專利名稱：一種含有自動控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種含有自動控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于熱交換與自動控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含有自動控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置。
背景技術(shù)：
[0002]在全球氣候變暖的背景下，以低能耗、低污染為基礎(chǔ)的“低碳經(jīng)濟”成為全球熱點。 低碳經(jīng)濟實質(zhì)是能源高效利用、清潔能源開發(fā)、追求綠色GDP的問題，核心是能源技術(shù)和減排技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和制度創(chuàng)新以及人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。因此，節(jié)能是我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的一項長遠戰(zhàn)略方針，也是當(dāng)前一項極為緊迫的任務(wù)。[0003]對火力發(fā)電廠而言，鍋爐熱損失中最大的是排煙損失。據(jù)全國火電廠的排煙溫度數(shù)據(jù)統(tǒng)計對小型鍋爐，燃用高硫煤時，排煙溫度較高，可以達到180 0C ^220 °C左右；中型鍋爐排煙溫度在110 0C ^180 °C。研究顯示，排煙溫度每升高15 0C ^20 °C，鍋爐效率大約降低I. 0%。因此，鍋爐排煙是一個潛力很大的余熱資源。針對我國能源和水資源短缺、環(huán)境惡化日趨嚴重等狀況，在電廠設(shè)計中優(yōu)化系統(tǒng)和設(shè)計，合理地利用電廠的煙氣余熱，提高機組效率，減少煤耗，是節(jié)能的主要措施之一。[0004]現(xiàn)階段的火電廠煙氣余熱回收裝置種類很多，一般是直接在煙道上串聯(lián)換熱裝置，煙氣經(jīng)過換熱裝置以后排出，由于存在低溫冷凝腐蝕和由此產(chǎn)生的黏性灰垢問題，現(xiàn)有的換熱器在設(shè)計時都要避免換熱器出口的排煙溫度過低，以保證換熱器的使用壽命和安全?，F(xiàn)有的處理設(shè)計不能實時檢測排煙溫度，因此為了防止低溫腐蝕留有較多余量，排煙溫度與設(shè)計值一般高出10 0C ^50 °C。要降低排煙溫度就需要提高壁面抗腐蝕性，在綜合考慮節(jié)能與節(jié)材經(jīng)濟可行性時，對于150 °C左右的低排煙溫度，現(xiàn)有的換熱器不能從根本上解決低溫冷凝腐蝕和能量最優(yōu)利用問題，能量的利用率低，設(shè)備靈活性差，無法在燃燒工質(zhì)的組分發(fā)生變化時，獲得最優(yōu)能量利用，致使大量熱量的煙氣從煙 排放到大氣中而未被充分利用，造成鍋爐熱效率下降，發(fā)電煤耗上升。實用新型內(nèi)容[0005]針對目前低溫?zé)煔庥酂崂玫默F(xiàn)狀，本實用新型提供了一種含有自動控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置。通過將低溫?zé)煔獾挠酂崂门c自動控制器相結(jié)合的方式，有效地解決目前低溫?zé)煔庥酂峄厥绽貌怀浞侄斐慑仩t效率低下，發(fā)電煤耗高的問題，達到低溫?zé)煔庥酂峄厥绽玫耐瑫r又能保護煙氣換熱設(shè)備不受酸腐蝕的目的。[0006]一種含有自動控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置，在其引風(fēng)管道上順次設(shè)置引風(fēng)機、 低溫?zé)煔鈸Q熱裝置和煙 ;在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置上設(shè)置循環(huán)冷卻水管道，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置出口側(cè)的循環(huán)冷卻水管道上設(shè)置冷卻循環(huán)水泵；在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置入口處設(shè)置硫成分測量儀，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置入口處和出口處分別設(shè)置I個溫度傳感器，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置中部設(shè)置煙氣流量監(jiān)測裝置；在控制柜中設(shè)置PID控制器和冷卻水循環(huán)變頻器；所述硫成分測量儀、溫度傳感器和煙氣流量監(jiān)測裝置分別與控制柜中PID控制器相連；所述冷卻循環(huán)水泵與控制柜中的冷卻水循環(huán)變頻器相連。[0007]所述低溫?zé)煔鈸Q熱裝置為螺旋管束換熱器。[0008]本實用新型的有益效果為[0009]本實用新型由于在鍋爐或者爐窯引風(fēng)機和煙囪之間裝有余熱利用裝置，并采用了低溫?zé)煔庥酂崂门c自動控制功能相結(jié)合的方式，故在低溫?zé)煔庥酂嶙罴牙玫耐瑫r保護低溫?zé)煔鈸Q熱裝置不受煙氣中的硫成分造成的酸腐蝕。在此系統(tǒng)中，煙氣與低溫?zé)煔鈸Q熱裝置中的水間接接觸進行氣-水熱量交換，將熱量傳遞給低溫?zé)煔鈸Q熱裝置中的冷凝水， 同時由于控制裝置的前饋和反饋控制作用，當(dāng)煙氣流量在引風(fēng)機出口溫度以及煙氣中硫成分發(fā)生變化時，分別通過煙氣流量檢測裝置、溫度傳感器、硫成分測量儀檢測出其變化，并將變化轉(zhuǎn)換成電信號傳遞給冷卻水循環(huán)變頻器，改變冷卻水循環(huán)變頻器的輸出頻率從而改變了冷卻循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速，使得冷凝水流量發(fā)生相應(yīng)的變化，故保證了低溫?zé)煔鈸Q熱裝置出口的煙氣溫度在酸腐蝕的露點溫度之上，避免出現(xiàn)酸的露點，這樣既能充分地利用了煙氣的余熱，又能保護換熱設(shè)備不受酸腐蝕。


