CN204678310U - 恒温省煤器 - Google Patents

Abstract

恒温省煤器，包括省煤器本体，省煤器本体外接下降管形成闭式循环，且在循环管路上设置有外置换热器，下降管中采用水作为循环介质时，所述外置换热器上设置真空泵将运行压力调控在5-8万Pa之间，省煤器本体壁温保持在80-95℃之间，下降管中也可直接采用乙醇作为循环介质，本实用新型省煤器的壁温恒定保持在80-95℃之间，不发生低温腐蚀，受热面内工质流速低，阻力小，不需管道泵；设计烟气流速低于7m/s，受热面磨损速率低；烟气温度降低，飞灰比电阻降低，袋除尘器比集尘面积提高，电和袋的除尘效率均得以提高，烟气余热用于加热热网水、冷风和凝结水，余热得到了充分的利用，经济性显著提高。

Description

恒温省煤器

技术领域

本发明属于火电行业烟气余热利用技术，特别涉及一种恒温省煤器。

背景技术

由于燃用煤种变化及空预器漏风等因素的影响，燃煤电厂锅炉排烟温度往往高于设计值，为烟气余热利用提供了空间。

为响应国家节能环保政策，烟气温度需要降低到90℃左右，一方面尽可能回收烟气余热，另一方面降低飞灰比电阻，提高袋除尘比集尘面积，提高除尘效率，形成低温除尘技术。

按照经验排烟温度每上升10℃，锅炉效率下降约0.5％，标准煤耗上升约2g/(kWh)。烟气冷却工质一般为水，烟气余热用于加热的工质可分为三种形式：热网循环水，一二次冷风和凝结水。

目前，燃煤电厂解决排烟温度高，一般采用的技术方案有高温省煤器和低温省煤器。

高温省煤器一般布置在空预器前，直接加热锅炉给水，烟气余热利用效率最高，实际项目改造中受限于尾部烟道空间及排烟温度，高温省煤器的布置需综合计算空预器运行工况，防止空预器冷段发生低温腐蚀。因此，一般排烟温度在200℃以上时，建议采用高温省煤器。

低温省煤器一般布置在空预器后，实际项目改造中空间足够。按循环形式分为开式循环和闭式循环，无论什么循环形式，低温省煤器的入口水温一般为70-85℃，出口水温一般设计为120-130℃，受热面壁温随之升高。

低温省煤器的缺点是：

(1)逆流布置，换热温差小；

(2)入口水温(70-85℃)低，实际运行时，随负荷和煤种变化，入口水温调控难，存在低温段低温腐蚀的风险；

(3)为防止低温腐蚀，受热面材质要选为镍基ND钢，材料成本高，且未从根本上解决低温腐蚀的问题；

(4)开式循环水量大，对于供热机组存在凝结水量不足的问题，闭式循环存在循环水泵功率大，运行电耗高的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种恒温省煤器，受热面壁温恒定保持在80-95℃之间某一个数值，从设计源头上防止省煤器发生低温腐蚀，从而避免常规省煤器出现的上述问题，一般烟气温度降低到110℃以下时，飞灰比电阻下降明显，电除尘效率提高，对于减少锅炉排烟热损失，提高锅炉除尘效率和设备可靠性具有重大意义；更重要的是烟气余热得以充分利用，利用的途径十分广泛，可用于加热凝结水、热网循环水、冷风等，还可增加供暖面积，社会效益和经济效益双收益，市场应用前景广阔。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

恒温省煤器，包括省煤器本体1，省煤器本体1外接下降管2形成闭式循环，且在循环管路上设置有外置换热器3，外置换热器3上设置有真空泵4。

该情况下，所述循环管路上不需设置管道泵，下降管2中采用水作为循环介质，所述外置换热器3上设置真空泵4将运行压力调控在5-8万Pa之间，省煤器本体1壁温保持高于酸露点10-15℃以上，所述酸露点根据燃用煤种和实际测试SO₃含量计算得到。

所述省煤器本体1壁温保持在80-95℃之间。

恒温省煤器的另一种形式，包括省煤器本体1，其特征在于，省煤器本体1外接下降管2形成闭式循环，且在循环管路上设置有外置换热器3。即，不再需要设置真空泵4

该情况下，所述下降管2中采用乙醇作为循环介质。

本发明所述省煤器本体1的受热面采用螺旋翅片管，水平或竖直布置，所述螺旋翅片管在烟气进入的前几排选用不锈钢，其余选用普通碳钢。

与现有技术相比，本发明省煤器的壁温恒定保持在80-95℃之间，不发生低温腐蚀，且受热面内工质流速低，阻力小，不需设置管道泵，设计烟速低于7m/s，受热面磨损速率低，设备可靠性提高，烟气余热得到了充分的利用。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图。

图2是本发明实施例二的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

实施例一

如图1所示，恒温省煤器，包括省煤器本体1，省煤器本体1外接下降管2形成闭式循环，且在循环管路上设置有外置换热器3和真空泵4。本实施例中，水作为循环介质，循环方式为闭式循环，系统设置闭式循环水泵和外置换热器3，在外置换热器3上部设置真空泵4，通过真空泵4将系统压力调整到5-8万Pa，省煤器本体1壁温保持在80-95℃之间。保证任何一点壁温高于酸露点10-15℃以上，而不发生低温腐蚀，外置换热器可以用来加热冷风、热网循环水、凝结水等。

