CN101696794B - 电站锅炉排烟余热回收系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能技术领域的电站锅炉排烟余热回收系统及其方法，该系统包括：旁通烟道、挡板、酸露点仪、回水加热器、旁通烟道风机、控制器、回水进口温度传感器、回水引入管路、回水变频水泵、回水出口温度传感器、电动三通调节阀、中温回水引出管路和低温回水引出管路，回收方法为：通过控制器调节电动三通调节阀使得酸露点温度始终小于进入回水加热器的回水温度，通过温控变频器使得流出回水加热器的回水温度等于系统回水出口温度阈值。本发明避免了回水换热器积灰；可以使烟气完全进入旁通烟道；避免换热系统的低温腐蚀和结露；通过改变回水变频水泵的转速来满足系统对回水温度的要求，减少了抽汽量，降低了供电煤耗。

Description

电站锅炉排烟余热回收系统及其方法

技术领域

本发明涉及的是一种节能技术领域的系统及其方法，具体是一种电站锅炉排烟余热回收系统及其方法。

背景技术

对于电站锅炉而言，排烟损失是锅炉热效率最大的一项损失，其中烟气温度高是主要原因。由于锅炉中烟气的酸露点与煤种及含水量、空气温度及湿度、过量空气系数、煤种中含硫量及灰量、飞灰比等很多因素有关，所以在锅炉设计中，考虑到酸露点的影响，为避免尾部受热面的低温腐蚀，烟温的取值一般较高，这样就不可避免地有烟气温度裕量的浪费。其次，锅炉最后一级受热面是空气预热器，其受热面的壁温基本上是烟气温度与空气温度的平均值，所以为保证管壁温度大于露点温度，排烟温度按最冷时的空气设计，也使烟温有大的裕量。

经对现有文献检索发现，《长春工业大学学报》在2007年7月份发表的“电站锅炉排烟热量回收节能技术”一文提供了一种电站锅炉排烟热量回收节能装置，但该装置的控制采用较为繁琐的电动执行器控制的单路挡板，实际运行中存在烟气不能完全进入旁通烟道的弊病，而且没有考虑烟气的灰浓度比较大导致的换热器易积灰的后果。

又经检索发现，《东北电力技术》在2006年4月份发表的“火电厂加装低压省煤器经济效益分析”一文中提供了一种火电厂加装省煤器的方法，但是该方法中没有考虑到锅炉排烟的酸露点温度是随环境及煤种等因素变化的，同时加热的回水温度也无法控制，容易造成燃料的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种电站锅炉排烟余热回收系统及其方法。本发明是将烟气加热低温回水，以减少进入低压加热器的蒸汽量，使这部分蒸汽可以继续在汽轮机中做功，从而达到节能的目的；同时利用测得的酸露点信号控制换热器的进水温度，使换热器的壁面温度始终大于酸露点温度，在设备安全运行的模式下最大限度地利用烟气中热能，实现了将电站锅炉排烟的余热回收，降低了供电煤耗，节约了燃料。

本发明是采用以下技术方案实现的：

本发明涉及的电站锅炉排烟余热回收系统，包括：旁通烟道、挡板、酸露点仪、回水加热器、旁通烟道风机、控制器、回水进口温度传感器、回水引入管路、回水变频水泵、回水出口温度传感器、电动三通调节阀、中温回水引出管路和低温回水引出管路，其中：旁通烟道与主烟道相连贯通，挡板位于主烟道和旁通烟道入口的连接处，酸露点仪位于主烟道的管路上，回水加热器位于旁通烟道中，旁通烟道风机位于旁通烟道中，回水进口温度传感器设置于回水加热器和回水变频水泵间的管道上，回水引入管路与回水加热器的出水口相连，回水变频水泵的入口与电动三通调节阀的出口相连，回水变频水泵的出口与回水加热器的进水口相连，电动三通调节阀的入口分别与低温回水引出管路和中温回水引出管路相连，回水出口温度传感器分别与回水引入管路和回水变频水泵相连，控制器分别与酸露点仪、回水进口温度传感器和电动三通调节阀相连。

