CN102537994A

CN102537994A - 一种消除烟道烟温偏差的装置

Info

Publication number: CN102537994A
Application number: CN2011104547860A
Authority: CN
Inventors: 赵钦新; 鲍颖群; 王云刚; 惠世恩; 谭厚章; 周屈兰
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2012-07-04

Abstract

一种消除烟道烟温偏差的装置，布置于空气预热器和除尘器之间，包括流通烟道，在流通烟道内沿烟道宽度方向设置有换热翅片管束，所述换热翅片管束的翅片节距采用从高温烟区到低温烟区节距由小到大渐变式结构或低温烟区和高温烟区选用大小两段变节距式结构，所述换热翅片管束选用H形翅片管、螺旋翅片管或针形翅片管；本发明对锅炉排烟进行冷却，有效地回收锅炉排烟余热加热凝结水，降低除尘器进口烟气温度，消除烟道和除尘器内部的烟温偏差，改善除尘器内部温度分布不均匀导致气流分布不均匀的非正常工况，提高除尘效率和锅炉或机组效率，实现除尘器安全高效运行和锅炉或机组节能减排的综合目标。

Description

一种消除烟道烟温偏差的装置

技术领域

本发明属于空气预热器尾部烟道技术领域，具体涉及一种消除烟道烟温偏差的装置。

背景技术

空气预热器是火力发电厂中的一个重要设备，起到降低排烟温度，提高锅炉燃烧效率的目的。随着机组向大容量发展，目前国内大中型电站锅炉(200MW及以上机组)通常采用传热面密度高、结构紧凑、节省钢材、容易布置的回转式空气预热器作为尾部换热设备。尤其是300MW以上机组，均使用了回转式空气预热器。但是回转式空预器结构复杂，内部积灰堵灰、低温腐蚀、漏风率大以及一二次风偏离设计值等常见问题，造成空气预热器出口烟温偏高以及烟道两侧烟温存在偏差。现场调查发现，某些机组空气预热器出口平均烟温达到150℃以上，比设计值偏高20～30℃；更为严重的是，除了排烟温度的绝对值偏高外，空气预热器出口烟道的左右侧还存在温度偏差，有时平均烟温偏差达到25℃左右，最大偏差可达35～50℃，可能造成实际最高排烟温度超过150℃。

而安装在空气预热器之后的除尘系统有静电除尘器、布袋式除尘器以及电袋复合除尘器，当进口烟气温度偏离设计值时，温度场分布不均匀，则不能在最佳设计工况下运行，除尘效率偏低。对于电除尘器，烟气温度在120～200℃之间，粉尘的比电阻会达到最大值，若粉尘的比电阻超过临界值5×10¹⁰Ω·cm，则电晕电流通过粉尘层受到限制；同时，气体粘滞性随着温度上升而增大，将影响驱进速度的下降，烟气温度分布不均导致除尘器断面驱进速度不均，除尘效率下降；而对于袋式除尘器，一般采用的常温滤料，运行温度在150℃以下，若连续长期使用温度偏高，滤袋使用寿命下降；温度分布不均导致气流分布不均，使滤袋出现摆动和碰撞现象，不同区域过滤负荷不均，也会影响滤袋的使用寿命。在烟温偏差严重的情况下，将危及除尘器和锅炉的安全性和经济性。

为了降低锅炉尾部烟道的排烟温度、减小烟温偏差，一般对空预器密封系统和吹灰系统进行改造，如增加蓄热原件、转子找正、双密封结构改造、调整各密封间隙、采用声波吹灰等，但改造空预器成本比较高。在不改造空预器的情况下，需要增加受热面，对这部分烟气进行余热回收。但除尘系统之前的烟气粉尘含量大，对受热面的积灰和磨损严重，换热效果差。通常的余热回收装置能降低排烟温度，却不能消除烟温偏差。

为此，在不改造空气预热器的前提下，降低尾部烟道排烟温度，减小烟道左右侧烟温偏差，实现锅炉排烟余热回收利用，成为电站锅炉长周期安全运行过程中亟待解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种消除烟道烟温偏差的装置，对锅炉排烟进行冷却，有效地回收锅炉排烟余热，降低除尘器进口烟气温度和消除烟温偏差，提高除尘和锅炉或机组效率，实现节能增效的目的。

为了实现上述的目的，本发明采用如下技术方案：

一种消除烟道烟温偏差的装置，包括流通烟道9，在流通烟道9内沿烟道宽度方向设置有换热翅片管束5，所述换热翅片管束5的翅片节距采用从高温烟区到低温烟区节距由小到大渐变式结构或低温烟区和高温烟区采用大小两段变节距式结构。

