一种锅炉排烟余热利用系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种锅炉排烟余热利用系统，利用复合相变换热器及其配套设施，回收电站锅炉的排烟余热，回收的热量用来加热锅炉凝结水、补给水、二次风、供暖回水等，根据不同的季节不同的冷源供应情况，而采取不同的工况控制方法，大体可以分为三种工况：自循环工况，冬季工况，夏季工况，可实现对整个相变换热器设备可能出现的不同最低壁面温度的闭环控制，保证相变换热器壁面温度恒定或可控可调，以适应燃料种类以及工况的变化，达到大幅度回收烟气余热的节能目的。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种锅炉排烟余热利用系统，利用复合相变换热器及其配套设施，回收电站锅炉的排烟余热，回收的热量用来加热锅炉凝结水、补给水、二次风、供暖回水等，根据不同的季节不同的冷源供应情况，而采取不同的工况控制方法，大体可以分为三种工况：自循环工况，冬季工况，夏季工况，可实现对整个相变换热器设备可能出现的不同最低壁面温度的闭环控制，保证相变换热器壁面温度恒定或可控可调，以适应燃料种类以及工况的变化，达到大幅度回收烟气余热的节能目的。【专利说明】一种锅炉排烟余热利用系统
本技术涉及锅炉排烟余热利用领域，特别涉及一种电站锅炉排烟余热利用系统，利用复合相变换热器及其配套设施，回收电站锅炉的排烟余热，回收的热量用来加热锅炉凝结水、补给水、二次风、供暖回水等，可达到合理用热、节能降耗、减少污染物排放的目的；利用该控制方法，可实现对整个相变换热器设备可能出现的不同最低壁面温度的闭环控制，保证相变换热器壁面温度恒定或可控可调，以适应燃料种类以及工况的变化，达到大幅度回收烟气余热的节能目的。
技术介绍
节约资源是我国的基本国策。是我国长期坚持的发展原则，根据我国“十一五”期间要实现单位GDP “降耗”20%的硬指标，节能与环保，正在成为我国转变经济增长方式，力口快发展的关键所在，成为当前一项紧迫的任务。一般来说，锅炉排烟温度按照经典的控制酸露腐蚀条件的设计规范设计，计算排烟温度已经留有设备保护的余地。但随着运行时间的延长，排烟温度因设备局部积灰而升高。在锅炉各项热损失中，排烟损失占锅炉总热损失的比例最大。在高参数锅炉中表现更为明显，排烟损失占锅炉总热损失的比例占40?50%，甚至更高。目前锅炉运行排烟温度夏季约为166°C，冬季约为144°C，年运行时间在5500小时左右。夏季较高的排烟温度，已经严重影响到布袋除尘器的安全运行。同时，排烟温度高于酸露点温度的50-80度，具有较大的节能空间。为了充分利用锅炉排烟余热，提高锅炉的热效率，利用烟气余热加热其他介质(锅炉凝结水、补给水、取暖回水或送风等)，可达到合理用热、节能降耗、减少污染物排放的目的。采用复合相变换热器技术，能有效的降低排烟温度，一方面保护了布袋除尘器，另一方面节省燃料消耗，减少污染排放。但是现有的锅炉排烟余热利用系统及其控制系统或控制方法，不能实现在有效利用锅炉排烟余热的同时，保持合相变换热器保持金属受热面壁面温度处于较高的温度水平，从而实现远离酸露点的腐蚀区域的目的，不能实现从根本上避免了结露腐蚀和由此发生的堵灰，因而现有的锅炉排烟余热利用系统其维护成本较高。现有技术的另一个缺点是，不能实现换热器金属受热面最低壁面温度处于可控可调状态，复合相变换热器调节能力有限，排烟温度和壁面温度不能保持相对稳定，不能适应锅炉的燃料品种以及负荷的变化。上述缺点使得相变换热器易出现的老化问题，设备的使用寿命有限。
技术实现思路
本技术提供的一种锅炉排烟余热利用系统，利用复合相变换热器及其配套设施，回收电站锅炉的排烟余热，回收的热量用来加热锅炉凝结水、补给水、二次风、供暖回水等，可达到合理用热、节能降耗、减少污染物排放的目的。本技术的锅炉排烟余热利用系统，根据不同的季节不同的冷源供应情况，而采取不同的工况控制方法，大体可以分为三种工况:自循环工况，冬季冷源充足时使用，系统循环水在余热利用系统内循环，回收烟气热量，加热采暖水、二次风；冬季工况，冬季使用，系统从一个低压加热器的入口取水，回收烟气热量，加热采暖水、二次风，从另一个低压加热器的入口回水；夏季工况，夏季冷源不足时使用，系统从一个低压加热器入口取水，从另一个低压加热器的入口回水。本技术的锅炉排烟余热利用系统，所使用的复合相变换热器，在结构和布置方式上也进行了相应的改变，具体是换热器相变下段中的换热管束，设置在前若干排的换热管束相比设置在后排的换热管束，具有大的换热管直径和少的换热管数量；设置在前若干排或前后若干排的每排换热管束的上联管、下联管的左右两端分别设置控制阀门。换热器相变下段的上述结构设计，一方面可以增强前排换热管束的耐磨性能，同时可有效减少后排换热管束的酸露腐蚀，并且在由于锅炉工况调整、烟气含硫量过高而发生严重腐蚀时，或者前排换热管束发生严重磨损时，能够切断磨损或腐蚀部分的管束，保证锅炉及后续设备的安全运行。