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锅炉余热综合利用技术-高效烟气余热换热器
 

高效烟气余热换热器简介

  目前,在我国许多300MW容量以上的机组锅炉上,都不同程度地存在着排烟温度高,尾部受热面磨损等现象。有的甚至严重影响了锅炉和整个机组运行的安全性和经济性。通常排烟温度每升高10℃,锅炉热效率约降低0.5%,如果能将锅炉排烟温度降低15℃,一台年运行7500小时,负荷率80%的300MW机组,一年至少可以节约6000吨煤左右。

增加烟气余热利用的必要性

1 国家节能减排政策需求

  大型火电机组的节能减排是目前国家的重要国策,目前我国已成为世界上碳排放总量最大的国家。面对来自国际社会巨大的碳减排压力,需要付出巨大的努力来大规模降低二氧化碳排放。

  “十二五”节能减排综合性工作方案里指出,实施节能减排重点工程是实现节能减排目标的主要措施,其主要内容包括:烟气余热利用。

2 电力行业发电效益需求

  煤价上涨导致发电成本增加,因此需要寻求更高效的降低煤耗的新技术,排烟热损失是电站锅炉各项热损失中最大的一项q2 =5%~10%,影响排烟热损失的主要因素是排烟温度Tpy ▲ 10 ℃ → q2 ▲ ~0.5% ;Bb ▲ ~0.5%,一般Tpy设计值在120℃左右, 但实际运行值偏高。

排烟温度偏高的危害主要有:1、锅炉效率降低 2、脱硫塔耗水量增加 3、除尘器效率降低

烟气余热利用的可行性

1 高效烟气余热换热器通常有两种用途:

 对于有供热(水)需求,直接用于加热供热用水。这是取得经济效益最大的一个用途。

 热量输入汽机回热系统,用于加热凝结水。在回热系统参数保持不变的情况下,排挤汽机低加抽汽,减少汽机热耗,降低发电煤耗。

2烟气余热利用解决方案

 根据排烟温度的水平和现场安装空间,主要有三种布置方案:1、布置于除尘器前 2、除尘器与引风机之间 3、引风机与脱硫塔之间

以上三种方案可根据实际运行情况任意组合。

经济效益

1 可降排烟温度30℃~50℃

2 用于供热时,回收的烟气热量几乎等于供热量,一个采暖季可达20万GJ(300MW机组,排烟温度降低30℃),经济效益明显。

3 加热凝结水时,可降低发电煤耗2.4~3.5g/kWh,根据当地煤价和热价,投资回报期一般小于3年。

 

H型鳍片介绍

应用范围

  H型鳍片管主要可用于电站锅炉、工业锅炉、船用或陆用柴油机组排烟废热回收的热交换设备(空气加热器、省煤器、余热锅炉),也可在化工、石油等其它工业部门的工艺流程中作废热回收设备元件。对设备使用的燃料不论是煤、重油、燃油、石油天然气等都能适用。

H型翅片管结构型式:H型翅片管、双H型翅片管

产品特点

  H型肋片省煤器是在省煤器光管上把一对对肋片用自动电阻闪爆焊的方式焊接成型,其外形类似于低压锅炉的铸铁省煤器,它可以满足锅炉设计中对紧凑尾部结构的需要。它所布置的受热面是同样管径和长度光管省煤器的6~9倍,它所占的空间是光管省煤器的50~60%,能使锅炉大大降低成本、节省费用。这种成本的节省不但使尾部结构紧凑减少省煤器管材的使用,节省了投资,而且使支吊结构的设计和安装方面都更经济。

     H肋片省煤器排列呈顺列布置。肋片自然形成通道,这不仅使省煤器不易积灰和沾污,保持管圈的传热性能,并与其它扩展受热面形式省煤器比较烟气阻力大大降低,这是H型肋片省煤器的最大特点。在相同热负荷和烟速下,H型肋片省煤器比光管省煤器能节省40%的金属重量,而压降只有光管的一半。

     H肋片省煤器自然形成的通道对采用蒸汽吹灰具有特别好的效果。因为两边笔直的通道可以防止蒸汽向两侧扩散,从而保证了最大的吹灰效果。对于螺旋鳍片省煤器和热管空气预热器,最大的问题是积灰堵塞,而H型肋片省煤器是它的理想替代品。H肋片管上肋片的悬壁梁结构,气流卡门旋涡作用产生自振荡,从而减轻了灰尘的粘污程度。它同时也是防止省煤器磨损避免停炉损失和减少高维修费用的新结构。

H型肋片省煤器优点

1.结构紧凑,省煤器重量轻。受热面的肋化系数高,对于常用的f38mm管子,焊接肋片高度28mm,肋化系数可达5.5以上。

2.抗磨损。灰粒所具有的动能,在灰粒与肋片的不断撞击中,组件逐渐消耗,受热面不会产生磨损。设计中受热面的弯头全部置于烟气流动区外,完全排除了省煤器弯头的磨损问题。与采用错列布置的光管省煤器、螺旋翅片省煤器、纵向鳍片省煤器相比,在其它条件相同情况下,磨损寿命高3~4倍。优异的防磨性能,大大提高了省煤器运行的可靠性。

3.无积灰。可采用较高的气流速度,使其具有自清灰功能。由于肋片和气流流动方向平行灰粒不可能在肋片上沉淀,不会发生烟气流动通道的堵塞。

   国外从50年代就开始了对H型肋片省煤器的研究,并从60年代以来大批应用于燃煤与燃油锅炉上。随着我国电力工业的发展,锅炉容量不断增大,目前已成批量地生产300MW、600MW锅炉。其中的关键部位——省煤器也从光管发展到直鳍片、螺旋鳍片等多种结构形式。这其中一方面是由于随着锅炉容量增大尾部竖井受热面布置有困难,要走强化传热扩展受热面的路,另一方面也由于燃煤锅炉抗磨的需要。然而对燃煤电厂,在煤种多变煤质变差等因素影响下,省煤器在运行中不断产生磨损、堵灰、积灰,从而严重影响电厂的经济安全可靠性。二十世纪八十年代,我国“华能”公司为福州和大连两地电厂引进的整套发电设备中粉煤灰锅炉的省煤器就是H型肋片管结构。该装置运行十多年来,效果良好。

  作为国内的几大锅炉制造业,多年来也已经在H型肋片省煤器的实际应用方面进行了大量的工作,并在大小不同程度的新机组锅炉和锅炉改造工程中用H型肋片省煤器,来取代原来的光管省煤器,国内五大电力公司的机组都有使用H型鳍片管的业绩。在这些工程中,通过使用H型肋片省煤器,使锅炉的排烟温度比改造前都有较大幅度的下降,并大大改善锅炉的结灰和磨损,取得很好的实绩,受到了用户的好评和普遍欢迎。

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