CN112050191A - 一种适用于无回热锅炉的节能系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于无回热锅炉的节能系统及控制方法,用于无回热系统的锅炉烟气余热回收利用,该系统包括依次连通的进口管道、进口关断阀、变频增压泵、逆止阀、关断阀、节能器、出口管道和出口关断阀,用于调节节能器进口水温的再循环阀组,以及主路调节阀。所述再循环阀组包括关断阀、调节阀、关断阀和旁路阀。节能系统布置于锅炉的除氧器前。节能器烟气侧进出口及水侧进出口均设置温度测点,并远传至锅炉集中控制系统,变频增压泵和调节阀通过设定值与实际值进行负反馈调节控制。本发明使无回热锅炉摆脱冷媒温度低的限制,在深度回收烟气余热的同时,有效避免节能器受热面发生腐蚀,提高了锅炉效率,具有显著的经济效益。

Description

一种适用于无回热锅炉的节能系统及控制方法
技术领域
本发明属于锅炉节能技术领域,具体涉及一种适用于无回热锅炉的节能系统及控制方法,可用于无回热系统的锅炉烟气余热深度利用。
背景技术
随着我国节能减排政策的不断深化,节能器得到了广泛应用。节能器是指通过冷媒吸收锅炉尾部烟气中的热量并加以利用,主要的冷媒有水和空气。锅炉尾部烟气中含有腐蚀性气体,当烟气温度降低至露点温度以下时,腐蚀性气体在换热管表面冷凝,造成换热管腐蚀,甚至造成泄露,严重影响节能器的可靠性和机组的安全性。常温空气一般为20℃左右,直接作为节能器的冷媒,会造成烟气冷凝及腐蚀。对于无回热系统的锅炉,其锅炉给水大多采用除盐水直接热力除氧后进入锅炉省煤器。除氧器前为常温除盐水,水温为20℃左右,直接作为节能器冷媒同样会造成烟气冷凝及腐蚀。除氧器后水温为104℃左右,直接作为节能器冷媒水温过高,在保证合理换热端差的情况下,烟气温度只能降低至124℃左右,节能器体积大且节能效益不明显。因此,目前无回热锅炉不配置深度节能器时,其排烟温度一般为150℃左右,有的甚至高达180℃,机组效率低,经济性差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供了一种适用于无回热锅炉的节能系统及控制方法,该系统使无回热锅炉摆脱冷媒温度低的限制,深度回收烟气余热,自动调节节能器入口水温及出口烟温,有效避免节能器受热面发生腐蚀,同时大幅提高机组效率。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种适用于无回热锅炉的节能系统,用于无回热锅炉烟气余热回收利用,包括设置无回热锅炉19的除氧器18前的除盐水管路上主路调节阀17,与除盐水管路并联连通的进口管道1和出口管道7,设置在进口管道1和出口管道7间的节能器6,其中进口管道1与节能器6水侧进口连通,出口管道7与节能器6水侧出口连通,依次设置在进口管道1上的进口关断阀2、变频增压泵3、逆止阀4和关断阀5,设置在出口管道7上的出口关断阀8,设置在节能器6水侧进口处的水侧进口水温测点14,设置在节能器6烟气侧进口处的进口烟温测点15、烟气侧出口处的出口烟温测点16,节能器6的烟气侧进出口连通无回热锅炉19后进烟囱之前的烟气管道;还包括用于调节节能器6进口水温的再循环阀组9,所述再循环阀组9包括依次设置在连通进口管道1和出口管道7的第一条支路上的支路第一关断阀10、调节阀11和支路第二关断阀12以及设置在连通进口管道1和出口管道7的第二条支路上的旁路阀13,其中第一条支路和第二条支路与进口管道1的连通点均位于进口关断阀2和变频增压泵3之间,第一条支路和第二条支路与出口管道7的连通点均位于出口关断阀8的上游。
所述节能器6直接采用除盐水作为节能器6冷媒。
所述调节阀11和主路调节阀17为电动调节阀或者气动调节阀,具备远方和就地控制功能;所述节能器6水侧进口水温通过锅炉集中控制系统自动控制调节阀11的开度实现。
所述节能器6烟气侧出口烟温通过锅炉集中控制系统自动控制变频增压泵3频率实现。
所述节能器6烟气侧出口烟温设定为80℃~90℃,将无回热锅炉19的排烟温度降低至80℃~90℃,较常规无回热锅炉120℃以上的排烟温度深度回收烟气余热来加热进入除氧器18的除盐水。
