熱面壁溫恒定保持在80-95?之間某一個數(shù)值，從設計源頭上防止省煤器發(fā)生低溫腐蝕，從而避免常規(guī)省煤器出現(xiàn)的上述問題，一般煙氣溫度降低到110°C以下時，飛灰比電阻下降明顯，電除塵效率提高，對于減少鍋爐排煙熱損失，提高鍋爐除塵效率和設備可靠性具有重大意義；更重要的是煙氣余熱得以充分利用，利用的途徑十分廣泛，可用于加熱凝結水、熱網(wǎng)循環(huán)水、冷風等，還可增加供暖面積，社會效益和經(jīng)濟效益雙收益，市場應用前景廣闊。
[0014]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0015]恒溫省煤器，包括省煤器本體1，省煤器本體I外接下降管2形成閉式循環(huán)，且在循環(huán)管路上設置有外置換熱器3，外置換熱器3上設置有真空泵4。
[0016]該情況下，所述循環(huán)管路上不需設置管道泵，下降管2中采用水作為循環(huán)介質，所述外置換熱器3上設置真空泵4將運行壓力調(diào)控在5-8萬Pa之間，省煤器本體I壁溫保持高于酸露點10-15?以上，所述酸露點根據(jù)燃用煤種和實際測試SCV#量計算得到。
[0017]所述省煤器本體I壁溫保持在80_95°C之間。
[0018]恒溫省煤器的另一種形式，包括省煤器本體1，其特征在于，省煤器本體I外接下降管2形成閉式循環(huán)，且在循環(huán)管路上設置有外置換熱器3。即，不再需要設置真空泵4
[0019]該情況下，所述下降管2中采用乙醇作為循環(huán)介質。
[0020]本發(fā)明所述省煤器本體I的受熱面采用螺旋翅片管，水平或豎直布置，所述螺旋翅片管在煙氣進入的前幾排選用不銹鋼，其余選用普通碳鋼。
[0021]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明省煤器的壁溫恒定保持在80_95°C之間，不發(fā)生低溫腐蝕，且受熱面內(nèi)工質流速低，阻力小，不需設置管道泵，設計煙速低于7m/s，受熱面磨損速率低，設備可靠性提高，煙氣余熱得到了充分的利用。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實施例一的結構示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明實施例二的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。
[0025]實施例一
[0026]如圖1所示，恒溫省煤器，包括省煤器本體1，省煤器本體I外接下降管2形成閉式循環(huán)，且在循環(huán)管路上設置有外置換熱器3和真空泵4。本實施例中，水作為循環(huán)介質，循環(huán)方式為閉式循環(huán)，系統(tǒng)設置閉式循環(huán)水泵和外置換熱器3，在外置換熱器3上部設置真空泵4，通過真空泵4將系統(tǒng)壓力調(diào)整到5-8萬Pa，省煤器本體I壁溫保持在80_95°C之間。保證任何一點壁溫高于酸露點10-15°C以上，而不發(fā)生低溫腐蝕，外置換熱器可以用來加熱冷風、熱網(wǎng)循環(huán)水、凝結水等。
[0027]本實施例采用水作為循環(huán)介質，通過真空泵將閉式系統(tǒng)運行壓力調(diào)控在5-8萬Pa之間，從而實現(xiàn)恒定壁溫。
[0028]實施例二
[0029]如圖2所示，恒溫省煤器，包括省煤器本體1，省煤器本體I外接下降管2形成閉式循環(huán)，且在循環(huán)管路上設置有外置換熱器3。乙醇作為循環(huán)介質，循環(huán)方式為閉式循環(huán)，外置換熱器3上部無需布置真空泵，系統(tǒng)運行壓力為常壓，乙醇在常壓下的汽化溫度為83°C，因此省煤器本體I壁溫保持在83°C，外循環(huán)系統(tǒng)需要配置循環(huán)水泵，外接冷卻水與乙醇介質吸收的熱量進行換熱，達到煙氣余熱利用的目的。
[0030]本實施例采用汽化溫度低的循環(huán)介質，如乙醇，其常壓汽化溫度為83°C，從而實現(xiàn)恒定壁溫。
[0031]本發(fā)明恒溫省煤器受熱面可采用螺旋翅片管，水平、豎直布置均可，材料可使用普通碳鋼管，可保證較低的成本。設計過程中，應首先根據(jù)燃用煤種和實際測試SO3含量，計算酸露點，依據(jù)壁溫大于酸露點10-15°c的標準，設計恒定壁溫的省煤器，使得運行期間始終不發(fā)生低溫腐蝕。
[0032]本發(fā)明恒溫省煤器布置于空氣預熱器之后，相比較常規(guī)低溫省煤器，其具有恒定的壁溫，恒定壁溫實現(xiàn)的方法有兩種，即上述實施例一和實施例二，最終達到煙氣溫度降低到90°C左右的目的。
[0033]本發(fā)明的創(chuàng)造性:
