CN114110638A - 一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统及方法，包括SCR；SCR出口分为两路烟道，一路烟道与空预器入口相连，空预器出口与除尘器入口相连，另一路烟道内设置有水换热器和凝结水换热器，另一路烟道出口除尘器入口相连；第三低加出口分为两路，第一路与水凝结水换热器水入口相连，第二路与除氧器入口相连，除氧器出口分为两路，第一路与第一高加入口相连；第二路与水换热器水入口相连，水换热器水出口第一高加出口相连；给水换热器、凝结水换热器以及凝结水换热器进出口设置有与PLC处理器相连的温度监测装置。本发明提高了烟气余热利用能级，变相的增大了空预器换热面积，是烟气余热利用的一种新思路。

Description

一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统及方法
技术领域
本发明属于锅炉技术领域，具体涉及一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统及方法。
背景技术
锅炉烟气余热利用是节约能源、降低能耗、减少污染物排放的有效举措。在保证机组安全、经济、可靠运行的前提下，挖掘现有热力系统潜力，充分利用锅炉烟气余热，符合国家能源政策和环保政策。当前实际烟气余热利用系统绝大部分是安装在空气预热器与脱硫塔入口间的换热设备，已经成为国内大型火电机组降低排烟温度、进行烟气余热回收的重要辅助设备。但布置在空预器后的烟气余热回收系统由于利用能级的限制导致整体节能量不高，同时空预器增容改造的投资成本和难度均较大，因此亟需提供一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统。
发明内容
为解决布置在空预器后的烟气余热回收系统由于利用能级的限制导致整体节能量不高，同时空预器增容改造的投资成本和难度均较大的问题，本发明的目的是提出一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统及方法，该系统能够提高烟气余热的利用能级，进而提高机组经济性，并且成本较小。
为解决上述问题，本发明提出的技术方案是：
一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统，包括SCR、空预器、除尘器、除氧器、第三低加、第一低加和PLC处理器；其中，SCR出口分为两路烟道，一路烟道与空预器入口相连，空预器出口与除尘器入口相连，另一路烟道内设置有水换热器和凝结水换热器，另一路烟道出口除尘器入口相连；
第三低加出口分为两路，第一路与水凝结水换热器水入口相连，第二路与除氧器入口相连，除氧器出口分为两路，第一路与第一高加入口相连；第二路与水换热器水入口相连，水换热器水出口第一高加出口相连；
给水换热器烟气进出口设置有第一烟气温度监测装置，凝结水换热器烟气出口设置有第二烟气温度监测装置，给水换热器水出口设置有第一水温监测装置、凝结水换热器水出口设置有第二水温监测装置、第一高加出口设置有第三水温监测装置，第一烟气温度监测装置、第二烟气温度监测装置、第一水温监测装置、第二水温监测装置以及第三水温监测装置均与PLC处理器相连。
进一步的，第三低加出口第二路经第二低加与除氧器入口相连。
进一步的，除氧器出口第一路经第二高加与第一高加入口相连。
进一步的，第三低加第一路出口与水凝结水换热器水入口之间设置有第二电动水泵和第二电动调节阀。
进一步的，第三低加第一路出口与第二电动水泵之间设置有三通水阀，三通水阀还与第三低加入口相连。
进一步的，第二低加出口经第一低加与除氧器入口相连。
进一步的，除氧器出口第二路与水换热器水入口之间设置有第一调节阀和第一电动水泵。
一种上述系统的空预器旁路高效烟气余热利用自动调节方法，通过第一烟气温度监测装置、第二烟气温度监测装置、第一水温监测装置、第二水温监测装置以及第三水温监测装置采集的温度发送给PLC处理器；
若第一烟气温度监测装置和第二烟气温度监测装置采集的温度均不低于70℃，第一水温监测装置采集的温度每高于第三水温监测装置采集的温度时，PLC处理器发出开大水泵流量5％的信号；
若第一水温监测装置采集的温度低于第三水温监测装置采集的温度时，PLC处理器发出关小水泵流量5％的信号；
第二烟气温度监测装置采集的温度低于烟气酸露点5℃时，PLC处理器发出关小水泵流量5％的信号，第二烟气温度监测装置采集的温度高于烟气酸露点5℃以上时，PLC处理器发出开大水泵流量5％的信号。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