所述的一种适用于无回热锅炉的节能系统的控制方法,系统不运行时保持进口关断阀2、出口关断阀8、关断阀5、支路第一关断阀10和支路第二关断阀12全关,旁路阀13全开,主路调节阀17开度为0%;系统运行时保持进口关断阀2、出口关断阀8、关断阀5、支路第一关断阀10和支路第二关断阀12全开,旁路阀13全关,主路调节阀17开度为50%,调节阀11开度为50%;设定节能器6水侧进口水温为65℃~75℃,水温测点14实时监控节能器6水侧进口的水温,当实测水侧进口水温低于设定值时,增大调节阀11的开度,从而增加进入节能器6的再循环水量,提升节能器6水侧进口水温至设定值,当实测水侧进口水温高于设定值时,减小调节阀11的开度,从而减小进入节能器6的再循环水量,降低节能器6水侧进口水温至设定值;设定节能器6烟气侧出口烟温为80℃~90℃,出口烟温测点16实时监控节能器6出口烟温,当实测烟气侧出口烟温高于设定值时,增大变频增压泵3频率,从而提高变频增压泵3的转速,增加节能器6的水流量,降低节能器6的出口烟温至设定值,当实测烟气侧出口烟温低于设定值时,减小变频增压泵3频率,从而降低变频增压泵3的转速,减小节能器6的水流量,提高节能器6的出口烟温至设定值;当系统运行过程中需要对调节阀11进行检修时,关闭支路第一关断阀10和支路第二关断阀12,打开旁路阀13,检修完成后恢复支路第一关断阀10和支路第二关断阀12全开,旁路阀13全关。
所述水侧进口水温测点14以及进口烟温测点15和出口烟温测点16将测得的温度远传至锅炉集中控制系统,锅炉集中控制系统控制通过温度设定值与实际值对变频增压泵3和调节阀11进行自动负反馈调节控制。
和现有技术相比较,本发明具有以下有益效果:
本发明所述的一种适用于无回热锅炉的节能系统在工作过程中,设定节能器烟气侧出口烟温为80℃~90℃和水侧进口水温为65℃~75℃。变频增压泵的频率跟随节能器出口烟温,设定最低频率为20%,当实际出口烟温高于设定出口烟温值时,提高变频增压泵频率,当实际出口烟温低于设定出口烟温值时,降低变频增压泵频率。调节阀开度跟随节能器水侧进口水温,当实际水侧进口水温高于设定水侧进口水温值时,减小调节阀开度,当实际水侧进口水温低于设定水侧进口水温值时,增大调节阀开度。系统启动后实现全自动运行。该系统不仅可以防止节能器低温腐蚀,又可以实现无回热锅炉的深度节能,提高机组效率,经济效益显著。
附图说明
图1为本发明的系统图,其中1为进口管道、2为进口关断阀、3为变频增压泵、4为逆止阀、5为关断阀、6为节能器、7为出口管道、8为出口关断阀、9为再循环阀组、10为支路第一关断阀、11为调节阀、12为支路第二关断阀、13为旁路阀、17为主路调节阀、18为除氧器、19为无回热锅炉。所述节能系统布置于锅炉的除氧器前。图中14为水侧进口水温测点、15为进口烟温测点、16为出口烟温测点。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
参考图1,本发明所述的一种适用于无回热锅炉的节能系统,包括进口管道1、进口关断阀2、变频增压泵3、逆止阀4、关断阀5、节能器6、出口管道7和出口关断阀8,包括用于调节节能器6进口水温的再循环阀组9,以及主路调节阀17。所述再循环阀组9包括支路第一关断阀10、调节阀11、支路第二关断阀12和旁路阀13。节能系统布置于无回热锅炉19的除氧器18前,节能器6的冷媒直接取用常温的除盐水。节能器6水侧进口设置水侧进口水温测点14、烟气侧进口布置进口烟温测点15、烟气侧出口布置出口烟温测点16,节能器6的烟气侧进出口连通无回热锅炉19后进烟囱之前的烟气管道。
进口管道1与节能器6入口相连,出口管道7与节能器6出口相连,再循环阀组9的进口、出口分别与节能器的出口、进口相连,进口关断阀2、变频增压泵3依水流方向依次布置于进口管道1中间位置,其中变频增压泵3位于再循环阀组9与进口管道1接口之后。进口管道1、出口管道7、再循环阀组9内的水流速不应大于2.5m/s,根据水流速选取合适规格的管径。节能器6内的烟气流速不应大于12m/s,根据烟气流速设计合适的截面。调节阀11和主路调节阀17可以为电动调节阀或者气动调节阀,具备远方和就地控制功能。变频增压泵3、再循环阀组9的控制均由锅炉集中控制系统控制。
本发明的工作过程为:
系统不运行时保持进口关断阀2、出口关断阀8、关断阀5、支路第一关断阀10和支路第二关断阀12全关,旁路阀13全开,主路调节阀17开度为0%;系统启动前,为系统注满水,并设定节能器6烟气侧出口烟温为80℃~90℃和水侧进口水温为65℃~75℃,设定再循环阀组中的调节阀开度为50%、主路调节阀开度为50%,进口关断阀2、出口关断阀8、关断阀5、支路第一关断阀10和支路第二关断阀12全开,旁路阀13全关。待节能器烟气侧进口烟温高于80℃后启动变频增压泵,设定最低频率为20%。节能器6水侧进口水温测点实时监控水温,当实测入口水温低于设定值时,锅炉集中控制系统增大再循环阀组9的调节阀11的开度,从而增加再循环水量,提高节能器6水侧进口水温至设定值,反之亦然。节能器出口烟温测点实时监控烟温,当实测烟气侧出口烟温高于设定值时,锅炉集中控制系统增大变频增压泵3的频率,从而提高变频增压泵3的转速,增加节能器6的水流量,降低节能器6的出口烟气侧烟温至设定值,反之亦然。系统运行稳定后投入自动运行。

