CN104913294B - 一种火电厂锅炉排烟余热回收系统 - Google Patents

Abstract

一种锅炉排烟余热回收系统，本发明是为了解决现有火电厂锅炉排烟热损失的问题，本发明通过采用多组分离式热管换热器；各组分离式热管换热器由吸热段及放热段组成，吸热段与放热段之间通过管路连接组成回路；换热介质在吸热段内被烟气加热、蒸发为蒸汽，进入放热段凝结为液体，其中至少一组换热器中换热介质具有不同饱和温度；其中至少一组分离式热管换热器具有不同的工作压力和工作温度，以此保证布置方式灵活，减少烟道阻力；烟气与被加热介质之间的温差减小，热经济性好。

Description

一种火电厂锅炉排烟余热回收系统

技术领域

本发明属于锅炉余热回收节能技术，具体涉及一种火电厂锅炉排烟余热回收系统。

背景技术

排烟热损失是火电厂锅炉的主要热损失。现代大型火电机组锅炉设计排烟温约为120℃左右，对应的排烟热损失占锅炉燃料放热量的5％左右。锅炉排烟温度升高，其排烟热损失也增加，不但浪费能源，还会使脱硫系统耗水量增加。为提高电厂的运行经济性，近年来利用锅炉排烟余热加热凝结水的低温省煤器技术在我国火电企业得到了广泛的应用，但现有低温省煤器中烟气与凝结水进行直接换热，不利于控制换热管表面的温度，同时由于两者的换热系数相差较大，不利于换热面布置及流动的阻力控制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有火电厂锅炉排烟热损失的问题，进而提供一种火电厂锅炉排烟余热回收系统。

本发明的技术方案是：一种锅炉排烟余热回收系统，其特征在于，包括：多组分离式混合工质热管换热器；各组分离式混合工质热管换热器由吸热段及放热段组成，吸热段吸收烟气的余热，放热段向被加热工质放出热量；吸热段与放热段之间通过管路连接组成回路；换热介质为水与酒精的混合物；换热介质在吸热段内被烟气加热、蒸发为蒸汽，进入放热段凝结为液体，其中至少一组换热器中换热介质具有不同饱和温度；其中至少一组分离式热管换热器具有不同的工作压力和工作温度。

进一步的，多组分离式热管换热器的多个吸热段在烟气流动方向上顺序逐级布置，相应的多个放热段在被加热工质流动方向上逆序逐级布置。被加热工质包括凝结水、热网水、预热空气或脱硫后的烟气。

多组分离式热管换热器中的换热介质为水与酒精的混合物，根据各组热管换热器的工作温度选择酒精体积含量浓度，换热器内工作温度越高，酒精体积含量越大。混合物中酒精的体积含量在10％-50％之间。

进一步的，吸热段与放热段之间分别由蒸汽管路及回液管连接组成回路，回液管上设置辅助循环泵及储液箱，利用辅助循环泵，各组热管换热器的吸热段与放热段能克服换热介质的重力影响而采用逆流布置。各蒸汽管路上安装抽真空支管，抽真空支管通过多个切换阀与真空泵相联接，调节工作压力。采用3-10组分离式热管换热器。其中每一组热管换热器能通过调节热管内的压力来控制吸热段管道壁温。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

本发明采用水和酒精混合工质的多组分离式热管技术设计火电厂锅炉烟气余热回收系统，以减小换热温差，从而提高系统的换热效果，同时控制换热管壁面温度，提高系统运行安全性。

附图说明

图1锅炉排烟余热回收系统工作原理图；

图2锅炉排烟余热回收系统结构图；

具体实施方式

热管是一种高效传热元件，具有换热系数高、换热量大等优点；但常规毛细式热管换热器以每根热管作为一个换热单元，其吸热段及放热段需要就近布置，影响其系统设计的灵活性；常规单组分离式热管将吸热段及放热段联为一体，仅提供一组工况相同的换热器，管内压力保持一致，使烟气侧与水侧之间的换热温差无法进一步减小、影响热经济性；重力式热管需要将放热段布置在吸热段上部，影响其系统的适应性；热管换热器采用单一工作介质，使传热温差无法减小。

本发明借鉴了上述热管的优缺点，设计了一种锅炉排烟余热回收系统，采用多组分离式热管换热器，并设置了多个辅助循环泵5及储液箱6。各组热管内的换热介质为水与酒精混合物，换热介质在吸热段内被烟气加热、蒸发为蒸汽；沿蒸汽管路进入放热段凝结为液体，其热量被凝结水、热网水、预热空气或脱硫后的烟气吸收利用；液体经辅助循环泵沿回水管路返回吸热段，完成整个循环。