本发明通过在空预器旁路烟道内布置给水换热器和凝结水换热器，在空预器进口的风道内增加凝结水暖风器。由于给水换热器的入口烟气温度相当于空预器进口烟气温度，烟气温度较高，因此给水换热器用于加热给水泵出口的给水，被加热后的给水返回到第一级高加出口，与第一级高加出口的主路给水一同送往省煤器。给水换热器相当于排挤汽轮机第一级高加的抽汽，级效率最高，节能效果最佳。给水换热器可将入口烟气温度降低至200～220℃，凝结水换热器再将烟气温度降低至100～120℃，高于烟气酸露点温度，旁路烟气与主路烟气混合后进入除尘器。
本发明通过设置PLC处理器，具有自动控制的功能，根据监测的给水换热器进出口烟温和进出口水温、机组给水温度、凝结水换热器进出口烟温和进出口水温、凝结水温度等，自动调节给水换热器出口烟温和水温、凝结水换热器出口烟温和水温，实现对干空预器旁路高效烟气余热利用系统重要参数的自动调节。该系统能够提高烟气余热的利用能级，进而提高机组经济性，本发明烟气余热利用能级较高，变相的增大了空预器换热面积，是烟气余热利用的一种新思路。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
其中，1为SCR，2为空预器，3为除尘器，4为给水换热器，5为凝结水换热器，6为第一高加，7为第二高加，8为除氧器，9为第一低加，10为第二低加，11为第三低加，12为PLC处理器，13为电动调节阀，14为电动水泵，15为温度测量装置，16为三通水阀，17为第二电动调节阀，18为第二电动水泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
本发明中的高压为高压加热器，低压为低压加热器。
本发明中给水换热器4管内介质为水，为顺利逆流换热。凝结水换热器5管内介质为水，顺利逆流布置。给水换热器4、凝结水换热器5均为不锈钢无缝管材。
参见图1，一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统，包括SCR1、空预器2、除尘器3、除氧器8、第三低加11、第一低加9和PLC处理器12，SCR1出口分为两路烟道，一路烟道与空预器2入口相连，空预器2出口与除尘器3入口相连，另一路烟道内设置有沿烟道流向依次布置有水换热器4和凝结水换热器5，另一路烟道出口除尘器3入口相连。
具体的，第三低加11出口分为两路，一路通过管道与水凝结水换热器5水入口相连，并且管道上设置有三通水阀16、第二电动水泵18和第二电动调节阀17，三通水阀16的出口还与第三低加11入口相连，另一路与第二低加10入口相连。
第二低加10出口经第一低加9与除氧器8入口相连，除氧器8出口分为两路，一路经第二高加7与第一高加6入口相连；另一路经管路与水换热器4水入口相连，并且管路上设置有调节阀13和电动水泵14，水换热器4水出口第一高加6出口相连。
本发明中在SCR1出口与空预器2出口间增设旁路烟道，沿烟气流向在旁路烟道内布置给水换热器4和凝结水换热器5；给水换热器4入口与除氧器8出口通过管道连接，管道上布置有调节阀13和电动水泵14；凝结水换热器5的低温水来自第三低加11进出口混合水，低温时在凝结水换热5被加热回水至第一低加9入口，电动水泵14通过变频调节。
给水换热器4烟气进出口设置有第一烟气温度监测装置，凝结水换热器5烟气出口设置有第二烟气温度监测装置，给水换热器4水出口设置有第一水温监测装置、凝结水换热器5水出口设置有第二水温监测装置、第一高加6出口设置有第三水温监测装置，第一烟气温度监测装置、第二烟气温度监测装置、第一水温监测装置、第二水温监测装置以及第三水温监测装置均与PLC处理器12相连。
通过第一烟气温度监测装置、第二烟气温度监测装置、第一水温监测装置、第二水温监测装置以及第三水温监测装置采集的温度发送给PLC处理器12；
若第一烟气温度监测装置和第二烟气温度监测装置采集的温度均不低于70℃，第一水温监测装置采集的温度每高于第三水温监测装置采集的温度时，PLC处理器12发出开大水泵14流量5％的信号；
若第一水温监测装置采集的温度低于第三水温监测装置采集的温度时，PLC处理器12发出关小水泵14流量5％的信号；
第二烟气温度监测装置采集的温度低于烟气酸露点5℃时，PLC处理器12发出关小水泵14流量5％的信号，第二烟气温度监测装置采集的温度高于烟气酸露点5℃以上时，PLC处理器12发出开大水泵14流量5％的信号。
本发明的具体工作过程为：
