CN111238039B - 一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置及工作方法，包括光伏电池板，所述光伏电池板连接蓄电池，所述蓄电池的输出端连接有用于加热导热油或保温导热油的导热油罐，此外，还设置有太阳能集热器为导热油提供热量。所述导热油罐的出口连接油‑烟换热器的导热油入口，所述油‑烟换热器贯穿尾部烟道，所述尾部烟道内还设置有空气预热器，所述油‑烟换热器位于所述空气预热器的烟气入口端，吸收导热油热量的烟气进入空气预热器，本发明直接通过导热油与尾部烟道内的烟气进行换热，不与烟气接触，锅炉其他结构不用做调整，不再用昂贵的材质进行防腐，本发明的成本更低，改造较小，改造成本低，实施工期短，结构简单，易于实现工业化。

Description

一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置及工作方法
技术领域
本发明属于电站锅炉和工业锅炉技术领域，具体属于一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置及工作方法。
背景技术
燃料中的硫燃烧生成二氧化硫(S+O2＝SO2)，一部分二氧化硫在炉内会氧化为SO3(2SO2+O2＝2SO3)。对于设置有SCR脱硝装置的锅炉，由于催化剂在把NOx还原成N2的同时，也会将约1.0％的SO2氧化成SO3，导致SO3生成量更大。而SO3与烟气中的水蒸汽生成硫酸蒸汽(SO3+H2O＝H2SO4)。硫酸蒸汽的存在使烟气的露点显著升高。由于空预器中空气入口端的温度较低，预热器区段的烟气温度不高，壁温常低于烟气露点(特别是燃用高硫煤和冬季工况)，这样就会空预器受热面上形成“酸露”，造成低温腐蚀。
避免低温腐蚀目前主要有三种技术手段：1)提高烟气温度和进口空气温度。锅炉若通过燃烧提高烟温，会造成排烟热损失增大问题，采用暖风器提高进口空气温度则会提高厂用电率，降低经济性。2)目前部分电厂采用在烟气中加入添加剂，中和SO3阻止硫酸蒸汽的产生。此法的优点是不降低锅炉效率，缺点是增加运行成本，还要清除中和生成的产物。3)用耐腐蚀的材料制造空预器，如采用耐腐蚀不锈钢材质管、搪瓷管或用陶瓷材料制作，防腐效果好，不降低锅炉效率，但成本高。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是解决锅炉中预热器区段的烟气温度不高，壁温常低于烟气露点，空预器受热面易造成低温腐蚀。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置，包括光伏电池板，所述光伏电池板连接蓄电池，所述蓄电池的输出端连接有用于加热导热油或保温导热油的导热油罐，所述导热油罐的出口连接油-烟换热器的导热油入口，所述油-烟换热器贯穿尾部烟道，所述尾部烟道内还设置有空气预热器，所述油-烟换热器位于所述空气预热器的烟气入口端，吸收导热油热量的烟气进入空气预热器。
进一步的，所述蓄电池的输出端还连接有电热暖风器，所述电热暖风器的空气入口连接一次风机，所述电热暖风器的空气出口连接空气预热器的空气入口；
所述蓄电池的输出端通过第一开关与导热油罐连接，所述蓄电池的输出端通过第二开关与电热暖风器连接。
进一步的，还包括太阳能集热器，所述太阳能集热器内填装有导热油，所述太阳能集热器的高温导热油出口连接所述导热油罐的入口。
进一步的，所述太阳能集热器的高温导热油出口通过分流阀与导热油罐的入口连接，所述分流阀的出口分为第一支路和第二支路，所述第一支路与所述导热油罐的出口混合后连接至所述油-烟换热器的导热油入口，所述第二支路连接至所述导热油罐的入口；
所述导热油罐的出口通过调节阀与所述第一支路混合后连接至油-烟换热器的导热油入口。
进一步的，所述调节阀与所述第一支路混合后连接至油-烟换热器的管道上设置有导热油泵。
进一步的，所述调节阀与所述第一支路混合后连接至导热油泵之间的管道上设置有流量计、温度测量装置和压力测量装置。
进一步的，所述油-烟换热器的导热油出口连接至所述太阳能集热器的低温导热油入口。
进一步的，所述导热油流经的管道外部和所述导热油罐外部均包覆有硅酸铝保温材料。
进一步的，所述油-烟换热器的表面喷涂有耐磨涂料。
