專利名稱：一種適用于變工況運(yùn)行的電站鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于余熱利用的節(jié)能設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種適用于變工況運(yùn)行的電站鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置。
背景技術(shù)：
大型火電機(jī)組的節(jié)能減排是中國(guó)的重要能源戰(zhàn)略。在中國(guó)，燃煤電廠消耗了全國(guó)近一半的煤炭產(chǎn)量，一般燃煤機(jī)組的鍋爐排煙溫度在120-140°C左右，導(dǎo)致大量低品位能量直接排向環(huán)境，帶來(lái)巨大的余熱資源浪費(fèi)。隨著近年來(lái)煤炭能源價(jià)格的不斷上漲，以煤炭為基礎(chǔ)的發(fā)電成本日益提高，各火力發(fā)電廠面臨著巨大的節(jié)能壓力，不斷尋求降低煤耗、節(jié)約能源方面新的應(yīng)用技術(shù)，并加大相關(guān)的資金投入。煙氣余熱的有效利用是燃煤電站鍋爐節(jié)能的主要途徑，利用鍋爐尾部煙氣余熱加熱凝結(jié)水，不僅能有效降低鍋爐的排煙溫度，提高鍋爐效率，而且通過(guò)余熱換熱器輸入熱系統(tǒng)的熱量能夠排擠部分汽輪機(jī)的回?zé)岢槠谄麢C(jī)進(jìn)汽蒸汽量不變的情況下，排擠抽汽返回汽輪機(jī)繼續(xù)膨脹做功。因此，在燃料輸入量不變的情況下，可以使汽機(jī)輸出功率增加，提高機(jī)組的熱效率與經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)余熱回收利用降低鍋爐的排煙溫度，雖能提高鍋爐效率與電站經(jīng)濟(jì)性，但由于鍋爐尾部中低溫?zé)煔庵谐３：腥鐂o2、so3、nox等腐蝕性氣體，壁面溫度降到酸露點(diǎn)以下時(shí)，低溫管壁易發(fā)生強(qiáng)烈的低溫?zé)煔飧g，同時(shí)與煙氣中的飛灰形成以硫酸鈣為主的水泥狀物質(zhì)，使煙氣側(cè)通風(fēng)阻力增大，風(fēng)機(jī)電耗增加，而且加劇了管壁的腐蝕，嚴(yán)重影響鍋爐的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。目前適合于鍋爐尾部低溫?zé)煔庥酂崂脤Ｓ玫膿Q熱器設(shè)備仍然比較少，且多以整體式光管換熱器為主，換熱器裝置大且積灰腐蝕問(wèn)題嚴(yán)重。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)火電機(jī)組的變工況運(yùn)行造成的尾部排煙變化工況造成余熱資源浪費(fèi)而提出一種適用于變工況運(yùn)行的電站鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置，其特征在于，所述適用于變工況運(yùn)行的電站鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置主要由回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)I和分布在尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)2組成。所述回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)I由5#低壓加熱器3、6#低壓加熱器4、7#低壓加熱器5及8#低壓加熱器6串聯(lián)構(gòu)成；在5#低壓加熱器3的入口處連接第7閥門，在6#低壓加熱器4的入口處連接第8閥門，在7#低壓加熱器5的入口處連接第9閥門和在8#低壓加熱器6的入口處分別連接第10閥門，所述第7閥門、第8閥門、第9閥門及第10閥門匯聚一起后回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)I出口，并通過(guò)LI管道連接至尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)2的第一級(jí)換熱器管組25的入口 ；在所述5#低壓加熱器3、6#低壓加熱器4、7#低壓加熱器5及8#低壓加熱器6的主凝結(jié)水管道出口處分別連接第18閥門、第19閥門、第20閥門和第21閥門；所述第18閥門、第19閥門、第20閥門及第21閥門匯聚一起后形成回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)I入口，并通過(guò)L2管道連接至尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)2的的出口。