CN118129141A - 多级低温省煤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锅炉烟气余热利用技术领域，公开了一种多级低温省煤装置。该多级低温省煤装置包括至少一个一级低温省煤器以及至少一个二级低温省煤器；一级低温省煤器具有一级换热管束，二级低温省煤器具有二级换热管束；一级低温省煤器设置为能够调节流经一级换热管束的传热介质的流量；一级换热管束上形成有用于吸附杂质的集灰区，多级低温省煤装置还包括吹灰组件，二级换热管束上形成有用于吸附腐蚀物质的腐蚀区，且腐蚀区采用抗腐蚀材质。本发明提供的多级低温省煤装置能够将易积灰搭桥的区域主动的控制在一级换热管束上，将腐蚀区域主动的控制在二级换热管束上，以对灰尘和腐蚀进行针对性处理，能够确保多级低温省煤装置能够长时间可靠的运行。

Description

多级低温省煤装置

技术领域

本发明涉及锅炉烟气余热利用技术领域，具体地涉及一种多级低温省煤装置。

背景技术

电站锅炉普遍采用低温省煤器对尾部烟气余热进行回收，来加热凝结水以提高机组运行的经济性。但在实际运行中发现，管束式低温省煤器运行一定时间后普遍存在积灰搭桥导致系统阻力急剧上升的问题。鳍片式换热管束的鳍片间距过密，尤其是相邻两根管束的鳍片间距低于22mm后，极易造成硫酸氢铵冷凝后与飞灰凝结在换热管束上。同时，由于经过低温省煤器热量回收后，该处的烟气温度普遍降低到80^o-90^o，远低于酸露点，烟气中的SO₃与水结合，形成低温腐蚀，导致换热管束在运行一定时间后普遍存在腐蚀泄漏问题，使用寿命较差。可见，目前的低温省煤器存在使用寿命低、可靠性差的技术问题。

发明内容

为了解决目前的省煤器存在使用寿命低、可靠性差的技术问题，本发明提供了一种多级低温省煤装置。

本发明提供了一种多级低温省煤装置，包括用于设置在空预器的出口端的至少一个一级低温省煤器以及至少一个二级低温省煤器；

所述一级低温省煤器具有一级换热管束，所述二级低温省煤器具有设置在所述一级换热管束的背离所述空预器的出口端一侧的二级换热管束；

所述一级低温省煤器设置为能够调节流经所述一级换热管束的传热介质的流量，以将所述一级换热管束附近的烟气温度降低至硫酸氢氨的凝结点，并将流动至所述二级换热管束附近的烟气温度降低至酸露点；

其中，所述一级换热管束上形成有用于吸附杂质的集灰区，所述多级低温省煤装置还包括用于朝向所述集灰区提供压缩气体的吹灰组件，所述二级换热管束上形成有用于吸附腐蚀物质的腐蚀区，且所述腐蚀区采用抗腐蚀材质。

可选地，所述一级换热管束上设有用于吸附杂质的集灰组件，所述集灰区形成在所述集灰组件上。

可选地，所述集灰组件包括设置在所述一级换热管束外周的多个鳍片。

可选地，所述一级换热管束包括多个间隔设置的鳍片管，相邻的两个所述鳍片管之间通过一级弯管连接，以使得所述一级换热管束呈回折状延伸，多个所述鳍片均布在所述鳍片管的外周。

可选地，相邻的两个所述鳍片管上的所述鳍片之间的距离为φ，其中，φ＜22mm。

可选地，所述一级换热管束的朝向所述二级换热管束的一侧设有用于检测烟气温度的烟温检测件，所述一级低温省煤器具有循环泵，所述烟温检测件与所述循环泵联动。

可选地，所述二级换热管束包括多个间隔设置的直管，相邻的两个所述直管之间通过二级弯管连接，以使得所述二级换热管束呈回折状延伸。

可选地，所述一级换热管束的壁厚大于所述二级换热管束的壁厚。

可选地，所述二级换热管束的抗腐蚀性大于所述一级换热管束的抗腐蚀性。

可选地，所述多级低温省煤装置还包括用于设置在空预器出口与除尘器入口之间的水平烟道，所述一级换热管束以及所述二级换热管束均设置在所述水平烟道内。

本发明实施方式提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本发明提供的多级低温省煤装置通过调节流经一级换热管束的传热介质的流量来改变一级低温省煤器的吸热量，进而能够调节流经一级换热管束和二级换热管束的烟气的温度，使得硫酸氢氨在烟温降低后凝结，烟气中的飞灰与液态硫酸氢氨附着在一级换热管束的集灰区，进而能够将易积灰搭桥的区域主动的控制在一级换热管束上，并通过吹灰组件朝向一级换热管束提供压缩气体，以实现一级换热管束的清洁，确保一级换热管束的换热效率，同时，使得流动至二级换热管束附近的烟气温度降低至酸露点，确保腐蚀发生在二级换热管束的腐蚀区，进而能够将腐蚀区域主动的控制在二级换热管束上，且腐蚀区采用抗腐蚀材质，有效防止二级换热管束发生腐蚀，确保二级换热管束的使用寿命，进而能够确保多级低温省煤装置能够长时间可靠的运行。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施方式所述多级低温省煤装置在使用状态下的结构示意图；

