CN105387446A - 一种主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统 - Google Patents

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张燕平
王际洲
肖鹏程
黄树红
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    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0084—Combustion air preheating

Abstract

本发明公开了一种主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统，其包括高温省煤器、前置空气预热器和旁路分级装置，高温省煤器和前置空气预热器分设于烟道的上部和下部；旁路分级装置设于高温省煤器和前置空气预热器之间，其包括控制阀、主空气预热器、旁路省煤器高温段和旁路省煤器低温段，所述控制阀将烟道分为主烟道和旁通烟道，所述主空气预热器位于主烟道上，所述旁路省煤器高温段和旁路省煤器低温段以上下分布的方式位于旁通烟道上。本发明通过增加控制阀将烟道分为主烟道和旁通烟道，以形成分隔烟道，实现对排烟余热的分级利用以及对排烟温度的主动控制。

Description

一种主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统
技术领域
本发明属于锅炉排烟温度控制技术领域，更具体地，涉及一种主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统。
背景技术
目前，锅炉排烟热损失在锅炉各项热损失中占比最大(约5％～7％)，锅炉排烟温度偏高会严重影响锅炉的经济运行。在燃煤发电机组的实际运行中，受热面污染程度随着锅炉运行时间而加剧，导致长期运行的锅炉排烟温度要比设计温度高10℃～30℃。大型火电机组锅炉的排烟温度大都在125～145℃之间，而且随着环境温度的变化，排烟温度有可能产生进一步的波动。锅炉排烟温度每上升20℃，锅炉效率就下降1％，标准煤耗上升3～4g/kWh。同时，随着我国火电厂大气污染物排放要求的提高，部分燃煤发电机组开始采用低温电除尘技术，即将电除尘器入口烟气温度降至酸露点温度以下(一般为95℃)，在大幅提高除尘效率的同时可以高效捕集SO3，既保证燃煤电厂满足低排放要求，又可以有效减少PM2.5排放。
低温省煤器是目前应用较为广泛的排烟余热利用技术，即在空预器之后加装换热面，通过与凝结水和低压加热器并联，将排烟温度降低至95℃。但是，低温省煤器的设计存在两点不足：第一，低温省煤器一般只设计一级，传热温差很大带来较大的不可逆损失；第二，由于低温省煤器换热面积固定，当排烟温度产生波动时，采用低温省煤器并不能控制排烟温度。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统，其中结合省煤器系统自身的特点，相应设计了能主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统，并对其关键组件如旁路分级装置的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可有效解决现有的低温省煤器传热温差大、排烟温度不能控制的问题，同时还可实现对排烟余热的分级利用。
为实现上述目的，本发明提出了一种主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统，其特征在于，该系统包括高温省煤器、前置空气预热器和旁路分级装置，其中：
所述高温省煤器和前置空气预热器分设于烟道的上部和下部；所述旁路分级装置设于所述高温省煤器和前置空气预热器之间，其包括控制阀、主空气预热器、旁路省煤器高温段和旁路省煤器低温段，所述控制阀将烟道分为主烟道和旁通烟道，所述主空气预热器位于主烟道上，所述旁路省煤器高温段和旁路省煤器低温段以上下分布的方式位于旁通烟道上；
通过所述旁通烟道的旁通烟气依次经过旁路省煤器高温段和旁通省煤器低温段后，与经过主空气预热器的主烟气混合，再一起通往前置空气预热器中，经换热后最终去电除尘；空气通过前置空气预热器后再通往主空气预热器中，最终通向炉膛。
作为进一步优选的，所述控制阀为一种分隔烟道系统，其用于控制旁通烟道中旁通烟气的旁通量。