如图1所示，A-B区间所示为第1组换热器工况曲线，B-C区间所示为第2组换热器工况曲线，C-D区间所示为第3组换热器工况曲线，由于采用多组换热器，各组分离式热管换热器中水和酒精混合物的压力及浓度不同，其所对应的饱和温度也不相同，通过合理布置多组分离式热管换热器的空间位置及调整设定各组相应的换热介质的压力、浓度参数，烟气放热线与介质吸热线之间的温度间隔(即换热温差)可明显减小，有效减小了多组换热器工作时烟气侧与水侧之间的换热温差，提高了系统热经济性，其中由于采用水和酒精混合工质，较单一工质更进一步减小了换热温差。

图2给出了采用3组分离式热管加热器回收锅炉排烟余热加热凝结水的系统；锅炉排烟余热回收系统采用3-10组分离式热管换热器回收锅炉排烟余热用于加热凝结水、热网水、预热空气或脱硫后的烟气。

各组分离式热管换热器由吸热段1及放热段2组成，吸热段1吸收烟气的余热，放热段2向被加热工质放出热量；吸热段与放热段之间分别由蒸汽管路3及回液管4连接组成回路，回液管4上设置辅助循环泵5及储液箱6，各蒸汽管路上安装抽真空支管，抽真空支管通过多个切换阀7与真空泵8相联接，真空泵工作时，通过控制多个切换阀7其中之一的开闭来分别对各组换热器的工作压力进行控制调整；

热管换热器内的换热介质为水与酒精的混合物，其中酒精的体积含量在10％-50％之间。根据各组热管换热器的工作温度选择酒精体积含量浓度。换热器内温度越高，酒精体积含量越大；

利用辅助循环泵5，各组热管换热器的吸热段与放热段均可克服换热介质受到的重力或阻力作用而采用逆流布置。

与现有的锅炉排烟余热回收系统相比，本发明的优点为：

(1)布置方式灵活，多组分离及采用辅助循环泵，可根据烟道及被加热工质的实际情况布置系统，减少烟道阻力；

(2)各组分离式热管换热器中的换热介质的压力及浓度不同，烟气与被加热介质之间的温差减小，热经济性好；

(3)可通过调节热管内的压力来控制吸热段管道壁温，防止腐蚀。

Claims (8)

1.一种锅炉排烟余热回收系统，其特征在于，包括：多组分离式混合工质热管换热器；各组分离式混合工质热管换热器由吸热段及放热段组成，吸热段吸收烟气的余热，放热段向被加热工质放出热量；各组吸热段与放热段之间通过管路连接组成独立运行回路；换热介质为水与酒精的混合物；换热介质在吸热段内被烟气加热、蒸发为蒸汽，进入放热段凝结为液体，其中至少一组换热器中换热介质具有不同饱和温度；其中至少一组分离式热管换热器具有不同的工作压力和工作温度；多组分离式热管换热器的多个吸热段在烟气流动方向上顺序逐级布置，相应的多个放热段在被加热工质流动方向上逆序逐级布置。

2.如权利要求1所述的锅炉排烟余热回收系统，其特征在于，被加热工质包括凝结水、热网水、预热空气或脱硫后的烟气。

3.如权利要求1所述的锅炉排烟余热回收系统，其特征在于，多组分离式热管换热器中的换热介质为水与酒精的混合物，根据各组热管换热器的工作温度选择酒精体积含量浓度，换热器内工作温度越高，酒精体积含量越大。

4.如权利要求3所述的锅炉排烟余热回收系统，其特征在于，混合物中酒精的体积含量在10％-50％之间。

5.如权利要求1所述的锅炉排烟余热回收系统，其特征在于，吸热段与放热段之间分别由蒸汽管路及回液管连接组成回路，回液管上设置辅助循环泵及储液箱，利用辅助循环泵，各组热管换热器的吸热段与放热段能克服换热介质受到的阻力影响而采用逆流布置。

6.如权利要求5所述的锅炉排烟余热回收系统，其特征在于，各蒸汽管路上安装抽真空支管，抽真空支管通过多个切换阀与真空泵相联接，调节工作压力。

7.如权利要求1所述的锅炉排烟余热回收系统，其特征在于，采用3-10组分离式热管换热器。

8.如权利要求1所述的锅炉排烟余热回收系统，其特征在于，其中每一组热管换热器能通过调节热管内的压力来控制吸热段管道壁温。