除氧器8出口的水通过水泵14和电动调节阀13进入给水换热器4，与来自SCR1的部分烟气进行逆流换热，被加热后的水回水至第一高加6出口，给水换热器4出口烟气温度降低至200～220℃；给水换热器4出口烟气进入凝结水换热器5，与来自第三低加11进出口混合水逆流换热，被加热的热水回水至第一低加9入口，凝结水换热器5出口的烟气温度降低至100～120℃，在烟气酸露点温度之上。
本发明中在空预器进口的风道内增加凝结水暖风器。由于给水换热器的入口烟气温度相当于空预器进口烟气温度，烟气温度较高，因此给水换热器用于加热给水泵出口的给水，被加热后的给水返回到第一级高加出口，与第一级高加出口的主路给水一同送往省煤器。给水换热器相当于排挤汽轮机第一级高加的抽汽，级效率最高，节能效果最佳。给水换热器可将入口烟气温度降低至200～220℃，凝结水换热器再将烟气温度降低至100～120℃，高于烟气酸露点温度，旁路烟气与主路烟气混合后进入除尘器。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统，其特征在于，包括SCR(1)、空预器(2)、除尘器(3)、除氧器(8)、第三低加(11)、第一低加(9)和PLC处理器(12)；其中，SCR(1)出口分为两路烟道，一路烟道与空预器(2)入口相连，空预器(2)出口与除尘器(3)入口相连，另一路烟道内设置有水换热器(4)和凝结水换热器(5)，另一路烟道出口除尘器(3)入口相连；
第三低加(11)出口分为两路，第一路与水凝结水换热器(5)水入口相连，第二路与除氧器(8)入口相连，除氧器(8)出口分为两路，第一路与第一高加(6)入口相连；第二路与水换热器(4)水入口相连，水换热器(4)水出口第一高加(6)出口相连；
给水换热器(4)烟气进出口设置有第一烟气温度监测装置，凝结水换热器(5)烟气出口设置有第二烟气温度监测装置，给水换热器(4)出口设置有第一水温监测装置、凝结水换热器(5)水出口设置有第二水温监测装置、第一高加(6)出口设置有第三水温监测装置，第一烟气温度监测装置、第二烟气温度监测装置、第一水温监测装置、第二水温监测装置以及第三水温监测装置均与PLC处理器(12)相连。
2.根据权利要求1所述的一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统，其特征在于，第三低加(11)出口第二路经第二低加(10)与除氧器(8)入口相连。
3.根据权利要求1所述的一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统，其特征在于，除氧器(8)出口第一路经第二高加(7)与第一高加(6)入口相连。
4.根据权利要求1所述的一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统，其特征在于，第三低加(11)第一路出口与水凝结水换热器(5)水入口之间设置有第二电动水泵(18)和第二电动调节阀(17)。
5.根据权利要求4所述的一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统，其特征在于，第三低加(11)第一路出口与第二电动水泵(18)之间设置有三通水阀(16)，三通水阀(16)还与第三低加(11)入口相连。
6.根据权利要求1所述的一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统，其特征在于，第二低加(10)出口经第一低加(9)与除氧器(8)入口相连。
7.根据权利要求1所述的一种空预器旁路高效烟气余热利用自动调节系统，其特征在于，除氧器(8)出口第二路与水换热器(4)水入口之间设置有第一调节阀(13)和第一电动水泵(14)。
8.一种基于权利要求1-7中任意一项所述系统的空预器旁路高效烟气余热利用自动调节方法，其特征在于，通过第一烟气温度监测装置、第二烟气温度监测装置、第一水温监测装置、第二水温监测装置以及第三水温监测装置采集的温度发送给PLC处理器(12)；
若第一烟气温度监测装置和第二烟气温度监测装置采集的温度均不低于70℃，第一水温监测装置采集的温度每高于第三水温监测装置采集的温度5℃时，PLC处理器(12)发出开大水泵(14)流量5％的信号；
若第一水温监测装置采集的温度低于第三水温监测装置采集的温度时，PLC处理器(12)发出关小水泵(14)流量5％的信号；
第二烟气温度监测装置采集的温度低于烟气酸露点5℃时，PLC处理器(12)发出关小水泵(14)流量5％的信号，第二烟气温度监测装置采集的温度高于烟气酸露点5℃以上时，PLC处理器(12)发出开大水泵(14)流量5％的信号。
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