本实施例采用水作为循环介质，通过真空泵将闭式系统运行压力调控在5-8万Pa之间，从而实现恒定壁温。

实施例二

如图2所示，恒温省煤器，包括省煤器本体1，省煤器本体1外接下降管2形成闭式循环，且在循环管路上设置有外置换热器3。乙醇作为循环介质，循环方式为闭式循环，外置换热器3上部无需布置真空泵，系统运行压力为常压，乙醇在常压下的汽化温度为83℃，因此省煤器本体1壁温保持在83℃，外循环系统需要配置循环水泵，外接冷却水与乙醇介质吸收的热量进行换热，达到烟气余热利用的目的。

本实施例采用汽化温度低的循环介质，如乙醇，其常压汽化温度为83℃，从而实现恒定壁温。

本发明恒温省煤器受热面可采用螺旋翅片管，水平、竖直布置均可，材料可使用普通碳钢管，可保证较低的成本。设计过程中，应首先根据燃用煤种和实际测试SO₃含量，计算酸露点，依据壁温大于酸露点10-15℃的标准，设计恒定壁温的省煤器，使得运行期间始终不发生低温腐蚀。

本发明恒温省煤器布置于空气预热器之后，相比较常规低温省煤器，其具有恒定的壁温，恒定壁温实现的方法有两种，即上述实施例一和实施例二，最终达到烟气温度降低到90℃左右的目的。

本发明的创造性：

新颁布的环保标准要求所有的火电机组烟尘排放低于20mg/Nm³，重点地区烟尘排放低于5mg/Nm³。采用湿式电除尘是一种可行方案，替代方案还有建设低低温电除尘技术，再接湿法脱硫，也可将烟尘浓度降低到3-10mg/Nm³，低低温电除尘技术要求排烟温度降低到90℃左右，因此，烟气余热利用设备的可靠性至关重要，常规低温省煤器在运行中存在很多问题，如低温腐蚀、堵灰和泄露等，经常造成省煤器停运，要解决好省煤器的长周期可靠运行问题是低低温技术的关键。本发明恒温省煤器就是解决了这项关键技术的发明。

以300MW机组为计，常规低温省煤器为防止低温腐蚀、磨损等，受热面材质选用镍基ND耐腐蚀钢，受热面直接成本约700万元，而本发明的恒温省煤器具有恒定的壁温控制能力，由此受热面采用普通碳钢，受热面直接成本约节省100万元以上。

为拓展烟气余热利用的途径，自然循环的热量由外置换热器与其他工质换热，由于系统为自然循环，节省了强制循环的循环水泵，运行电耗低，运行及维护成本约节省1/6。运行成本低，经济效益显著。

结构设计过程中，涉及如下两方面问题：

(1)系统运行压力调整

采用水作为循环介质时，调整系统运行压力是本发明的主要特点之一，真空泵可以将压力调整到5-8万Pa之间，当压力为5万Pa时，对应的汽化温度为80℃，当压力为8万Pa时，汽化温度为95℃，在80-95℃之间可调，应用范围广。

当采用乙醇作为循环介质时，常压运行，乙醇的汽化温度为83℃，也可以保证受热面不发生低温腐蚀，且不需布置真空泵。

(2)循环介质选用

系统为闭式循环，因此，循环介质可以选择，本发明选择了自然界常见的水和乙醇。

因此，其施工过程中，首先应进行水动力计算，其次是选择冷却介质，常选的介质分为水和乙醇，最后根据设计需要，确定冷却介质和需要达到的排烟温度，进而确定系统运行压力和壁温，设计的壁温需要高于烟气酸露点10-15℃以上，保证永不发生低温腐蚀。

省煤器材质选用普通碳钢，为防止烟气流动前部受热面磨损，前几排又可设计成不锈钢管。

Claims (7)

1.恒温省煤器，包括省煤器本体(1)，其特征在于，省煤器本体(1)外接下降管(2)形成闭式循环，且在循环管路上设置有外置换热器(3)，外置换热器(3)上设置有真空泵(4)。

2.根据权利要求1所述恒温省煤器，其特征在于，所述下降管(2)中采用水作为循环介质，所述外置换热器(3)上设置真空泵(4)将运行压力调控在5-8万Pa之间，省煤器本体(1)壁温保持高于酸露点10-15℃以上。

3.根据权利要求2所述恒温省煤器，其特征在于，所述省煤器本体(1)壁温保持在80-95℃之间。

4.恒温省煤器，包括省煤器本体(1)，其特征在于，省煤器本体(1)外接下降管(2)形成闭式循环，且在循环管路上设置有外置换热器(3)。

5.根据权利要求4所述恒温省煤器，其特征在于，所述下降管(2)中采用乙醇作为循环介质。

6.根据权利要求1或4所述恒温省煤器，其特征在于，所述省煤器本体(1)的受热面采用螺旋翅片管，水平或竖直布置。

7.根据权利要求6所述恒温省煤器，其特征在于，所述螺旋翅片管在烟气进入的前几排选用不锈钢，其余选用普通碳钢。