CN109084320B - 基于旁路换热器的烟气再循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于旁路换热器的烟气再循环系统，提供了一种较佳的满足二次再热锅炉再热汽汽温调节系统。本发明基于旁路换热器的烟气再循环系统，包括设置在锅炉烟气出口连接有主烟道，所述烟气主管道上依次设有预热器、低压省煤器、电除尘器、引风机，所述电除尘器后的烟气主管道上连通有再循环烟道，所述再循环烟道连通至锅炉炉膛，在所述再循环风机至锅炉炉膛的进气口之间的再循环烟道上设有调节挡板装置，所述预热器上设置了降温旁路，在所述降温旁路上设有换热器，所述换热器的换热工质采用机组低压省煤器系统出口低温烟气。本发明将低温烟气，通过再循环风机送人炉膛，改善炉膛烟气混合情况。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种基于旁路换热器的烟气再循环系统。
背景技术
二次再热锅炉的难点是主汽、一次再热汽、二次再热汽三个汽温之间的调节问题，三种蒸汽的出口温度调节复杂。再热汽温调节方式选取合理与否直接关系到机组运行的可靠性、机组效率等，甚至直接关系到电厂和电网的安全运行，因此二次再热锅炉的调温方式及可靠性对二次再热锅炉设计而言至关重要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种降低排烟温度，提升机组运行经济性的基于旁路换热器的烟气再循环系统。
本发明基于旁路换热器的烟气再循环系统，包括：设置在锅炉烟气出口连接有主烟道，所述烟气主管道上依次设有预热器、低压省煤器、电除尘器、引风机，所述电除尘器后的烟气主管道上连通有再循环烟道，所述再循环烟道连通至锅炉炉膛，在所述再循环风机至锅炉炉膛的进气口之间的再循环烟道上设有调节挡板装置，所述预热器上设置了降温旁路，在所述降温旁路上设有换热器，所述换热器的换热工质采用机组低压省煤器系统出口低温烟气。
进一步地，所述再循环风机为离心式或轴流式风机，设置有4台再循环风机，各再循环风机分别抽取的烟气分别被送入锅炉炉膛下部四角。
进一步地，所述再循环风机的转速不超过1000rpm，所述再循环风机的机壳上部加装耐磨复合板，叶轮表面采用新型堆焊耐磨Fe-05材料。
进一步地，所述再循环烟道采用圆形烟道，所述再循环烟道内的烟气的流速为15m/s。
进一步地，在再循环风机出、入口再循环烟道区域和变向弯头区域的内壁设有防磨龟甲网。
进一步地，所述再循环烟道通过烟道抽取装置与主烟道连通，所述烟道抽取装置包布置于主烟道顶部，上部为圆形再循环烟道，中部为锥形收缩段，锥形收缩段的底部与主烟道直接焊接，主烟道开孔宽度尺寸与抽烟主管道等径，主烟道的底板设置有烟气导流板，导流板焊制方向成角度顺烟气方向。
进一步地，导流板长度300mm，导流板方向水平夹角为60°，导流板等距300mm进行布置。
进一步地，在所述再循环风机进出口设置密封挡板门，密封风取自送风机。
进一步地，所述再循环烟道与所述炉膛的接入点采用用来防止烟气倒流的汇合集箱设置。
借由上述方案，本发明基于旁路换热器的烟气再循环系统至少具有以下优点：
本发明烟气再循环系统的投入会影响屏底烟温的变化，能有效控制炉膛温度水平，抑制或防止炉膛结焦；采用合适的烟气再循环份额，随着再循环烟气份额的增加，屏底烟温水平下降，使炉膛的辐射吸热量及烟气在炉膛的停留时间减少，布置在炉膛上部的辐射受热面由于烟气温度稍微降低，不会对炉膛上部过热器受热面造成超温现象。同时炉膛出口烟气温度也不会增加。由于对流受热面处烟气流量增加，烟气侧放热系数增大，对流传热量增加，工质出口温度上升，越位于烟气行程下游的受热面变化程度越明显。一般在再循环烟气率为20％～25％时，高压再热器和低压再热器汽温可提高30-40℃。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明基于旁路换热器的烟气再循环系统的示意图；