所述的回水变频水泵包括温控变频器。

所述的回水加热器是配有蒸汽吹灰的针形管式换热器。

所述的旁通烟道风机位于回水加热器的烟气下游。

所述的挡板包括：门板、门板轴及滑动轴承，其中：门板轴置于滑动轴承内，滑动轴承位于主烟道和旁通烟道入口的连接处，门板和门板轴焊接在一起。

本发明涉及的上述电站锅炉排烟余热回收系统的余热回收方法，包括步骤如下：

第一步，在同一时刻，分别将酸露点仪得到的主烟道内烟气的酸露点温度和回水进口温度传感器得到的进入回水加热器的回水温度传给控制器；

第二步，控制器比较同一时刻得到的酸露点温度和进入回水加热器的回水温度，当酸露点温度大于或等于进入回水加热器的回水温度时，控制器将调节电动三通调节阀的两进口开度，改变中温回水与低温回水的比例，提高进入回水加热器的回水温度，使得酸露点温度始终小于进入回水加热器的回水温度；

第三步，根据需要设定回水出口温度阈值，回水变频水泵内的温控变频器将该回水出口温度阈值与回水出口温度传感器测得的流出回水加热器的回水温度进行比较，当流出回水加热器的回水温度高于回水出口温度阈值时，温控变频器提高回水变频水泵的转速，以降低流出回水加热器的回水温度，使得流出回水加热器的回水温度等于回水出口温度阈值；当回水出口温度传感器测得的温度低于回水出口温度阈值时，温控变频器降低回水变频水泵的转速，以提高流出回水加热器的回水温度，使得流出回水加热器的回水温度等于回水出口温度阈值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过使用配有蒸汽吹灰的针形管式换热器，避免了回水换热器积灰；通过使用可自动开启和关闭的挡板，可以使烟气完全进入旁通烟道；在考虑酸露点温度变化的基础上，通过调节电动三通调节阀的两进口开度来控制进入回水加热器的回水温度，保证酸露点温度小于进入回水加热器的回水温度，避免换热系统的低温腐蚀和结露，从而大大提高设备安全性；通过改变回水变频水泵的转速来满足系统对回水温度的要求，减少了抽汽量，降低了供电煤耗，达到了节约燃料的目的。

附图说明

图1为实施例系统构成示意图；

图2是挡板的构成示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的系统进一步描述，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例涉及的电站锅炉排烟余热回收系统包括：挡板1、酸露点仪2、旁通烟道3、回水加热器4、旁通烟道风机5、控制器6、回水进口温度传感器7、回水引入管路8、回水变频水泵9、回水出口温度传感器10、电动三通调节阀11、中温回水引出管路12和低温回水引出管路13，其中：旁通烟道3与主烟道14紧密相连，挡板1位于主烟道14和旁通烟道3入口的连接处，酸露点仪2位于主烟道14的管路上，回水加热器4位于旁通烟道3中，旁通烟道风机5位于旁通烟道3中且在回水加热器4的烟气下游，回水进口温度传感器7与回水加热器4和回水变频水泵9间的管道相连，回水引入管路8与回水加热器4的出水口相连，回水变频水泵9的入口与电动三通调节阀11的出口相连，回水变频水泵9的出口与回水加热器4的进水口相连，电动三通调节阀11的入口分别与低温回水引出管路13和中温回水引出管路12相连，回水出口温度传感器7分别与回水引入管路8和回水变频水泵9相连，控制器6分别与酸露点仪2、回水进口温度传感器7和电动三通调节阀11的信号线及控制线相连。

如图2所示，所述的挡板1包括：门板15、门板轴16和滑动轴承17，其中：门板轴16置于滑动轴承17内，滑动轴承17位于主烟道14和旁通烟道3入口的连接处，门板15和门板轴16焊接在一起。当旁通风机5不动作时，挡板1处于主烟道通路、旁通烟道3关闭状态；当旁通烟道风机5动作时，在旁通烟道3烟气气流的作用下，挡板1处于主烟道关闭、旁通烟道3通路的状态，这样既保证增加设备切换自如，同时又可以在旁通烟道风机5出现故障或换热器堵塞时，锅炉设备恢复原来的运行。

所述的回水加热器4是是配有蒸汽吹灰的针形管式换热器，该加热器是由水平放置的针形蛇形管换热元件串接而成，换热元件管内流过回水，管外烟气冲刷。

所述的控制器6是比例积分微分(PID)控制器。

本实施例涉及的上述电站锅炉排烟余热回收系统的余热回收方法，包括步骤如下：

第一步，在同一时刻，分别将酸露点仪2得到的主烟道14内烟气的酸露点温度80℃和回水进口温度传感器7得到的进入回水加热器4的回水温度70℃传给控制器6；

第二步，控制器6比较得知，此刻酸露点温度大于进入回水加热器4的回水温度，故控制器6将调节电动三通调节阀11两进口阀门的开度比例，增加中温水的流量，减少低温水流量，使进入回水加热器4的回水温度达到90℃，从而保证酸露点温度小于进入回水加热器4的回水温度约10℃，回水加热器4的受热面上不会发生结露现象，锅炉烟气自140℃降低为105℃；