Claims (7)

1.一种适用于无回热锅炉的节能系统,其特征在于,用于无回热锅炉烟气余热回收利用,包括设置无回热锅炉(19)的除氧器(18)前的除盐水管路上主路调节阀(17),与除盐水管路并联连通的进口管道(1)和出口管道(7),设置在进口管道(1)和出口管道(7)间的节能器(6),其中进口管道(1)与节能器(6)水侧进口连通,出口管道(7)与节能器(6)水侧出口连通,依次设置在进口管道(1)上的进口关断阀(2)、变频增压泵(3)、逆止阀(4)和关断阀(5),设置在出口管道(7)上的出口关断阀(8),设置在节能器(6)水侧进口处的水侧进口水温测点(14),设置在节能器(6)烟气侧进口处的进口烟温测点(15)、烟气侧出口处的出口烟温测点(16),节能器(6)的烟气侧进出口连通无回热锅炉(19)后进烟囱之前的烟气管道;还包括用于调节节能器(6)进口水温的再循环阀组(9),所述再循环阀组(9)包括依次设置在连通进口管道(1)和出口管道(7)的第一条支路上的支路第一关断阀(10)、调节阀(11)和支路第二关断阀(12)以及设置在连通进口管道(1)和出口管道(7)的第二条支路上的旁路阀(13),其中第一条支路和第二条支路与进口管道(1)的连通点均位于进口关断阀(2)和变频增压泵(3)之间,第一条支路和第二条支路与出口管道(7)的连通点均位于出口关断阀(8)的上游。
2.根据权利要求1所述的一种适用于无回热锅炉的节能系统,其特征在于,所述节能器(6)直接采用除盐水作为节能器(6)冷媒。
3.根据权利要求1所述的一种适用于无回热锅炉的节能系统,其特征在于,所述调节阀(11)和主路调节阀(17)为电动调节阀或者气动调节阀,具备远方和就地控制功能;所述节能器(6)水侧进口水温通过锅炉集中控制系统自动控制调节阀(11)的开度实现。
4.根据权利要求1所述的一种适用于无回热锅炉的节能系统,其特征在于,所述节能器(6)烟气侧出口烟温通过锅炉集中控制系统自动控制变频增压泵(3)频率实现。
5.根据权利要求1所述的一种适用于无回热锅炉的节能系统,其特征在于,所述节能器(6)烟气侧出口烟温设定为80℃~90℃,将无回热锅炉(19)的排烟温度降低至80℃~90℃,深度回收烟气余热来加热进入除氧器(18)的除盐水。
6.权利要求1至4任一项所述的一种适用于无回热锅炉的节能系统的控制方法,其特征在于,系统不运行时保持进口关断阀(2)、出口关断阀(8)、关断阀(5)、支路第一关断阀(10)和支路第二关断阀(12)全关,旁路阀(13)全开,主路调节阀(17)开度为0%;系统运行时保持进口关断阀(2)、出口关断阀(8)、关断阀(5)、支路第一关断阀(10)和支路第二关断阀(12)全开,旁路阀(13)全关,主路调节阀(17)开度为50%,调节阀(11)开度为50%;设定节能器(6)水侧进口水温为65℃~75℃,水温测点(14)实时监控节能器(6)水侧进口水温,当实测水侧进口的水温低于设定值时,增大调节阀(11)的开度,从而增加进入节能器(6)的再循环水量,提升节能器(6)水侧进口水温至设定值,当实测水侧进口的水温高于设定值时,减小调节阀(11)的开度,从而减小进入节能器(6)的再循环水量,降低节能器(6)水侧进口水温至设定值;设定节能器(6)烟气侧出口烟温为80℃~90℃,出口烟温测点(16)实时监控节能器(6)出口烟温,当实测烟气侧出口烟温高于设定值时,增大变频增压泵(3)频率,从而提高变频增压泵(3)的转速,增加节能器(6)的水流量,降低节能器(6)的出口烟温至设定值,当实测烟气侧出口烟温低于设定值时,减小变频增压泵(3)频率,从而降低变频增压泵(3)的转速,减小节能器(6)的水流量,提高节能器(6)的出口烟温至设定值;当系统运行过程中需要对调节阀(11)进行检修时,关闭支路第一关断阀(10)和支路第二关断阀(12),打开旁路阀(13),检修完成后恢复支路第一关断阀(10)和支路第二关断阀(12)全开,旁路阀(13)全关。
7.根据权利要求6所述的控制方法,其特征在于,所述水侧进口水温测点(14)以及进口烟温测点(15)和出口烟温测点(16)将测得的温度远传至锅炉集中控制系统,锅炉集中控制系统控制通过温度设定值与实际值对变频增压泵(3)和调节阀(11)进行自动负反馈调节控制。
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