图2为本发明基于旁路换热器的烟气再循环系统的烟道抽取装置的示意图；
图3是图2的E向视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图1所述，本实施例基于旁路换热器的烟气再循环系统，包括：设置在锅炉烟气出口连接有主烟道，所述烟气主管道上依次设有预热器、低压省煤器、电除尘器、引风机，所述电除尘器后的烟气主管道上连通有再循环烟道，所述再循环烟道连通至锅炉炉膛，在所述再循环风机至锅炉炉膛的进气口之间的再循环烟道上设有调节挡板装置，所述预热器上设置了降温旁路，在所述降温旁路上设有换热器，所述换热器的换热工质采用机组低压省煤器系统出口低温烟气。
本实施例中，利用烟气换热器后冷烟气与烟气进行换热后送入炉膛，经过对两种不同排烟温度工况进行核算，热烟侧排烟温度达到110℃时通过旁路烟道的烟气占到7.25％，通过预热器的烟气量约为燃烧烟气量的102.75％，此时冷段温差仅为10℃，在预热器出口混合后排烟温度为129℃。而热烟侧排烟温度达到120℃时通过旁路烟道的烟气占到8.36％，通过预热器的烟气量约为燃烧烟气量的101.64％，此时冷段温差还有20℃，在预热器出口混合后排烟温度为128℃。
GGH热烟排烟温度按照120℃进行考虑，不需要额外的工质回收热量，锅炉计算热效率达到93.90％，此时机组运行经济性较高。
实施例2
本实施例基于旁路换热器的烟气再循环系统，在实施例1的基础上，所述再循环风机为离心式或轴流式风机，设置有4台再循环风机，各再循环风机分别抽取的烟气分别被送入锅炉炉膛下部四角。
本实施例，再循环烟气直接进入烟气再循环风机后，被送入锅炉炉膛下部四角。为增加烟气调节灵活性，安源工程共设置4台30％容量离心式炉烟风机，均采用变频控制。
烟气再循环风机的通流介质为高温高含尘介质，磨损的机理是粉尘在气流夹带及自身惯性作用下冲击壁面而引起的材料冲蚀磨损。而在离心流道的出口区域内，尘粒在流道内运动了较长的一段距离，大部分和壁面发生过多次碰撞，基本上沿着压力表面滑动或滚动，并对着壁面有一定的压力作用，这样造成的背面材料的磨损属于擦伤式尘粒磨损，尘粒在压力面附近区域的集中更加剧了尘粒磨损的危害程度。
实施例3
本实施例基于旁路换热器的烟气再循环系统，在实施例1的基础上，烟气再循环风机采用下列组合防磨技术措施：
采用低转速风机，风机转速不超过1000rpm。
采用新型耐磨合金对叶轮及机壳进行铸造，叶轮进行整体铸造，机壳上部加装耐磨复合板。
叶轮表面采用新型堆焊耐磨Fe-05材料。
采用风机流场设计新技术(如三元流)，进一步优化风机流场，提高整体防磨性。
采用上述防磨技术措施后，风机连续运行年限可达2年以上，完全满足火电发电厂的维护和运行要求。
实施例4
本实施例基于旁路换热器的烟气再循环系统，在实施例1的基础上，对于烟道采取如下技术方案进行防磨：
烟气流速为10-15m/s，流速过快将加快烟道的磨损，但烟气流速也不能过低，否则将引起弯头变向区域的积灰。适当采用圆形烟道设计，圆形烟道的采用将可以避免烟道内撑杆的设计使用，不但可以避免对烟道内撑杆的冲刷磨损，还可以进一步减小烟道阻力。在风机出、入口烟道区域和变向弯头区域采取贴耐磨陶瓷片或者防磨龟甲网等防磨措施。
实施例5
如图2至3所示，本实施例基于旁路换热器的烟气再循环系统，在实施例1的基础上，通过烟道设计的优化来改变再循环烟气的含尘量从而在源头上提高再热循环烟道以及再热循环风机的防磨性。通过抽烟口导流板的设置，利用烟气中的粉尘的自身重力及速度差产生自然分离。