本发明还提供一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置的工作方法，1)当外界导热油直接输送入导热油罐内时，蓄电池对导热油罐进行加热，导热油罐将加热后的导热油输送至油-烟换热器内进行放热；
当太阳能集热器连接导热油罐的入口时，分流阀的第一支路和第二支路打开，调节阀关闭，导热油罐储热的同时第一支路将加热后的导热油送入油-烟换热器内；分流阀的第一支路打开，第二支路关闭，调节阀打开，太阳能集热器与导热油罐内的导热油均送入油-烟换热器内；分流阀关闭，调节阀打开，仅导热油罐将储存的导热油送入油-烟换热器内；
2)根据温度测量装置实时监测传输至油-烟换热器的导热油温度是否满足与烟气换热的要求，然后对第一开关和第二开关进行相应的调整。
本发明与现有技术相比，至少具有以下有益效果：
本发明提供了一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀的装置，通过光伏电池板对蓄电池进行电能的储存，然后通过蓄电池对导热油罐进行加热，输送至油-烟换热器与尾部烟道内的烟气进行换热，提高进入空气预热器的烟气温度，避免流化床锅炉中空气预热器的低温腐蚀，同时，本发明的电力供应通过光伏电池板，利用可再生能源，环境友好性强，减少使用地区的弃光现象，还不会降低锅炉的热效率，而且，本发明的换热介质采用储热密度较高的导热油，不在烟气中添加其他添加剂，不会产生其他有害物质，直接通过导热油与尾部烟道内的烟气进行换热，不与烟气接触，锅炉其他结构不用做调整，不再用昂贵的材质进行防腐，本发明的成本更低，改造较小，改造成本低，实施工期短，结构简单，易于实现工业化。
进一步的，本发明中的空气预热器的空气入口还接有电热暖风器，提升进入空气预热器的空气温度，提高预热器区段的烟气温度，双级提升烟气温度，进一步的保证预热器区段的烟气温度，避免低温腐蚀，同时电热暖风器通过蓄电池进行供电，蓄电池在加热导热油罐内导热油温度的同时提供电热暖风器电能，充分利用了太阳能资源，减少厂用电率，对工厂发展更加有益，产业化效果更佳。
进一步的，本发明中导热油罐的导热油来源还通过太阳能集热器提供，太阳能集热器将加热的导热油送入导热油罐内，减少导热油罐的用电率或太阳能集热器输送的导热油温度满足要求时，直接关闭第一开关和第二开关，蓄电池只进行充电蓄能即可，通过灵活的设置，本发明最大化的利用了可再生资源，减少了蓄电池的用电率，保证太阳能集热器在无法使用时，蓄电池能够提供更加持久的工作时间，本装置不但利用了可再生资源还保证了整个装置的连续工作性，确保了整体装置的工作效率。
进一步的，本发明的太阳能集热器通过分流阀与导热油罐连接，通过分流阀的第一支路和第二支路以及调节阀的灵活控制，在满足输送至油-烟换热器的热量同时将多余热量储存至导热油罐内，在太阳能集热器产热量不能满足输送至油-烟换热器的热量时，导热油罐提供导热油，在太阳能集热器长时间不能工作时，导热油罐内的导热油降温时，也能通过储能后的蓄电池提供电源，加热导热油罐，更加充分利用资源，工作时效具有保障。
进一步的，本发明中的导热油能够循环使用，不需要消耗大量的换热介质，且不会降低锅炉的热效率，同时本发明中的导热油流经管道外部和导热油罐的外部包覆有硅酸铝保温材料，减少导热油的热损失，也同时减少了太阳能集热器和蓄电池的耗能率，油-烟换热器烟气接触表面喷涂耐磨材料，提高设备的使用寿命，本装置对锅炉本体的改造小，适用于多种锅炉，工作时效性具有保证，在本装置处于不良或优良工况时，有多种补救应对措施以及储能方法，整体装置不但利用到可再生资源也保证了设备的连续工作性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
附图中：1-定日镜，2-光伏电池板，3-蓄电池，41-第一开关，42-第二开关，5-太阳能集热器，51-高温导热油出口，52-低温导热油入口，6-分流阀，61-第一支路，62-第二支路，7-导热油罐，8-调节阀，9-流量计，10-温度测量装置，11-压力测量装置，12-导热油泵，13-油-烟换热器，14-空气预热器，15-尾部烟道，16-电热暖风器，17-一次风机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明提供了一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置，包括光伏电池板2，光伏电池板2连接蓄电池3的输入端，蓄电池3的输出端连接导热油罐7内设置的电加热器，导热油罐7内由外界设备输送有导热油，蓄电池3供电，导热油罐7对导热油进行加热，加热到符合实际要求温度时进行保温即可，导热油罐7的出口连接油-烟换热器13(导热油-烟气换热器)的导热油入口，油-烟换热器13贯穿尾部烟道15，尾部烟道15内还设置有空气预热器14，油-烟换热器13设置有空气预热器14的入口端，尾部烟道15内的烟气先经过油-烟换热器13，与油-烟换热器13内的导热油进行换热升温然后进入空气预热器14，优选的，在本实施例中，油-烟换热器13的导热油出口连接导热油罐7的入口，保证导热油的循环使用；