图2为本发明实施方式部分所述一级换热管束的结构示意图。

附图标记说明

1、一级低温省煤器；11、一级换热管束；111、鳍片管；112、一级弯管；12、集灰组件；121、鳍片；13、循环泵；2、二级低温省煤器；21、二级换热管束；3、吹灰组件；4、烟温检测件；5、水平烟道；6、空预器出口烟道；7、除尘器。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施方式只是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

如图1所示，本发明实施方式提供的多级低温省煤装置包括用于设置在空预器的出口端的至少一个一级低温省煤器1以及至少一个二级低温省煤器2。其中，一级低温省煤器1和二级低温省煤器2的数量可根据实际需求进行设计，且当一级低温省煤器1和二级低温省煤器2为多个时，多个一级低温省煤器1和多个二级低温省煤器2均独立控制，以实现多个一级低温省煤器1和多个二级低温省煤器2的换热效率的独立调节。

一级低温省煤器1具有一级换热管束11，二级低温省煤器2具有设置在一级换热管束11的背离空预器的出口端一侧的二级换热管束21。该种设计方式下，经空预器的出口端排出的烟气能够依次经过一级换热管束11和二级换热管束21进行换热，以使得经多级低温省煤装置排出的烟气的温度满足处理需求。

一级低温省煤器1设置为能够调节流经一级换热管束11的传热介质的流量，从而改变一级换热管束11的吸热量，以能够调节流经一级换热管束11的烟气的温度。具体为，通过传热介质的流量控制，以将一级换热管束11附近的烟气温度降低至硫酸氢氨的凝结点，进而使得硫酸氢氨在烟温降低后凝结，烟气中的飞灰与液态硫酸氢氨附着在一级换热管束11上，具体附着在一级换热管束11的下述集灰区。通过控制一级换热管束11与二级换热管束21之间的距离，使得流动至二级换热管束21附近的烟气温度降低至酸露点，从而主动将低温腐蚀发生区控制在二级低温省煤器2处。

其中，一级换热管束11上形成有用于吸附杂质的集灰区，上述的烟气中的飞灰与液态硫酸氢氨附着在集灰区，多级低温省煤装置还包括用于朝向集灰区提供压缩气体的吹灰组件3，以使得杂质能够被吹灰组件3吹下以流向后续的除尘器7，避免灰尘粘粘在多级低温省煤装置的其他区域，以实现灰尘的集中处理。二级换热管束21上形成有用于吸附腐蚀物质的腐蚀区，腐蚀区形成在二级换热管束21的表面，且腐蚀区即整个二级换热管束21均采用抗腐蚀材质，以避免腐蚀物质附着在多级低温省煤装置的其他位置，确保多级低温省煤装置的使用寿命，同时能够降低多级低温省煤装置的结构成本。

本发明提供的多级低温省煤装置通过调节流经一级换热管束11的传热介质的流量来改变一级低温省煤器1的吸热量，进而能够调节流经一级换热管束11和二级换热管束21的烟气的温度，使得硫酸氢氨在烟温降低后凝结，烟气中的飞灰与液态硫酸氢氨附着在一级换热管束11的集灰区，进而能够将易积灰搭桥的区域主动的控制在一级换热管束11上，并通过吹灰组件3朝向一级换热管束11提供压缩气体，以实现一级换热管束11的清洁，确保一级换热管束11的换热效率，同时，使得流动至二级换热管束21附近的烟气温度降低至酸露点，确保腐蚀发生在二级换热管束21的腐蚀区，进而能够将腐蚀区域主动的控制在二级换热管束21上，且腐蚀区采用抗腐蚀材质，有效防止二级换热管束21发生腐蚀，确保二级换热管束21的使用寿命，进而能够确保多级低温省煤装置能够长时间可靠的运行。

结合图1和图2所示，一级换热管束11上设有用于吸附杂质的集灰组件12，集灰区形成在集灰组件12上。该种设计方式下，能够通过在一级换热管束11上设置集灰组件12以集中吸附飞灰与液态硫酸氢氨的混合杂质，进一步确保一级换热管束11的吸附效率、

