CN201903045U - 锅炉尾部烟气余热利用装置 - Google Patents

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王炎
符厚田
冯友福
王晓鹏
董敏
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Abstract

本实用新型是一种锅炉尾部烟气余热利用装置。该锅炉尾部烟气余热利用装置包括控制系统、自控阀、省煤器、复合汽水段、空气预热器、相变换热器下段、相变换热器上段、壁温测试仪以及新增的酸露点温度在线监测设备。本实用新型锅炉尾部烟气余热利用装置的酸露点温度在线监测设备可以动态地监测酸的露点温度，并实时地反馈给控制系统，控制系统根据酸露点温度的变化改变锅炉的给水量以达到实时控制壁温的效果。本实用新型锅炉尾部烟气余热利用装置具有在线实时监测酸的露点温度并进行自动壁温控制、不需人工干预的优点。

Description

锅炉尾部烟气余热利用装置
技术领域
本实用新型涉及一种锅炉尾部烟气余热利用装置。
背景技术
锅炉尾气处理，包括锅炉的尾部烟气余热利用、防止锅炉的低温腐蚀这两个方面，一直都是锅炉技术中亟需解决的难题。锅炉尾部烟道排出的高温烟气如果直接排向大气，不仅污染环境，而且由于高温带走大量的余热造成能源的浪费；而由于酸露点监测技术没得到改善，锅炉的尾气装置不可避免地出现低温腐蚀，直接导致锅炉的维护成本高居不下。于是，锅炉的尾部烟气余热利用技术以及如何有效地防止露点腐蚀成为当前锅炉行业技术的重中之重。
由于锅炉烟气中三氧化硫(SO3)的存在，空气预热器尾部受热的烟气出口温度受到限制。排烟温度过低会导致受热面的壁面温度低于酸露点，三氧化硫与水反应生成硫酸(H2SO4)而发生严重的结露腐蚀和堵灰现象，所以锅炉的排烟温度通常在140℃～160℃或更高。现有的内循环复合相变换热器通过在相变下段的最后一排翅片管上安装有表面温度测点，将内循环复合相变换热器受热面的最低壁面温度控制在烟气酸露点以上，将排烟温度控制在仅比最低壁面温度高15℃左右，并由自控装置根据烟气出口温度调节复合汽水段的进口给水流量，通常可以控制壁温为100℃时，排烟温度为115℃左右。
内循环复合相变烟气酸露点是依据燃烧物成分通过计算、一次或几次试验得到，系统稳定性受限。当燃烧物成分比例发生变化导致实际烟气酸露点高于设定的最低壁面温度时，就有可能发生结露腐蚀和堵灰；当酸露点远低于最低壁面温度时又将造成排烟余热的热能浪费。内循环复合相变换热器只有通过重新手动设定最低壁温才能够满足燃烧物成分比例变化的要求，表明系统的自动化程度受限，需要人为设定干预，不能实现节能的最大化。
实用新型内容
针对现有技术由于锅炉燃烧物的成分比例不定时地发生变化导致酸露点温度变化，但又不能实时监测出来而需要人工干预设定酸露点温度的问题，本实用新型提供一种不需要人工干预设定酸露点温度的锅炉尾部烟气余热利用装置。
一种锅炉尾部烟气余热利用装置，包括省煤器、复合汽水段、空气预热器、烟道和相变换热器，该省煤器设置在竖直段的烟道处，该复合汽水段设置在该省煤器的下方，该复合汽水段的出口集箱与该省煤器进口集箱连通，该空气预热器设置在复合汽水段下方，该相变换热器设置在水平段的烟道中，该锅炉尾部烟气余热利用装置进一步包括一酸露点温度在线监测设备，其设置在尾部烟道相变换热器下段后。
作为该锅炉尾部烟气余热利用装置的进一步改进，该锅炉尾部烟气余热利用装置进一步包括一壁温测试仪，该壁温测试仪设置在该相变换热器靠近烟道出口的最后一排壁面上。
作为该锅炉尾部烟气余热利用装置的进一步改进，该锅炉尾部烟气余热利用装置进一步包括一控制系统，该酸露点温度在线监测设备与该壁温测试仪连接到该控制系统的输入端。
作为该锅炉尾部烟气余热利用装置的进一步改进，该锅炉尾部烟气余热利用装置进一步包括一自控阀，该自控阀连接该省煤器进口集箱的入口管道上。
作为该锅炉尾部烟气余热利用装置的进一步改进，该控制系统输出控制该自控阀。
作为该锅炉尾部烟气余热利用装置的进一步改进，该锅炉尾部烟气余热利用装置进一步包括一风道，该风道连接该相变换热器和该空气预热器。
附图说明
附图是本实用新型锅炉尾部烟气余热利用装置一较佳实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行说明。
请参阅附图，是本实用新型锅炉尾部烟气余热利用装置一较佳实施方式的结构示意图。
附图所述的锅炉尾部烟气余热利用装置(未标示)包括控制系统1、自控阀2、省煤器进口集箱3、省煤器出口集箱4、省煤器5、复合汽水段出口集箱6、复合汽水段7、复合汽水段进口集箱8、空气预热器9、烟道10、相变换热器下段11、相变换热器上段12、酸露点温度在线监测设备13、壁温测试仪14及风道15，其中相变换热器包括相变换热器下段11和相变换热器上段12。