作为进一步优选的，通过引风机将所述高温省煤器出口的烟气旁通到旁路省煤器高温段。
作为进一步优选的，所述旁路省煤器高温段用于与给水换热，换热后的给水通往高压加热器出口，换热后的烟气通往旁路省煤器低温段。
作为进一步优选的，所述旁路省煤器低温段用于与凝结水进行换热，换热后的凝结水通往除氧器。
作为进一步优选的，所述前置空气预热器优选为回转式空气预热器，其用于降低烟气温度到可以去电除尘的温度，同时用于初步加热空气，并将加热的空气通入主空气预热器中。
作为进一步优选的，所述主空气预热器利用高温主烟气再次加热空气，再将高温空气送入锅炉的炉膛。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1.本发明通过增加控制阀将烟道分为主烟道和旁通烟道，以形成分隔烟道，从高温省煤器出口处旁通一定比例的高温烟气，利用这些烟气先加热部分给水，后加热部分凝结水，再将被冷却的旁通烟气与主空气预热器冷却后的烟气混合，最后通过设置一种回转式空气预热器作为前置空气预热器来加热空气并降低混合烟气的温度，使烟气温度下降到95℃，获得满足要求的烟气。
2.本发明通过控制旁通烟气比例，根据旁路省煤器高温段和旁路省煤器低温段端差(烟气出口温度与入口水温度的差)，计算除氧器和高压加热器出口的引水比例以及旁路出口烟气的温度；通过主空气预热器出口空气温度保持不变，计算出经过主空气预热器后的烟气温度；再根据烟气旁通比例计算出排烟温度，因此通过改变旁通烟气比例可以主动有效地控制排烟温度，具有充分利用高温烟气的高品质能量，既实现对排烟余热的分级利用，又实现了对排烟温度主动控制的优点。
附图说明
图1是按照本发明实现的旁路省煤器的整体结构示意图。
其中，1-高温省煤器，2-控制阀，3-旁路省煤器高温段，4-旁路省煤器低温段，5-主空气预热器，6-前置空气预热器，7-空气，8-烟气，9-汽包，10-给水操作台，11-高压加热器出口，12-给水泵出口，13-除氧器，14-凝结水泵出口，15-通往炉膛的空气，16-去电除尘的烟气。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是按照本发明实现的旁路省煤器的整体结构示意图，下文将结合结构示意图对本发明的系统进一步详细说明。
本发明的一种主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统，其根据烟道中烟气的流动依次布置有高温省煤器1、旁路分级装置、前置空气预热器6，其中：
高温省煤器1和前置空气预热器6分设于烟道的上部和下部；旁路分级装置设于高温省煤器1和前置空气预热器6之间，其包括控制阀2、主空气预热器5、旁路省煤器高温段3和旁路省煤器低温段4，控制阀2将烟道分为主烟道和旁通烟道，主空气预热器5位于主烟道上，旁路省煤器高温段3和旁路省煤器低温段4以上下分布的方式位于旁通烟道上。
来自高温省煤器1出口的高温烟气通过控制阀2分为两部分，一部分从主烟道通往主空气预热器5加热从前置空气预热器6出来的空气7，另一部分从旁通烟道通往两段旁路省煤器，旁通烟道中的旁通烟气份额可通过具体计算达到煤耗最低，即最节能的点。通过旁通烟道的旁通烟气依次经过旁路省煤器高温段3和旁通省煤器低温段4后，与经过主空气预热器5的主烟气混合，再一起通往前置空气预热器6中，经换热后最终去电除尘；空气通过前置空气预热器6后再通往主空气预热器5中，最终通向炉膛，由于进入主空气预热器5的烟气流量减少，主空气预热器5出口空气温度也会降低，为了保证锅炉侧的正常运行，也就是主空气预热器5出口处保证一定的温度，利用前置空气预热器6对进入主空气预热器5的空气进行预热，提高空气温度，保证进入锅炉内的空气的温度。
进一步的，控制阀2为一种分隔烟道系统，用于控制旁通烟道中旁通烟气的旁通量，通过引风机将高温省煤器1出口的烟气旁通到旁路省煤器高温段3；旁路省煤器高温段3位于旁通烟道中，用于与给水换热，换热后的给水通往高压加热器出口，具体高压加热器的位置由高加出口温度与给水回水温度相当来确定，换热后的烟气通往旁路省煤器低温段4；旁路省煤器低温段4位于旁通烟道中，并位于旁路省煤器高温段3和前置空气预热器6之间，用于与凝结水进行换热，换热后的凝结水通往除氧器，回水温度需要与除氧器饱和压力所对应的饱和温度相当；本实施例中前置空气预热器6位于烟道的尾部，并选用回转式空气预热器，用于降低烟气温度到可以去电除尘的温度，同时用于初步加热空气，并将加热的空气通入主空气预热器5中；主空气预热器5利用高温主烟气再次加热空气，将高温空气加热到要求温度后送入锅炉的炉膛中。