[0010]圖I為本實用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；[0011]圖2為本實用新型的自動控制原理示意圖；[0012]圖中標(biāo)號1_引風(fēng)機；2_引風(fēng)管道；3_循環(huán)冷卻水管道；4_低溫?zé)煔鈸Q熱裝置； 5-冷卻循環(huán)水泵；6_控制柜；7_煙囪。
具體實施方式
[0013]本實用新型提供了一種含有自動控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。[0014]一種含有自動控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置，在其引風(fēng)管道2上順次設(shè)置引風(fēng)機 I、低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4和煙 7 ;在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4上設(shè)置循環(huán)冷卻水管道3，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4出口側(cè)的循環(huán)冷卻水管道3上設(shè)置冷卻循環(huán)水泵5 ;在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4 入口處設(shè)置硫成分測量儀，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4入口處和出口處分別設(shè)置I個溫度傳感器，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4中部設(shè)置煙氣流量監(jiān)測裝置；在控制柜6中設(shè)置PID控制器和冷卻水循環(huán)變頻器；所述硫成分測量儀、溫度傳感器和煙氣流量監(jiān)測裝置分別與控制柜6中 PID控制器相連；所述冷卻循環(huán)水泵5與控制柜6中的冷卻水循環(huán)變頻器相連。[0015]所述低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4為螺旋管束換熱器。[0016]如圖I和圖2所示，低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4入口處的溫度傳感器用于采集低溫?zé)煔膺M入低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4入口時的溫度，并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號，送到控制柜6中的PID控制器；硫成分測量儀用于采集低溫?zé)煔膺M入低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4入口的硫成分，并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號，送到控制柜6中的PID控制器；煙氣流量監(jiān)測裝置用于采集低溫?zé)煔獾牧髁啃盘?，并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號，并送到控制柜6中的PID控制器；低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4出口處的溫度傳感器用于采集低溫?zé)煔饨?jīng)低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4換熱后的出口溫度，并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號，送到控制柜6中的PID控制器。冷卻水循環(huán)變頻器接受控制柜6中的PID控制器的輸出信號后，發(fā)出信號去控制冷卻循環(huán)水泵5的轉(zhuǎn)速。[0017]本實用新型的工作原理如圖2所示煙氣從引風(fēng)機I出口進入低溫?zé)煔鈸Q熱裝置 4之前先經(jīng)過安裝在其入口處的硫成分測量儀和溫度傳感器，測出煙氣中硫的成分含量和煙氣進入低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4前的入口溫度A。根據(jù)硫成分含量與煙氣酸露點溫度之間的經(jīng)驗計算公式，可以計算出低溫?zé)煔馑崧饵c溫度t2’，為了避免溫度傳感器的精度和經(jīng)驗計算公式帶來的誤差，把此溫度再加上5°C的裕量作為煙氣在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4出口處的安全排煙溫度t2(t2= t2’+5)。當(dāng)煙氣沿著低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4到達中間位置時經(jīng)煙氣流量檢測裝置，該裝置可以實時地檢測出當(dāng)前煙氣的流量Q，當(dāng)煙氣沿著低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4到達其出口時經(jīng)溫度傳感器，此溫度傳感器測量的是煙氣經(jīng)低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4后在其出口的實際溫度t3。