省煤器5设置在竖直段的烟道10入口处(附图所示)，复合汽水段7设置在省煤器5的下方，复合汽水段出口集箱6与省煤器进口集箱4连通，空气预热器9设置在复合汽水段7下方，相变换热器下段11设置在水平段的烟道10中，酸露点温度在线监测设备13设置在烟道10的尾部，壁温测试仪14设置在相变换热器下段11靠近烟道10尾部的最后一排壁面上，酸露点温度在线监测设备13与壁温测试仪连14接到控制系统1的输入端，自控阀2连接省煤器进口集箱3的入口管道上，控制系统1连接自控阀2，风道15连接相变换热器上段12和空气预热器9。
在工作过程中，烟气通过复合汽水段7向锅炉给水放热，然后进入空气预热器9向锅炉送风放热后进入相变换热器下段11，相变换热器下段11的内腔传热相变媒质放热后出口烟温仅比受热面壁温高15℃左右。相变换热器下段11吸收烟气热量使其传热相变媒质发生相变，进而进入相变换热器上段12，与锅炉送风进行热交换后液化返回相变换热器下段11。锅炉送风通过相变换热器上段12吸热后温度升至50℃～60℃进入空气预热器9。由于空气预热器9进口风温提高了30℃～40℃，使得其最低壁温提高20℃以上，远离烟雾酸露点温度。而酸露点温度在线监测设备13设置在烟道10尾部，酸露点温度在线监测设备13输出端与控制系统1相连，酸露点温度在线监测设备13把监测的烟气酸的露点温度实时反馈给控制系统1。烟气从烟道10的出口排出，壁温测试仪14和酸露点温度在线监测设备13监测到实时的壁温以及新的烟雾酸的露点温度，并同时反馈给控制系统1，控制系统1通过综合处理，将控制信号输出到自控阀2，进而控制锅炉的给水。而锅炉的给水首先进入复合汽水段7吸收烟气热量，然后进入省煤器5。通过自控阀2调节的复合汽水段7的旁通水量来调节复合汽水段7的换热量，从而改变进入空气预热器9的入口烟气温度。进而改变相变换热器下段11的入口烟气温度，由于相变换热器下段11传热温压的改变而导致其吸热量的改变，打破了原来的传热平衡，相变换热器会自动调整壁温和排烟温度建立新的传热平衡，从而实现相变换热器下段11的壁温和出口烟气温度可调，以适应锅炉负荷变化和燃料改变所要求的最低壁温的变化要求；当烟气继续从烟道10的出口排出时，酸露点温度在线监测设备13监测到新的酸的露点温度重新反馈给控制系统1，控制系统1根据实时更新的酸的露点温度重新控制锅炉的给水来调整壁温，达到周而复始、实时地自动调节相变换热器下段11壁温的效果。
自动控制部分总结：控制系统1依据测得的酸露点温度和内部设定的逻辑程序(将实时的酸露点温度+5℃～8℃作为相变换热器下段11壁温的设置温度)，动态地控制换热器下段11壁温的设置温度，在不出现酸露点腐蚀的前提下，实现了能量的最优化和最大化利用，实现了锅炉尾气余热利用装置的自动化进程。本实用新型锅炉尾部烟气余热利用装置具有在线实时地监测酸的露点温度并进行自动壁温控制、不需人工干预的优点。
以上仅为本实用新型的优选实施案例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种锅炉尾部烟气余热利用装置，包括省煤器、复合汽水段、空气预热器、烟道和相变换热器，该省煤器设置在尾部烟道的竖直段处，该复合汽水段设置在该省煤器的下方，该复合汽水段的出口集箱与该省煤器进口集箱连通，该空气预热器设置在复合汽水段下方，该相变换热器设置在水平段的烟道中，其特征在于：该锅炉尾部烟气余热利用装置进一步包括一酸露点温度在线监测设备，其设置在尾部烟道相变换热器下段后。
2.根据权利要求1所述的锅炉尾部烟气余热利用装置，其特征在于：该锅炉尾部烟气余热利用装置进一步包括一壁温测试仪，该壁温测试仪设置在该相变换热器靠近烟道出口的最后一排壁面上。
3.根据权利要求2所述的锅炉尾部烟气余热利用装置，其特征在于：该锅炉尾部烟气余热利用装置进一步包括一控制系统，该酸露点温度在线监测设备与该壁温测试仪连接到该控制系统的输入端。
4.根据权利要求1所述的锅炉尾部烟气余热利用装置，其特征在于：该锅炉尾部烟气余热利用装置进一步包括一自控阀，该自控阀连接该省煤器进口集箱的入口管道上。
5.根据权利要求4所述的锅炉尾部烟气余热利用装置，其特征在于：该控制系统输出控制该自控阀。
6.根据权利要求1所述的锅炉尾部烟气余热利用装置，其特征在于：该锅炉尾部烟气余热利用装置进一步包括一风道，该风道连接该相变换热器和该空气预热器。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102966941A (zh) * 2012-11-26 2013-03-13 杭州国电机械设计研究院有限公司 一种相变换热器与低压省煤器联合的余热回收系统
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CN103307592A (zh) * 2012-03-16 2013-09-18 尹华雷 锅炉尾部烟道墙壁包覆低压节煤器
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CN111536806A (zh) * 2020-05-11 2020-08-14 深圳市奥宇节能技术股份有限公司 一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统

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