更为具体的，旁通到旁路省煤器的烟气先经过旁路省煤器高温段3，利用这些烟气先加热部分给水，然后回水至高压加热器，其中给水回水温度与高压加热器出口温度相当；烟气紧接着通过旁路省煤器低温段4，加热部分凝结水，凝结水经过加热后回水至除氧器，回水温度与除氧器饱和压力所对应的饱和温度相当；再将被冷却的旁通烟气与主空气预热器5冷却后的烟气混合，通过前置空气预热器6使烟气温度下降到酸露点温度以下，一般为95℃，以满足低温去电除尘的要求，又在安全的范围内运行。
将本发明应用于某600MW一次再热火力发电机组中，其具体的应用计算结果如下：
采用旁通分级省煤器设计时，先假定旁通烟气的份额为15％，旁路省煤器低温段4入口水端差为15℃(烟气出口温度与入口水温度的差，下同)，旁路省煤器高温段3水端差为30℃。
计算结果表明，旁路省煤器高温段3出口烟温为204℃，旁路省煤器低温段4出口烟温为112.6℃，主空气预热器5的出口烟气温度为156.2℃，与旁路分级高温省煤器出口的烟气混合后烟气温度为149.2℃；从给水泵出口12引出给水温度为173.7℃，高压加热器出口12水温为279.3℃，计算得到给水引水比例为6.5％，混合后进入高温省煤器1，混合点可选择在锅炉侧，减少管道投资，同时降低一部分管道压损。凝结水泵出口14温度为97.6℃，除氧器13压力对应的饱和水温为143.2℃，经计算得到引出凝结水比例为9％，混合后送入除氧器13，由此计算得到使用旁路分级省煤器后燃煤发电机组的煤耗率降低。
当排烟温度为140℃时，主空气预热器旁通烟道烟气8比例约为16～18％，相应的节能效果约为2.1～2.7g/kWh，对应的排烟温度要求为100～95℃，如果这一比例大于18％，则对应的排烟温度要求为低于95℃，低于酸露点，其他排烟温度所对应的最大旁通比例也存在同样限制；当排烟温度为130℃时，主空气预热器旁通烟道烟气比例约为12～15％，低温相应的节能效果为1.3～2.0g/kWh；当排烟温度为120℃时，主空气预热器旁通烟道烟气比例约为8～11％，相应的节能效果为0.4～1.2g/kWh；当排烟温度为110℃时，主空气预热器旁通烟道烟气比例约为5～7％，相应的节能效果为-0.1～0.43g/kWh，也就是说当排烟温度为110℃时，主空气预热器旁通烟道烟气比例必须大于5.5％才有节能效果。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统，其特征在于，该系统包括高温省煤器(1)、前置空气预热器(6)和旁路分级装置，其中：
所述高温省煤器(1)和前置空气预热器(6)分设于烟道的上部和下部；所述旁路分级装置设于所述高温省煤器(1)和前置空气预热器(6)之间，其包括控制阀(2)、主空气预热器(5)、旁路省煤器高温段(3)和旁路省煤器低温段(4)，所述控制阀(2)将烟道分为主烟道和旁通烟道，所述主空气预热器(5)位于主烟道上，所述旁路省煤器高温段(3)和旁路省煤器低温段(4)以上下分布的方式位于旁通烟道上；
通过所述旁通烟道的旁通烟气依次经过旁路省煤器高温段(3)和旁通省煤器低温段(4)后，与经过主空气预热器(5)的主烟气混合，再一起通往前置空气预热器(6)中，经换热后最终去电除尘；空气通过前置空气预热器(6)后再通往主空气预热器(5)中，最终通向炉膛。
2.如权利要求1所述的主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统，其特征在于，所述控制阀(2)为一种分隔烟道系统，其用于控制旁通烟道中旁通烟气的旁通量。
3.如权利要求2所述的主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统，其特征在于，通过引风机将所述高温省煤器(1)出口的烟气旁通到旁路省煤器高温段(3)。
4.如权利要求3所述的主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统，其特征在于，所述旁路省煤器高温段(3)用于与给水换热，换热后的给水通往高压加热器出口，换热后的烟气通往旁路省煤器低温段(4)。
5.如权利要求4所述的主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统，其特征在于，所述旁路省煤器低温段(4)用于与凝结水进行换热，换热后的凝结水通往除氧器。