在本实施例中，蓄电池的输出端还连接有电热暖风器16，电热暖风器16的空气入口连接一次风机17，电热暖风器16的空气出口连接空气预热器14的空气入口，电热暖风器16将进入空气预热器14的空气进行加热，具体的，当导热油罐7内的导热油量过多，导热油罐7加热耗能多，耗时长，能够通过第二开关42打开电热暖风器16，辅助导热油罐7对空气预热器14进行加热，在保证了空气预热区段的烟气温度的同时也降低了导热油罐7的耗能，整体装置运行更加流畅。
在本发明的另一实施例中，导热油罐7的入口接通太阳能集热器5，太阳能集热器5内填装导热油，太阳能集热器5通过定日镜1将太阳光反射至太阳能集热器5，加热太阳能集热器5储存的导热油，经太阳能集热器5加热后的导热油输送至导热油罐7，导热油罐7输送导热油至油-烟换热器13，具体的，太阳能集热器5输送的导热油温度符合实际要求温度，第一开关41和第二开关42关闭，蓄电池3通过光伏电池板2进行蓄能充电，当太阳能集热器5输送的导热油温度降低，相应选择打开第一开关41和/或第二开关42进行相应的调节，优选的，在本实施例中，油-烟换热器13的导热油出口连接太阳能集热器5的低温导热油入口，换热完成的导热油反投入太阳能集热器5内进行重新吸热。
在本发明的另一实施例中，太阳能集热器5的高温导热油出口通过分流阀6与导热油罐7的入口连接，分流阀6的出口分为第一支路61和第二支路62，第二支路62与导热油罐7的入口连接，第一支路61与导热油罐7的出口连接，其中，导热油罐7的出口和第一支路61连接的管道之间设置有调节阀8，调节阀8的入口连接导热油罐7的出口，调节阀8的出口与第一支路61连接后通入油-烟换热器13的导热油入口处；
在本实施例中，调节阀8与第一支路61混合后连接至油-烟换热器13的管道上设置有导热油泵12，通过导热油泵12为导热油罐7和太阳能集热器5提供动力，引出导热油罐7和太阳能集热器5内的导热油，调节阀8的出口与第一支路62混合后连接至导热油泵12之间的管道上设置有流量计9、温度测量装置10和压力测量装置11，监测整个装置的运行情况。
优选的，导热油流经的管道和导热油罐7外部均包覆有硅酸铝保温材料，减少导热油的热损失；油-烟换热器13选用锅炉材质制造，包括20G、SA210C、15CrMoG等材质，油-烟换热器13的烟气接触表面喷涂有耐磨材料，防止烟气流动对换热器造成磨损，提高设备使用寿命。
优选的，本装置中的导热油罐7和太阳能集热器5的换热介质还能够选用储能密度较大的熔盐，所用熔盐为二元硝酸熔盐(KNO3-NaNO3)或三元硝酸盐(NaNO2-KNO3-NaNO3及Ca(NO3)2-KNO3-NaNO3等)，此时需要对相应设备进行防腐蚀处理，避免熔盐对管道造成腐蚀，并将导热油泵更换为熔盐泵。
如图1所示，在使用本装置时的具体步骤为：日间光线充足良好时，太阳能集热器5产生的热量充足，打开分流阀6的第一支路61和第二支路62，调节阀8、第一开关41和第二开关42均关闭，太阳能集热器5的一部分导热油输送至油-烟换热器13内，另一部导热油输送至导热油罐7内进行储热；
当光线不充足时，太阳能集热器5产生的热量降低，打开分流阀6的第一支路61，第二支路62关闭，太阳能集热器5的导热油和导热油罐7内的导热油均送入油-烟换热器13，根据温度测量装置10判断导热油是否满足实际需求温度，满足则关闭第一开关41和第二开关42，不满足则根据实际情况打开第一开关41和/或第二开关42，保证空气预热区段的烟气温度；