作为一种可行的实施方式，如图2所示，集灰组件12包括设置在一级换热管束11外周的多个鳍片121。集灰区形成在鳍片121上以及相邻的两个鳍片121之间。其中，鳍片121作为散热片的一种结构形式，为换热领域的常规技术，在此未对其具体结构进行过多的描述。鳍片121能够增加一级换热管束11的表面积，进而能够确保杂质的吸附面积，且相邻的鳍片121之间能够形成吸附间隙，以增加杂质的吸附效果。该种设计方式基于鳍片121的结构设计，主动将飞灰易积灰搭桥区域限制在一级换热管束11位置处，通过吹灰组件3针对性对该处区域进行除灰。

在一些实施方式中，一级换热管束11包括多个间隔设置的鳍片管111，相邻的两个鳍片管111之间通过一级弯管112连接，以使得一级换热管束11呈回折状延伸，多个鳍片121均布在鳍片管111的外周。

具体地，鳍片管111采用直管形式，且多个鳍片管111之间相互平行，以确保传热介质的传输效果。相邻的两个一级弯管112相对设置，即两个相邻的其中一个一级弯管112设置在鳍片管111的一端，两个相邻的另一个一级弯管112设置在鳍片管111的另一端，进而能够使得一级换热管束11呈回折状延伸，以使得传热介质呈回折状流通，增加传热介质的流动路径，进而增加传热效率。且鳍片121设置在一级换热管束11的直管段，增加鳍片121制造的便利性。

进一步优化地，相邻的两个鳍片管111上的鳍片121之间的距离为φ，其中，φ＜22mm。根据工程实践经验，相邻两根鳍片管111的鳍片121间距低于22mm，容易造成积灰搭桥，进而确保杂质的吸附效果。

在一些实施方式中，吹灰组件3可采用蒸汽吹灰件，该种蒸汽吹灰件为本领域的常规技术，因此，未对其结构和工作原理做过多的描述。可以理解的是，吹灰组件3也可采用其他能够提供一定压力的压缩气体的装置。

其中，吹灰组件3采用间歇性的吹灰方式，具体为当煤种灰份低于15%时，一天吹灰一次，每次吹灰30分钟；煤种灰份高于15%时，一天吹灰两次，每次吹灰30分钟。

在一些实施方式中，一级换热管束11的朝向二级换热管束21的一侧设有用于检测烟气温度的烟温检测件4，一级低温省煤器1具有循环泵13，烟温检测件4与循环泵13联动。

其中，烟温检测件4可为玻璃水银温度计、双金属温度计、热电偶温度计、电阻温度计、光电高温计等，该种烟温检测件4为本领域的用于检测烟气温度的常设部件，在此未对其结构和工作原理进行过多的描述。

一级低温省煤器1和二级低温省煤器2为本领域的常规部件，在此未对其结构和具体工作原理进行过多的描述，可以理解的是，一级低温省煤器1和二级低温省煤器2均包括换热管束，在此基础上，还应包括循环管道。一级低温省煤器1的换热管束连接在循环管道上，循环泵13设置在循环管道上，以为传热介质提供动力，使得传热介质能够以一定的流量在循环管道和一级换热管束11内流通。其中，传热介质可为水，以节省成本。循环泵13为闭式循环泵13，以确保传热介质的闭环传递，且闭式循环泵13能够调节在循环管道和一级换热管束11内流通的传热介质的流量。此外，一级低温省煤器1上还设有其他换热件，以使得流入一级换热管束11的传热介质的温度恒定，并能够调节进入到一级换热管束11内的传热介质的温度。

烟温检测件4与循环泵13信号连接，烟温检测件4能够将检测到的烟气温度信息传递至控制器，控制器能够根据烟气温度信息发出相应的开度调节信号。比如，当烟温检测件4检测到流经的烟气温度大于预设温度时，此时，控制器可根据烟温检测件4反馈的烟气温度信息发出开度增加信号，循环泵13接收该开度增加信号后开度增大，以增加进入到一级换热管束11内的传热介质的流量，增加一级换热管束11的吸热量，以降低流经的延其的温度。反之相反。

该种设计方式下，能够实现一级换热管束11的换热效率的实时调节，以确保处于一级换热管束11附近的烟气温度和二级换热管束21附近的烟气温度满足需求。

在一些实施方式中，二级换热管束21包括多个间隔设置的直管，相邻的两个直管之间通过二级弯管连接，以使得二级换热管束21呈回折状延伸。

具体地，多个直管之间相互平行，以确保传热介质的传输效果。相邻的两个二级弯管相对设置，即两个相邻的其中一个二级弯管设置在直管的一端，两个相邻的另一个二级弯管设置在直管的另一端，进而能够使得二级换热管束21呈回折状延伸，以使得传热介质呈回折状流通，增加传热介质的流动路径，进而增加传热效率。