[0007]所述尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)2中設(shè)置第一級(jí)換熱器管組25、第二級(jí)換熱器管組26、第三級(jí)換熱器管組27和第四級(jí)換熱器管組28，第一級(jí)換熱器管組25、第二級(jí)換熱器管組26、第三級(jí)換熱器管組27和第四級(jí)換熱器管組28依次通過(guò)第11閥門、第12閥門及第13閥門串聯(lián)；第一級(jí)換熱器管組25出口再連接第14閥門、第二級(jí)換熱器管組26出口再連接第15閥門、第三級(jí)換熱器管組27出口再連接第16閥門和第四級(jí)換熱器管組28出口再連接第17閥門；第一級(jí)換熱器管組25、第二級(jí)換熱器管組26、第三級(jí)換熱器管組27和第四級(jí)換熱器管組28，所述第14閥門、第15閥門、第16閥門及第17閥門匯聚一起后形成尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)2出口。所述適應(yīng)電廠變工況運(yùn)行的鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置中安裝有TT溫度測(cè)量元件和FT流量變送器。所述換熱器管組的結(jié)構(gòu)是相鄰的基管22用扁鋼鰭片23焊制構(gòu)成膜式壁換熱器；基管22和扁鋼鰭片23的焊接點(diǎn)處具有過(guò)渡大圓角24，換熱器管組與煙氣來(lái)流平行放置，管組與管組之間采用順列或錯(cuò)列的形式均可，同時(shí)在管組之間設(shè)置楔形整流板25，以減小磨損以及方便吹灰。所述管組與管組之間采用錯(cuò)列的形式是管組內(nèi)各管排之間沿?zé)煔夥较蝈e(cuò)列1/2縱向截距、相鄰管組的各管排之間沿?zé)煔獯怪狈较蝈e(cuò)列1/2橫向截距。本實(shí)用新型的有益效果是優(yōu)化集成了綜合火電機(jī)組變工況運(yùn)行造成的鍋爐尾部排煙溫度動(dòng)態(tài)變化，以及冷凝水在回?zé)峒訜崞骼锏臒崃啃枨?，通過(guò)設(shè)計(jì)換熱器管組的分級(jí)解列與管道的閥門開(kāi)關(guān)、流量控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣的余熱進(jìn)行能量匹配的靈活利用，確保余熱利用系統(tǒng)處在最佳的熱量回收和安全運(yùn)行工況。換熱器分級(jí)布置的設(shè)計(jì)，更換方便，可針對(duì)失效級(jí)管組進(jìn)行更換。針對(duì)腐蝕嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行局部處理，利用堆熔焊焊制出過(guò)渡圓角，減少了在肋基處的旋轉(zhuǎn)死區(qū)，并有助于進(jìn)一步提升膜式壁的繞流作用，從而減少腐蝕垢堆積對(duì)換熱器管的點(diǎn)蝕侵害。

圖1是煙氣余熱利用優(yōu)化集成系統(tǒng)的具體管道和閥門控制示意圖。圖2是采用分級(jí)管組結(jié)構(gòu)的煙氣余熱利用膜式換熱器的示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種適應(yīng)變工況運(yùn)行的電站鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式予以說(shuō)明。如圖1所示是煙氣余熱利用優(yōu)化集成系統(tǒng)的具體管道和閥門控制示意圖。該系統(tǒng)主要由回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)I和分布在尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)2組成。其中，回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)I由5#低壓加熱器3、6#低壓加熱器4、7#低壓加熱器5及8#低壓加熱器6串聯(lián)構(gòu)成；在5#低壓加熱器3的入口處連接第7閥門，在6#低壓加熱器4的入口處連接第8閥門，在7#低壓加熱器5的入口處連接第9閥門和在8#低壓加熱器6的入口處分別連接第10閥門，所述第7閥門、第8閥門、第9閥門及第10閥門匯聚一起后形成回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)I出口，并通過(guò)LI管道連接至尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)2的第一級(jí)換熱器管組25的入口 ；在所述5#低壓加熱器3、6#低壓加熱器4、7#低壓加熱器5及8#低壓加熱器6的主凝結(jié)水管道出口處分別連接第18閥門、第19閥門、第20閥門和第21閥門；所述第18閥門、第19閥門、第20閥門及第21閥門匯聚一起后形成回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)I入口，并通過(guò)L2管道連接至尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)2的的出口。在尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)2中設(shè)置第一級(jí)換熱器管組25、第二級(jí)換熱器管組26、第三級(jí)換熱器管組27和第四級(jí)換熱器管組28，第一級(jí)換熱器管組25、第二級(jí)換熱器管組26、第三級(jí)換熱器管組27和第四級(jí)換熱器管組28依次通過(guò)第11閥門、第12閥門及第13閥門串聯(lián)；第一級(jí)換熱器管組25出口再連接第14閥門、第二級(jí)換熱器管組26出口再連接第15閥門、第三級(jí)換熱器管組27出口再連接第16閥門和第四級(jí)換熱器管組28出口再連接第17閥門；第一級(jí)換熱器管組25、第二級(jí)換熱器管組26、第三級(jí)換熱器管組27和第四級(jí)換熱器管組28，所述第14閥門、第15閥門、第16閥門及第17閥門匯聚一起后形成尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)2出口。圖2所示為尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)中具體的換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，組成換熱器的相鄰的基管22用扁鋼鰭片23焊制構(gòu)成膜式壁換熱器?；?2和扁鋼鰭片23的焊接點(diǎn)處采用堆熔焊過(guò)渡大圓角24，并對(duì)堆熔焊表面進(jìn)行平整光滑處理。換熱器管組與煙氣來(lái)流平行放置，管組與管組之間采用順列或錯(cuò)列的形式均可，推薦管組間采用雙錯(cuò)列布置，增強(qiáng)傳熱換熱，同時(shí)在管組之間設(shè)置整流板25，以減小磨損以及方便吹灰。所述管組與管組之間采用錯(cuò)列的形式是管組內(nèi)各管排之間沿?zé)煔夥较蝈e(cuò)列1/2縱向截距、相鄰管組的各管排之間沿?zé)煔獯怪狈较蝈e(cuò)列1/2橫向截距。在電廠實(shí)際運(yùn)行中，可以根據(jù)鍋爐的運(yùn)行工況、從回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)I的5#_8#低壓加熱器入口處抽取一定量主凝結(jié)水，分別通過(guò)第7-第10閥門匯集后形成回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)I出口經(jīng)LI管道流入尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)2的第一級(jí)換熱器管組25的入口，經(jīng)尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)2內(nèi)設(shè)置第一級(jí)換熱器管組25、第二級(jí)換熱器管組26、第三級(jí)換熱器管組27和第四級(jí)換熱器管組28與鍋爐煙氣換熱后，從尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)2出口通過(guò)L2管道連接至回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)I的入口，實(shí)現(xiàn)各級(jí)需要替代的抽汽流量控制；可以根據(jù)鍋爐尾部排煙溫度，通過(guò)控制分級(jí)管組進(jìn)出口的閥門開(kāi)關(guān)來(lái)控制換熱器的裝載和解列，分級(jí)管組的解列順序?yàn)檠責(zé)煔鈦?lái)流的方向，從高溫管組至低溫管組依次解列，從而可獲得期望溫度水平的熱流。
權(quán)利要求1.一種適用于變工況運(yùn)行的電站鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置，其特征在于，所述適用于變工況運(yùn)行的電站鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置主要由回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)(I)和分布在尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)(2)組成； 所述回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)(I)由5#低壓加熱器(3)、6#低壓加熱器(4)、7#低壓加熱器(5)及8#低壓加熱器(6)串聯(lián)構(gòu)成；在5#低壓加熱器(3)的入口處連接第7閥門，在6#低壓加熱器(4)的入口處連接第8閥門，在7#低壓加熱器(5)的入口處連接第9閥門和在8#低壓加熱器(6)的入口處分別連接第10閥門，所述第7閥門、第8閥門、第9閥門及第10閥門匯聚一起后回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)(I)出口，并通過(guò)LI管道連接至尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)(2)的第一級(jí)換熱器管組(25)的入口 ；在所述5#低壓加熱器(3)、6#低壓加熱器(4)、7#低壓加熱器(5)及8#低壓加熱器(6)的主凝結(jié)水管道出口處分別連接第18閥門、第19閥門、第20閥門和第21閥門；所述第18閥門、第19閥門、第20閥門及第21閥門匯聚一起后形成回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)(I)入口，并通過(guò)L2管道連接至尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)(2)的的出口 ； 所述尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)(2)中設(shè)置第一級(jí)換熱器管組(25)、第二級(jí)換熱器管組(26)、第三級(jí)換熱器管組(27)和第四級(jí)換熱器管組(28)，第一級(jí)換熱器管組(25)、第二級(jí)換熱器管組(26)、第三級(jí)換熱器管組(27)和第四級(jí)換熱器管組(28)依次通過(guò)第11閥門、第12閥門及第13閥門串聯(lián)；第一級(jí)換熱器管組(25)出口再連接第14閥門、第二級(jí)換熱器管組(26)出口再連接第15閥門、第三級(jí)換熱器管組(27)出口再連接第16閥門和第四級(jí)換熱器管組(28)出口再連接第17閥門；第一級(jí)換熱器管組(25)、第二級(jí)換熱器管組(26)、第三級(jí)換熱器管組(27)和第四級(jí)換熱器管組(28)，所述第14閥門、第15閥門、第16閥門及第17閥門匯聚一起后形成尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)(2)出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于變工況運(yùn)行的電站鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置，其特征在于，所述適應(yīng)電廠變工況運(yùn)行的鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置中安裝有TT溫度測(cè)量元件和FT流量變送器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于變工況運(yùn)行的電站鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置，其特征在于，所述換熱器管組的結(jié)構(gòu)是相鄰的基管(22)用扁鋼鰭片(23)焊制構(gòu)成膜式壁換熱器；基管(22)和扁鋼鰭片(23)的焊接點(diǎn)處具有過(guò)渡大圓角(24)，換熱器管組與煙氣來(lái)流平行放置，管組與管組之間采用順列或錯(cuò)列的形式均可，同時(shí)在管組之間設(shè)置楔形整流板(25)，以減小磨損以及方便吹灰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于變工況運(yùn)行的電站鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置，其特征在于，所述管組與管組之間采用錯(cuò)列的形式是管組內(nèi)各管排之間沿?zé)煔夥较蝈e(cuò)列1/2縱向截距、相鄰管組的各管排之間沿?zé)煔獯怪狈较蝈e(cuò)列1/2橫向截距。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了屬于余熱利用的節(jié)能設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種適用于變工況運(yùn)行的電站鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置。主要由回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)和分布在尾部煙道的分級(jí)式換熱子系統(tǒng)組成?？筛鶕?jù)鍋爐運(yùn)行工況，從回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)中某級(jí)加熱器入口處抽取一定量凝結(jié)水，通過(guò)回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)出口經(jīng)L1管道流入分級(jí)式換熱子系統(tǒng)的入口，經(jīng)分級(jí)式換熱子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的各級(jí)換熱器管組與鍋爐煙氣換熱后，從分級(jí)式換熱子系統(tǒng)出口通過(guò)L2管道連接至回?zé)醾?cè)子系統(tǒng)中某級(jí)加熱器的出口處，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)溫度、流量靈活調(diào)節(jié)，確保系統(tǒng)處在最佳運(yùn)行工況。同時(shí)，換熱子系統(tǒng)采用了分級(jí)式的改進(jìn)膜式設(shè)計(jì)、每級(jí)換熱器管均采用雙錯(cuò)列形式布置，并增設(shè)導(dǎo)流板，從而減小氣流阻力，增大傳熱效率。
文檔編號(hào)F22D1/02GK202915335SQ201220305100
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者徐鋼, 楊勇平, 黃圣偉, 劉超, 許誠(chéng), 劉歡, 劉文毅 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)