第三步，根据需要设定回水出口温度阈值100℃，回水变频水泵9内的温控变频器将回水出口温度传感器10测得的流出回水加热器4的回水温度110℃与100℃进行比较，由于回水出口温度传感器10测得的温度高于100℃时，温控变频器提高回水变频水泵9的转速，以降低流出回水加热器4的回水温度，使得流出回水加热器4的回水温度等于回水出口温度阈值。

本实施例通过使用配有蒸汽吹灰的针形管式换热器，避免了回水换热器4积灰；通过使用可自动开启和关闭的挡板1，可以使烟气完全进入旁通烟道3；在考虑酸露点温度变化的基础上，通过调节电动三通调节阀11的两进口开度来控制进入回水加热器4的回水温度，保证酸露点温度小于进入回水加热器4的回水温度，避免换热系统的低温腐蚀和结露，从而大大提高设备安全性；通过改变回水变频水泵9的转速来满足系统对回水温度的要求，减少了抽汽量，降低了供电煤耗，达到了节约燃料的目的。

Claims (6)

1.一种电站锅炉排烟余热回收系统，其特征在于，包括：旁通烟道、挡板、酸露点仪、回水加热器、旁通烟道风机、控制器、回水进口温度传感器、回水引入管路、回水变频水泵、回水出口温度传感器、电动三通调节阀、中温回水引出管路和低温回水引出管路，其中：旁通烟道与主烟道相连贯通，挡板位于主烟道和旁通烟道入口的连接处，酸露点仪位于主烟道的管路上，回水加热器位于旁通烟道中，旁通烟道风机位于旁通烟道中，回水进口温度传感器设置于回水加热器和回水变频水泵间的管道上，回水引入管路与回水加热器的出水口相连，回水变频水泵的入口与电动三通调节阀的出口相连，回水变频水泵的出口与回水加热器的进水口相连，电动三通调节阀的入口分别与低温回水引出管路和中温回水引出管路相连，回水出口温度传感器分别与回水引入管路和回水变频水泵相连，控制器分别与酸露点仪、回水进口温度传感器和电动三通调节阀相连。

2.根据权利要求1所述的电站锅炉排烟余热回收系统，其特征是，所述的回水变频水泵设有温控变频器。

3.根据权利要求1所述的电站锅炉排烟余热回收系统，其特征是，所述的回水加热器是配有蒸汽吹灰的针形管式换热器。

4.根据权利要求1所述的电站锅炉排烟余热回收系统，其特征是，所述的旁通烟道风机位于回水加热器的烟气下游。

5.根据权利要求1所述的电站锅炉排烟余热回收系统，其特征是，所述的挡板包括门板、门板轴及滑动轴承，其中：门板轴置于滑动轴承内，滑动轴承位于主烟道和旁通烟道入口的连接处，门板和门板轴焊接在一起。

6.一种根据权利要求1所述的电站锅炉排烟余热回收系统的余热回收方法，其特征在于，包括步骤如下：

第一步，在同一时刻，分别将酸露点仪得到的主烟道内烟气的酸露点温度和回水进口温度传感器得到的进入回水加热器的回水温度传给控制器；

第二步，控制器比较同一时刻得到的酸露点温度和进入回水加热器的回水温度，当酸露点温度大于或等于进入回水加热器的回水温度时，控制器将调节电动三通调节阀的两进口开度，改变中温回水与低温回水的比例，提高进入回水加热器的回水温度，使得酸露点温度始终小于进入回水加热器的回水温度；

第三步，根据需要设定回水出口温度阈值，回水变频水泵内的温控变频器将该回水出口温度阈值与回水出口温度传感器测得的流出回水加热器的回水温度进行比较，当流出回水加热器的回水温度高于回水出口温度阈值时，温控变频器提高回水变频水泵的转速，以降低流出回水加热器的回水温度，使得流出回水加热器的回水温度等于回水出口温度阈值；当回水出口温度传感器测得的温度低于回水出口温度阈值时，温控变频器降低回水变频水泵的转速，以提高流出回水加热器的回水温度，使得流出回水加热器的回水温度等于回水出口温度阈值。

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