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种锅炉排烟余热利用系统，包括相变换热系统、控制系统、二次风换热器、供暖水换热器、主供水管路和主回水管路，其特征在于:所述相变换热系统包括多个复合相变换热器，每个复合相变换热器均包括换热器相变下段和汽包，所述换热器相变下段置于锅炉烟道尾部中，所述换热器相变下段经上升管、下降管与置于烟道上部的汽包连接，所述换热器相变下段中的换热介质在烟道中吸收烟气的热量蒸发为气态后经所述上升管通入汽包中，在所述汽包中与除盐水管路接触冷凝为液态后经所述下降管返回所述换热器相变下段中；所述汽包分管程和壳程两部分，其中，壳程部分通过上升管、下降管与换热器相变下段组成换热介质循环回路，管程部分的进口端接所述主供水管路，管程部分的出口端接所述主回水管路，且管程部分的进口端、出口端均设置控制阀门；与水源连接的所述主供水管路分为两个支路，其中支路I与各复合相变换热器的汽包的管程部分的进口端连接，支路II经低压加热器I后流入低压加热器II ;所述主供水管路的支路I上与相变换热系统连接前的部分上，设有主控制阀门及供水泵；所述主回水管路一端与各复合相变换热器的汽包的管程部分的出口端连接，之后依次串接有二次风换热器、供暖水换热器，在所述主回水管路的末端分为两个支路，其中一个支路A与所述主供水管路的支路I连接，另一个支路B与所述主供水管路的支路II连接，且所述主回水管路的末端的支路A、支路B上均设有控制阀门；在所述主回水管路上还分别设有所述二次风换热器的旁通管路和所述供暖水换热器的旁通管路，所述二次风换热器的旁通管路和所述供暖水换热器的旁通管路上均设有控制阀门；所述二次风换热器、供暖水换热器的进水管路、出水管路上均设有控制阀门；所述主供水管路的支路I的进口处，即所述主供水管路的支路I与所述主回水管路的末端的支路A的接入点之前的进口管路上，也设有控制阀门；所述控制系统包括多个温度传感器、流量计及控制器，所述主供水管路的支路I上、所述主回水管路上均设有流量传感器，各换热器相变下段的烟气进口处还设有流量传感器；各温度传感器、流量计均通过信号线路与控制器连接，所述控制器通过控制线路与所述锅炉排烟余热利用系统中的所有控制阀门连接，所述控制器通过采集到的温度、流量信号控制各控制阀门的开闭。进一步地，所述多个温度传感器包括，所述二次风换热器、供暖水换热器的进水管路、出水管路上均设有温度传感器，各换热器相变下段处设壁温传感器，各换热器相变下段的烟气进口处、出口处设有烟气温度传感器，各汽包的管程部分的进口处、出口处设有凝结水温度传感器。进一步地，所述锅炉排烟余热利用系统中的所有控制阀门均包括手动控制阀门和电动控制阀门，各电动控制阀门通过控制线路与所述控制器连接，受所述控制器控制。进一步地，也可以通过各手动控制阀手动增减调节阀开度，实现对相变换热器壁温的手动控制。进一步地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锅炉排烟余热利用系统，包括相变换热系统、控制系统、二次风换热器、供暖水换热器、主供水管路和主回水管路，其特征在于：所述相变换热系统包括多个复合相变换热器，每个复合相变换热器均包括换热器相变下段和汽包，所述换热器相变下段置于锅炉烟道尾部中，所述换热器相变下段经上升管、下降管与置于烟道上部的汽包连接，所述换热器相变下段中的换热介质在烟道中吸收烟气的热量蒸发为气态后经所述上升管通入汽包中，在所述汽包中与除盐水管路接触冷凝为液态后经所述下降管返回所述换热器相变下段中；所述汽包分管程和壳程两部分，其中，壳程部分通过上升管、下降管与换热器相变下段组成换热介质循环回路，管程部分的进口端接所述主供水管路，管程部分的出口端接所述主回水管路，且管程部分的进口端、出口端均设置控制阀门；所述主供水管路与冷凝水供应管路连接，所述冷凝水供应管路经低压加热器Ⅰ后流入低压加热器Ⅱ，冷凝水供应管路除向所述主供水管路提供所需的冷凝水外，还分别向低压加热器Ⅰ、低压加热器Ⅱ供水；所述主供水管路设有主控制阀门及供水泵；所述主回水管路一端与各复合相变换热器的汽包的管程部分的出口端连接，之后依次串接有二次风换热器、供暖水换热器，在所述主回水管路的末端分为两个支路，其中一个支路A与所述主供水管路连接，另一个支路B与所述冷凝水供应管路连接，且所述主回水管路的末端的支路A、支路B上均设有控制阀门；在所述主回水管路上还分别设有所述二次风换热器的旁通管路和所述供暖水换热器的旁通管路，所述二次风换热器的旁通管路和所述供暖水换热器的旁通管路上均设有控制阀门；所述二次风换热器、供暖水换热器的进水管路、出水管路上均设有控制阀门；所述主供水管路的进口处也设有控制阀门。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕元，张志刚，李猛，
申请(专利权)人：中兴能源唐山节能有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13