当夜间或太阳能集热器5停止产热时，关闭分流阀6，打开调节阀8，仅导热油罐7内的导热油输送至油-烟换热器13内，如果时间过长，导热油罐7内的温度降低，不符合实际需求温度，相应打开第一开关41对导热油罐7进行加热和/或打开第二开关42进行二次换热，保证空气预热区段的烟气温度。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本实用新的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置，其特征在于，包括光伏电池板(2)，所述光伏电池板(2)连接蓄电池(3)，所述蓄电池(3)的输出端连接有用于加热导热油或保温导热油的导热油罐(7)，所述导热油罐(7)的出口连接油-烟换热器(13)的导热油入口，所述油-烟换热器(13)贯穿尾部烟道(15)，所述尾部烟道(15)内还设置有空气预热器(14)，所述油-烟换热器(13)位于所述空气预热器(14)的烟气入口端，吸收导热油热量的烟气进入空气预热器(14)；所述蓄电池(3)的输出端还连接有电热暖风器(16)，所述电热暖风器(16)的空气入口连接一次风机(17)，所述电热暖风器(16)的空气出口连接空气预热器(14)的空气入口；
所述蓄电池(3)的输出端通过第一开关(41)与导热油罐(7)连接，所述蓄电池(3)的输出端通过第二开关(42)与电热暖风器(16)连接；
还包括太阳能集热器(5)，所述太阳能集热器(5)内填装有导热油，所述太阳能集热器(5)的高温导热油出口(51)连接所述导热油罐(7)的入口；所述油-烟换热器(13)的导热油出口连接至所述太阳能集热器(5)的低温导热油入口。
2.根据权利要求1所述的一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置，其特征在于，所述太阳能集热器(5)的高温导热油出口(51)通过分流阀(6)与导热油罐(7)的入口连接，所述分流阀(6)的出口分为第一支路(61)和第二支路(62)，所述第一支路(61)与所述导热油罐(7)的出口混合后连接至所述油-烟换热器(13)的导热油入口，所述第二支路(62)连接至所述导热油罐(7)的入口；
所述导热油罐(7)的出口通过调节阀(8)与所述第一支路(61)混合后连接至油-烟换热器(13)的导热油入口。
3.根据权利要求2所述的一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置，其特征在于，所述调节阀(8)与所述第一支路(61)混合后连接至油-烟换热器(13)的管道上设置有导热油泵(12)。
4.根据权利要求3所述的一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置，其特征在于，所述调节阀(8)与所述第一支路(61)混合后连接至导热油泵(12)之间的管道上设置有流量计(9)、温度测量装置(10)和压力测量装置(11)。
5.根据权利要求4所述的一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置，其特征在于，所述导热油流经的管道外部和所述导热油罐(7)外部均包覆有硅酸铝保温材料。
6.根据权利要求1所述的一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置，其特征在于，所述油-烟换热器(13)的烟气侧接触表面喷涂有耐磨涂料。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置的工作方法，其特征在于，1)当外界导热油直接输送入导热油罐(7)内时，蓄电池对导热油罐(7)进行加热，导热油罐(7)将加热后的导热油输送至油-烟换热器(13)内进行放热；
当太阳能集热器(5)连接导热油罐(7)的入口时，分流阀(6)的第一支路(61)和第二支路(62)打开，调节阀(8)关闭，导热油罐(7)储热的同时第一支路(61)将加热后的导热油送入油-烟换热器(13)内；分流阀(6)的第一支路(61)打开，第二支路(62)关闭，调节阀(8)打开，太阳能集热器(5)与导热油罐(7)内的导热油均送入油-烟换热器(13)内；分流阀(6)关闭，调节阀(8)打开，导热油罐(7)将储存的导热油送入油-烟换热器(13)内；
2)根据温度测量装置(10)实时监测传输至油-烟换热器(13)的导热油温度是否满足与烟气换热的要求，然后对第一开关(41)和第二开关(42)进行相应的调整。
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