所述换热翅片管束5为H形翅片管。

所述换热翅片管束5为螺旋翅片管或针形翅片管。

所述的受热面结构布置于空气预热器和除尘器之间。

本发明一种消除烟道烟温偏差的换热面结构布置在空气预热器和电除尘器之间，相比于现有的烟气回收装置，具有以下优点：

1)换热翅片管束5的翅片节距采用从高温烟区到低温烟区节距由小到大渐变式结构，在高温烟区采用翅片节距较小的翅片管，在低温烟区采用翅片节距较大的翅片管，因节距小的翅片管的传热系数高于节距大的翅片管，同时，高温区的翅片面积多于低烟温区，使得高温烟气放热较多，低温烟气放热较少，降低尾部烟道烟气温度偏差。也可以采用高温烟区和低温烟区大小两段变节距式结构。

2)每一根受热管一半处于高温烟区，一半处于低温烟区，而管内冷却水温度几乎相同，此时高温烟区传热温压大于低温烟区，由于传热温压的差别，高烟温区烟气对换热管放热较多，而低温烟区烟气放热较少，可以进一步使得出口烟气温度偏差降低。

附图说明

图1是本发明剖面图。

图2是本发明换热翅片管束5所采用的，从高温烟区到低温烟区节距由小到大渐变式H形翅片管的结构示意图。

图3是本发明换热翅片管束5所采用的，低温烟区和高温烟区大小两段变节距式H形翅片管的结构示意图。

图4是本发明换热翅片管束5所采用的螺旋翅片管或针形翅片管结构示意图。其中：图4a为螺旋翅片管结构示意图，图4b为针形翅片管结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细说明。

如图1所示，本发明布置于空气预热器和除尘器之间，受热面结构进口烟道与空气预热器出口烟道贯通连接，受热面结构出口烟道与除尘器进口烟道贯通连接。本发明包括受热面外框架6，置于受热面外框架6内的左侧外壳板3和右侧外壳板3’将外框架6所围成的空腔分为流通烟道9、位于流通烟道9右侧的右侧烟道外部空间7以及左侧的左侧烟道外部空间10，所述流通烟道9内设置有中间支撑板4和换热翅片管束5，左侧烟道外部空间10外设置有出口分配联箱2和进口分配联箱11，出口分配联箱2和设置在左侧烟道外部空间10内的出口联箱1相连通，进口分配联箱11和设置在左侧烟道外部空间10内的进口联箱12相连通，进口联箱12的出口端和换热翅片管束5的一端相连通，换热翅片管束5之间为顺列蛇形布置，蛇形管的两段之间用设置在左侧烟道外部空间10内的左弯头8’和设置在右侧烟道外部空间7内的右弯头8连接，直至最后一排换热翅片管束5与出口联箱1相连通，左弯头8’和右弯头8为弯度为180°的光管。

如图2所示，换热翅片管束5采用H形翅片管，从高温烟区到低温烟区节距由小到大渐变。在高温烟区采用翅片节距较小的翅片管，在低温烟区采用翅片节距较大的翅片管，以使得高温烟气放热较多，低温烟气放热较少，降低尾部烟道烟气温度偏差。

如图3所示，换热翅片管束5采用H形翅片管，低温烟区和高温烟区大小两段变节距式。在高温烟区一段的翅片管翅片节距较小，在低温烟区一段的翅片管翅片节距较大，以使得高温烟气放热较多，低温烟气放热较少，降低尾部烟道烟气温度偏差。

如图4a所示，为螺旋翅片管结构示意图。

如图4b所示，为针形翅片管结构示意图。

本发明的工作原理为：空气预热器出口烟气自上而下通过该受热面结构，凝结水自下而上通过该受热面结构，烟气和凝结水横向冲刷受热翅片管束5，实现烟气与凝结水之间的热量交换，受热面结构出口烟气进入除尘器进行除尘。具体为：凝结水由进口分配联箱11进口进入进口联箱12，水量分配后进入受热翅片管束5，凝结水与烟气换热后进入出口联箱1，再由出口分配联箱2出口输出。

翅片管束5采用H形翅片管，采用顺列蛇形布置，换热效果好；右侧弯头8’或左侧弯头8分别置于左侧烟道外10和右侧烟道外部空间7内，不会被烟气冲刷，避免了烟气走廊的形成，提高了烟气深度冷却器内部流场的均匀性。

Claims

1.一种消除烟道烟温偏差的装置，包括流通烟道(9)，在流通烟道(9)内沿烟道宽度方向设置有换热翅片管束(5)，其特征在于：所述换热翅片管束(5)的翅片节距采用从高温烟区到低温烟区节距由小到大渐变式结构或低温烟区和高温烟区采用大小两段变节距式结构。

2.根据权利要求1所述的一种消除烟道烟温偏差的装置，其特征在于：所述换热翅片管束(5)为H形翅片管。

3.根据权利要求1所述的一种消除烟道烟温偏差的装置，其特征在于：所述换热翅片管束(5)为螺旋翅片管或针形翅片管。

4.根据权利要求2或3所述的一种消除烟道烟温偏差的装置，其特征在于：所述的受热面结构布置于空气预热器和除尘器之间。