烟气抽取装置布置于脱硝主烟道顶部，上部为圆形抽烟主管，管径大小根据抽烟流量选择合适的烟气流速进行选取，圆形烟道的设计不仅可以进一步减小烟道磨损，还可以降低烟道阻力。装置中部为锥形收缩段，产生局部中高烟气流速的效果，增加烟气带尘作用，起到防止抽烟装置积灰的作用。装置底部与主烟道直接焊接，主烟道开孔宽度尺寸与抽烟主管道等径，长度尺寸根据选定烟气流速计算确定，同时抽烟口底板设置焊有烟气导流板，导流板焊制方向成角度顺烟气方向，导流板的角度、间距、规格可通过烟气流场模拟结果确定。烟气流场颗粒分布模拟结果显示，由于导流板的设置，烟尘颗粒在导流板截面附近产生速度差，小粒径颗粒和较大粒径颗粒进行重力自然分离，大部分烟尘颗粒仍然从主烟道被烟气携带走，可以起到较好的分离效果。本实施例中，导流板结构尺寸：导流板长度300mm，导流板方向水平夹角为60°，导流板等距300mm进行布置。
实施例5
如图2至3所示，本实施例基于旁路换热器的烟气再循环系统，在实施例1的基础上，在二次锅炉的运行过程当中，当烟气再循环风机停运，可能会导致烟气的倒流。为防止这种情况发生，借鉴国内外同类工程经验，可在烟气再循环风机进出口设置密封挡板门，密封风取自专用密封风机或者送风机，确保挡板密封效果。在防止烧损方面，再循环烟道与炉膛的接入点可采用鳍片开孔、汇合集箱等措施，用来确保不会发生烟气倒流烧坏烟道。另外，再循环烟气量一般占到总烟气量10-20％左右，而且布置位置远离燃烧器，不会对燃烧产生影响，因此也不会对除渣造成影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于旁路换热器的烟气再循环系统，其特征在于，包括：设置在锅炉烟气出口连接有主烟道，所述主烟道上依次设有预热器、低压省煤器、电除尘器、引风机，所述电除尘器后的主烟道上连通有再循环烟道，所述再循环烟道上设有再循环风机，所述再循环烟道连通至锅炉炉膛，在所述再循环风机至锅炉炉膛的进气口之间的再循环烟道上设有调节挡板装置，所述预热器上设置了降温旁路，在所述降温旁路上设有换热器，所述换热器的换热工质采用机组低压省煤器系统出口低温烟气；
所述再循环风机为离心式或轴流式风机，设置有4台再循环风机，各再循环风机分别抽取的烟气分别被送入锅炉炉膛下部四角；
所述再循环烟道通过烟道抽取装置与主烟道连通，所述烟道抽取装置布置于主烟道顶部，上部为圆形再循环烟道，中部为锥形收缩段，锥形收缩段的底部与主烟道直接焊接，主烟道开孔宽度尺寸与圆形再循环烟道等径，主烟道的底板设置有烟气导流板，导流板焊制方向成角度顺烟气方向。
2.根据权利要求1所述的基于旁路换热器的烟气再循环系统，其特征在于，所述再循环风机的转速不超过1000rpm，所述再循环风机的机壳上部加装耐磨复合板，叶轮表面采用堆焊耐磨Fe-05材料。
3.根据权利要求1所述的基于旁路换热器的烟气再循环系统，其特征在于，所述再循环烟道采用圆形烟道，所述再循环烟道内的烟气的流速为15m/s。
4.根据权利要求1所述的基于旁路换热器的烟气再循环系统，其特征在于，在再循环风机出、入口再循环烟道区域和变向弯头区域的内壁设有防磨龟甲网。
5.根据权利要求1所述的基于旁路换热器的烟气再循环系统，其特征在于，导流板长度300mm，导流板方向水平夹角为60°，导流板等距300mm进行布置。
6.根据权利要求1所述的基于旁路换热器的烟气再循环系统，其特征在于，在所述再循环风机进出口设置密封挡板门，密封风取自送风机。
7.根据权利要求1所述的基于旁路换热器的烟气再循环系统，其特征在于，所述再循环烟道与所述炉膛的接入点采用用来防止烟气倒流的汇合集箱设置。
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