[0034]新頒布的環(huán)保標準要求所有的火電機組煙塵排放低于20mg/Nm3，重點地區(qū)煙塵排放低于5mg/Nm3。采用濕式電除塵是一種可行方案，替代方案還有建設低低溫電除塵技術，再接濕法脫硫，也可將煙塵濃度降低到3-10mg/Nm3，低低溫電除塵技術要求排煙溫度降低到90°C左右，因此，煙氣余熱利用設備的可靠性至關重要，常規(guī)低溫省煤器在運行中存在很多問題，如低溫腐蝕、堵灰和泄露等，經(jīng)常造成省煤器停運，要解決好省煤器的長周期可靠運行問題是低低溫技術的關鍵。本發(fā)明恒溫省煤器就是解決了這項關鍵技術的發(fā)明。
[0035]以300MW機組為計，常規(guī)低溫省煤器為防止低溫腐蝕、磨損等，受熱面材質選用鎳基ND耐腐蝕鋼，受熱面直接成本約700萬元，而本發(fā)明的恒溫省煤器具有恒定的壁溫控制能力，由此受熱面采用普通碳鋼，受熱面直接成本約節(jié)省100萬元以上。
[0036]為拓展煙氣余熱利用的途徑，自然循環(huán)的熱量由外置換熱器與其他工質換熱，由于系統(tǒng)為自然循環(huán)，節(jié)省了強制循環(huán)的循環(huán)水泵，運行電耗低，運行及維護成本約節(jié)省1/6。運行成本低，經(jīng)濟效益顯著。
[0037]結構設計過程中，涉及如下兩方面問題:
[0038](I)系統(tǒng)運行壓力調(diào)整
[0039]采用水作為循環(huán)介質時，調(diào)整系統(tǒng)運行壓力是本發(fā)明的主要特點之一，真空泵可以將壓力調(diào)整到5-8萬Pa之間，當壓力為5萬Pa時，對應的汽化溫度為80°C，當壓力為8萬Pa時，汽化溫度為95°C，在80-95°C之間可調(diào)，應用范圍廣。
[0040]當采用乙醇作為循環(huán)介質時，常壓運行，乙醇的汽化溫度為83°C，也可以保證受熱面不發(fā)生低溫腐蝕，且不需布置真空泵。
[0041](2)循環(huán)介質選用
[0042]系統(tǒng)為閉式循環(huán)，因此，循環(huán)介質可以選擇，本發(fā)明選擇了自然界常見的水和乙醇。
[0043]因此，其施工過程中，首先應進行水動力計算，其次是選擇冷卻介質，常選的介質分為水和乙醇，最后根據(jù)設計需要，確定冷卻介質和需要達到的排煙溫度，進而確定系統(tǒng)運行壓力和壁溫，設計的壁溫需要高于煙氣酸露點10-15?以上，保證永不發(fā)生低溫腐蝕。
[0044]省煤器材質選用普通碳鋼，為防止煙氣流動前部受熱面磨損，前幾排又可設計成不銹鋼管。
【主權項】
1.恒溫省煤器，包括省煤器本體(I)，其特征在于，省煤器本體(I)外接下降管(2)形成閉式循環(huán)，且在循環(huán)管路上設置有外置換熱器(3)，外置換熱器(3)上設置有真空泵(4)。2.根據(jù)權利要求1所述恒溫省煤器，其特征在于，所述下降管(2)中采用水作為循環(huán)介質，所述外置換熱器(3)上設置真空泵(4)將運行壓力調(diào)控在5-8萬Pa之間，省煤器本體(I)壁溫保持高于酸露點10-15°C以上。3.根據(jù)權利要求2所述恒溫省煤器，其特征在于，所述省煤器本體(I)壁溫保持在80-95 °C 之間。4.恒溫省煤器，包括省煤器本體(I)，其特征在于，省煤器本體(I)外接下降管(2)形成閉式循環(huán)，且在循環(huán)管路上設置有外置換熱器(3)。5.根據(jù)權利要求4所述恒溫省煤器，其特征在于，所述下降管(2)中采用乙醇作為循環(huán)介質。6.根據(jù)權利要求1或4所述恒溫省煤器，其特征在于，所述省煤器本體(I)的受熱面采用螺旋翅片管，水平或豎直布置。7.根據(jù)權利要求6所述恒溫省煤器，其特征在于，所述螺旋翅片管在煙氣進入的前幾排選用不銹鋼，其余選用普通碳鋼。
【專利摘要】恒溫省煤器，包括省煤器本體，省煤器本體外接下降管形成閉式循環(huán)，且在循環(huán)管路上設置有外置換熱器，下降管中采用水作為循環(huán)介質時，所述外置換熱器上設置真空泵將運行壓力調(diào)控在5-8萬Pa之間，省煤器本體壁溫保持在80-95℃之間，下降管中也可直接采用乙醇作為循環(huán)介質，本實用新型省煤器的壁溫恒定保持在80-95℃之間，不發(fā)生低溫腐蝕，受熱面內(nèi)工質流速低，阻力小，不需管道泵；設計煙氣流速低于7m/s，受熱面磨損速率低；煙氣溫度降低，飛灰比電阻降低，袋除塵器比集塵面積提高，電和袋的除塵效率均得以提高，煙氣余熱用于加熱熱網(wǎng)水、冷風和凝結水，余熱得到了充分的利用，經(jīng)濟性顯著提高。
【IPC分類】F23J15/06, F22D1/00
【公開號】CN204678310
【申請?zhí)枴緾N201520158757
【發(fā)明人】呂海生, 江建忠, 徐正泉, 肖平
【申請人】中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年3月19日