6.如权利要求1～5任一项所述的主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统，其特征在于，所述前置空气预热器(6)优选为回转式空气预热器，其用于降低烟气温度到可以去电除尘的温度，同时用于初步加热空气，并将加热的空气通入主空气预热器(5)中。
7.如权利要求6所述的主动控制排烟温度的旁路分级省煤器系统，其特征在于，所述主空气预热器(5)利用高温主烟气再次加热空气，再将高温空气送入锅炉的炉膛。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106369595A (zh) * 2016-11-29 2017-02-01 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统
CN108224461A (zh) * 2018-01-29 2018-06-29 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 烟气温度梯级分区式空气预热器系统
CN112393417A (zh) * 2019-08-13 2021-02-23 青岛科技大学 一种智能控制的热水锅炉系统
CN112524592A (zh) * 2020-11-30 2021-03-19 浙江浙能兰溪发电有限责任公司 线性控制燃煤锅炉排烟温度恒定在设计值的方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994019645A1 (en) * 1993-02-19 1994-09-01 Imatran Voima Oy Method in small-power plant use
CN202973061U (zh) * 2012-12-28 2013-06-05 华北电力大学 一种电站机炉一体化冷端综合优化系统
CN103375792A (zh) * 2013-08-05 2013-10-30 华北电力大学 空冷机组机炉耦合的余热深度利用系统
CN103486567A (zh) * 2013-07-15 2014-01-01 华北电力大学 一种基于凝结水预热空气的机炉耦合烟气余热利用系统
CN203533526U (zh) * 2013-09-17 2014-04-09 西安西热锅炉环保工程有限公司 保证褐煤锅炉干燥出力和scr安全烟温的余热利用系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994019645A1 (en) * 1993-02-19 1994-09-01 Imatran Voima Oy Method in small-power plant use
CN202973061U (zh) * 2012-12-28 2013-06-05 华北电力大学 一种电站机炉一体化冷端综合优化系统
CN103486567A (zh) * 2013-07-15 2014-01-01 华北电力大学 一种基于凝结水预热空气的机炉耦合烟气余热利用系统
CN103375792A (zh) * 2013-08-05 2013-10-30 华北电力大学 空冷机组机炉耦合的余热深度利用系统
CN203533526U (zh) * 2013-09-17 2014-04-09 西安西热锅炉环保工程有限公司 保证褐煤锅炉干燥出力和scr安全烟温的余热利用系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106369595A (zh) * 2016-11-29 2017-02-01 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统
CN108224461A (zh) * 2018-01-29 2018-06-29 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 烟气温度梯级分区式空气预热器系统
CN112393417A (zh) * 2019-08-13 2021-02-23 青岛科技大学 一种智能控制的热水锅炉系统
CN112524592A (zh) * 2020-11-30 2021-03-19 浙江浙能兰溪发电有限责任公司 线性控制燃煤锅炉排烟温度恒定在设计值的方法及系统

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