在一些实施方式中，一级换热管束11的壁厚大于二级换热管束21的壁厚。该种设计方式下，通过对一级换热管束11的壁厚进行加厚处理，能够有效防止吹灰造成一级换热管束11的泄露，确保一级换热管束11的使用寿命，且杂质在一级换热管束11上集中处理，避免对其他部件进行吹灰作业，以避免对其他部件做加厚处理，降低装置成本。

二级换热管束21的抗腐蚀性大于一级换热管束11的抗腐蚀性。该种设计方式下，二级换热管束21采用特殊的抗腐蚀材质，以防止低温腐蚀造成的二级换热管束21腐蚀泄露，确保二级换热管束21的使用寿命，且腐蚀物质在二级换热管束21上进行集中处理，避免对其他部件造成腐蚀，进而避免对其他部件的材质进行升级处理，降低装置成本。

多级低温省煤装置还包括用于设置在空预器出口与除尘器7入口之间的水平烟道5，一级换热管束11以及二级换热管束21均设置在水平烟道5内。具体地，如图1所示，水平烟道5设置在空预器出口烟道6与除尘器7的入口之间，以使得经空预器出口烟道6流出的低温烟气通过水平烟道5及水平烟道5内的一级换热管束11和二级换热管束21后流向除尘器7，其中，经空预器出口烟道6流出的低温烟气的温度普遍在120℃以上，尤其是空预器蓄热元件年久失修后，排烟温度进一步升高。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施方式的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施方式中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所述的这些实施方式，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种多级低温省煤装置，其特征在于，包括用于设置在空预器的出口端的至少一个一级低温省煤器（1）以及至少一个二级低温省煤器（2）；

所述一级低温省煤器（1）具有一级换热管束（11），所述二级低温省煤器（2）具有设置在所述一级换热管束（11）的背离所述空预器的出口端一侧的二级换热管束（21）；

所述一级低温省煤器（1）设置为能够调节流经所述一级换热管束（11）的传热介质的流量，以将所述一级换热管束（11）附近的烟气温度降低至硫酸氢氨的凝结点，并将流动至所述二级换热管束（21）附近的烟气温度降低至酸露点；

其中，所述一级换热管束（11）上形成有用于吸附杂质的集灰区，所述多级低温省煤装置还包括用于朝向所述集灰区提供压缩气体的吹灰组件（3），所述二级换热管束（21）上形成有用于吸附腐蚀物质的腐蚀区，且所述腐蚀区采用抗腐蚀材质。

2.根据权利要求1所述的多级低温省煤装置，其特征在于，所述一级换热管束（11）上设有用于吸附杂质的集灰组件（12），所述集灰区形成在所述集灰组件（12）上。

3.根据权利要求2所述的多级低温省煤装置，其特征在于，所述集灰组件（12）包括设置在所述一级换热管束（11）外周的多个鳍片（121）。

4.根据权利要求3所述的多级低温省煤装置，其特征在于，所述一级换热管束（11）包括多个间隔设置的鳍片管（111），相邻的两个所述鳍片管（111）之间通过一级弯管（112）连接，以使得所述一级换热管束（11）呈回折状延伸，多个所述鳍片（121）均布在所述鳍片管（111）的外周。

5.根据权利要求4所述的多级低温省煤装置，其特征在于，相邻的两个所述鳍片管（111）上的所述鳍片（121）之间的距离为φ，其中，φ＜22mm。

6.根据权利要求1所述的多级低温省煤装置，其特征在于，所述一级换热管束（11）的朝向所述二级换热管束（21）的一侧设有用于检测烟气温度的烟温检测件（4），所述一级低温省煤器（1）具有循环泵（13），所述烟温检测件（4）与所述循环泵（13）联动。

7.根据权利要求1所述的多级低温省煤装置，其特征在于，所述二级换热管束（21）包括多个间隔设置的直管，相邻的两个所述直管之间通过二级弯管连接，以使得所述二级换热管束（21）呈回折状延伸。

8.根据权利要求1所述的多级低温省煤装置，其特征在于，所述一级换热管束（11）的壁厚大于所述二级换热管束（21）的壁厚。

9.根据权利要求1所述的多级低温省煤装置，其特征在于，所述二级换热管束（21）的抗腐蚀性大于所述一级换热管束（11）的抗腐蚀性。

10.根据权利要求1所述的多级低温省煤装置，其特征在于，所述多级低温省煤装置还包括用于设置在空预器出口与除尘器（7）入口之间的水平烟道（5），所述一级换热管束（11）以及所述二级换热管束（21）均设置在所述水平烟道（5）内。