由能量守恒，QX (Vt2)的值便是我們可以利用的最佳能量，由于引風(fēng)機I 所引送的煙氣量是受鍋爐的熱負荷控制，熱負荷是由調(diào)度所決定，不能改變，煙氣的入口溫度h和安全溫度t2是由工質(zhì)確定，也不能改變。所以為了能夠最佳地利用低溫?zé)煔獾臒崃浚?同時為了達到控制的快速性和實時性，以引風(fēng)機I所引送的煙氣流量及溫度差(h、)的乘積為控制系統(tǒng)的前饋值，粗調(diào)控制冷卻循環(huán)水泵5的轉(zhuǎn)速進而控制冷卻循環(huán)水的流量，從而構(gòu)成前饋控制。另外根據(jù)低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4入口煙氣中硫成分含量和酸露點之間的經(jīng)驗計算公式推算出的溫度t2’再加上5 V的溫度裕量作為安全排放溫度t2，以此溫度作為煙氣在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4出口溫度的設(shè)定值，把該設(shè)定值與經(jīng)過低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4換熱后的煙氣出口實際溫度值t3作差，用此偏差信號(t2-t3)作為PID控制器的輸入信號去控制冷卻水循環(huán)變頻器的輸出頻率，精調(diào)控制冷卻循環(huán)水泵5的轉(zhuǎn)速，減少控制偏差，最終達到煙氣在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4的出口設(shè)定溫度和煙氣在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4的出口實際溫度相等，從而構(gòu)成反饋控制。由上面前饋控制和反饋控制組成復(fù)合控制系統(tǒng)不但抗干擾能力強、適用性好、實時性強，而且使得在低溫?zé)煔庵械牧虿辉斐傻蜏責(zé)煔鈸Q熱裝置4酸腐蝕的情況下，煙氣中的余熱能得到最佳利用。
權(quán)利要求1.一種含有自動控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置，其特征在于在引風(fēng)管道(2)上順次設(shè)置引風(fēng)機(I)、低溫?zé)煔鈸Q熱裝置(4)和煙 (7);在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置(4)上設(shè)置循環(huán)冷卻水管道(3)，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置(4)出口側(cè)的循環(huán)冷卻水管道(3)上設(shè)置冷卻循環(huán)水泵(5);在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置(4)入口處設(shè)置硫成分測量儀，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置(4)入口處和出口處分別設(shè)置I個溫度傳感器，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置(4)中部設(shè)置煙氣流量監(jiān)測裝置；在控制柜(6)中設(shè)置PID控制器和冷卻水循環(huán)變頻器；所述硫成分測量儀、溫度傳感器和煙氣流量監(jiān)測裝置分別與控制柜(6)中PID控制器相連；所述冷卻循環(huán)水泵(5)與控制柜(6)中的冷卻水循環(huán)變頻器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種含有自動控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置，其特征在于所述低溫?zé)煔鈸Q熱裝置(4)為螺旋管束換熱器。
專利摘要本實用新型屬于熱交換與自動控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含有自動控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置。本實用新型在引風(fēng)管道上順次設(shè)置引風(fēng)機、低溫?zé)煔鈸Q熱裝置和煙囪；在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置上設(shè)置循環(huán)冷卻水管道，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置出口側(cè)的循環(huán)冷卻水管道上設(shè)置冷卻循環(huán)水泵；在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置入口處設(shè)置硫成分測量儀，在其入口處和出口處分別設(shè)置1個溫度傳感器，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置中部設(shè)置煙氣流量監(jiān)測裝置；所述冷卻循環(huán)水泵、硫成分測量儀、溫度傳感器和煙氣流量監(jiān)測裝置分別與控制柜相連。本實用新型抗干擾能力強、適用性好、實時性強，而且使得在低溫?zé)煔庵械牧虿辉斐傻蜏責(zé)煔鈸Q熱裝置酸腐蝕的情況下，煙氣中的余熱能得到最佳利用。
文檔編號F27D17/00GK202813408SQ201220498058
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者錢殿偉, 劉倩, 文登宇, 袁桂麗, 劉向杰, 侯國蓮 申請人:華北電力大學(xué)