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        相變式換熱器在我廠長期投運和管控要點

        2016-05-14 14:42:31王承國
        科技創(chuàng)新與應用 2016年6期
        關鍵詞:節(jié)能降耗鍋爐

        王承國

        摘 要:復合相變換熱器主要功能是低溫排煙和熱源回收,這種余熱回收技術和裝置(FXH)回收鍋爐尾部煙氣余熱,這樣可以加熱除鹽水,這些加熱的水供用戶或鍋爐除氧器使用,而且鍋爐的排煙溫度將降低,從180℃降到119℃,煙煤煙氣露點最好在93.9℃左右,滿足這些要求可以有效地控制熱效率、節(jié)能降溫、防腐能力。

        關鍵詞:鍋爐排煙溫度;鍋爐;復合相變換熱器;防腐降溫;節(jié)能降耗

        引言

        排煙損失是鍋爐各項損失中所占的比例最大。在高參數的體現(xiàn)更加明顯,排煙損失量達到了75%左右,還有可能更高。本公司擁有3臺UG-170/9.8-M2型號的CFB鍋爐,設計的排煙溫度達到140℃,在平時的運行時溫度大概為165℃-170℃左右,這樣就會使鍋爐的經濟性降低。

        1 相變式換熱器工作原理

        利用優(yōu)化設計來構造一個聯(lián)系緊密的機構化整體,氣液之間存在一些特性,比如“兩相同向流動”、“汽液相變換熱”、“工質自然循環(huán)”等,這樣液化潛熱和氣化潛熱交替變換,在2198kJ/kg高效率高性能情況下傳熱。在平均溫差在20℃時,相變式換熱器的傳熱特性達到102以上的量級性,軟化水相變潛熱傳遞熱量,熱管的下端繼續(xù)加熱,這樣水所吸收熱量達到飽和蒸汽,在一定的壓力作用下,使其被壓到熱管的上端面,從而向外擴散出熱量,凝結成液體,通過汽水分離器使飽和水回到受熱段,往復循環(huán),再汽化,這樣熱量就可以從高端向低端的單向傳熱??梢?,F(xiàn)XH具有很多優(yōu)點,比如說避免低溫腐蝕,換熱管束壁溫均勻、易控制、易調節(jié),有效地降低排煙溫度等等。

        2 節(jié)能效益計算

        2.1 回收熱量

        由于本公司運行狀況比較特殊,白天和夜晚負荷存在很大的區(qū)別,排煙溫度也存在差異,溫度較高,面對這樣的問題,之前我們所考慮的措施是增加省煤器,這樣使排煙的溫度降低,回收熱量,之后通過進一步的學習和查閱資料發(fā)現(xiàn)復合相變換熱器技術已經成熟,相當先進,最重要的是對鍋爐的燃燒影響不大。所以我們公司采用了復合相變技術和設備。

        額定蒸發(fā)量為170t/h,將出口煙氣溫度以172℃來計算,后尾部排煙溫度為119℃,這個范圍的煙氣降溫幅度為53℃。

        等效標煤量為3483t/a。

        對復合相變換熱器技術進行優(yōu)化設計后,使原來排放煙氣中3968kW熱量,按照運行6500小時的標準來看,相當于每年每臺爐可以節(jié)約3484噸的標煤。

        2.2 引風機和鼓風機能耗計算

        (1)煙氣阻力上升300Pa左右。(2)耗電量增加了34.85kW,占總節(jié)能量的0.88%。(3)年總耗電增加226525千瓦時。

        2.3 循環(huán)經濟效益分析

        復合相變換熱器技術進行優(yōu)化改造設計后,有效的使煙氣余熱得到回收,還使鍋爐的整體提高,使燃料的消耗變少,這樣進一步使二氧化硫和二氧化碳的排放減少,保護環(huán)境。

        3 項目主要技術指標

        3.1 項目的指導思想和原則

        (1)符合國家節(jié)能降耗的能源政策:一定要充分回收鍋爐排煙余熱,提高鍋爐的熱效率,節(jié)約能源。(2)鍋爐排煙余熱利用在維持鍋爐已有的結構和工藝系統(tǒng)基本不變的前提下進行,對鍋爐運行無不良影響。(3)在鍋爐出力不變的情況下,節(jié)省了燃料消耗,也減少了污染物的排放量。

        3.2 復合相變換熱技術

        復合相變換熱器這個技術利用“相變段”和不同“強化傳熱技術”有效設置,首先考慮的是換熱器最低金屬壁面溫度。再者,由于最低金屬壁面溫度對低溫腐蝕產生影響,提出了將其置于可調可控狀態(tài)的概念??傊?,復合相變換熱技術是原創(chuàng)性節(jié)能技術,高效可靠,其核心內涵。

        (1)在鍋爐的改造和優(yōu)化中,既可以使排煙溫度降低,還可以使受熱壁面溫度保持較高的溫度,遠離酸露點的腐蝕區(qū)域,從而避免結露腐蝕和堵灰,很大程度上節(jié)約了設備的維護成本。(2)使受熱面最低壁面處于可調控的狀態(tài),使復合相變換熱器具有一定的調節(jié)能力,使排煙和壁面溫度保持穩(wěn)定,保證鍋爐能夠滿足燃料品種和負荷的變化。

        4 工程影響因素及解決措施

        4.1 對現(xiàn)有風機的影響

        本項目中,復合相變換熱器吸收煙氣余熱,煙氣增加了阻力損失,達到480Pa,因為排煙溫度降低,減小了引風機入口流量,可以抵消220Pa流阻,最后實際增加了300Pa阻力,對引風機沒有負面影響。

        4.2 系統(tǒng)防堵防積灰問題

        對于防堵防積灰問題,一定要把阻力、磨損、換熱面積和經濟等因素視為重點考慮對象,同時適當地控制工藝流速。由于負荷和燃料變化可調控,使其始終控制在酸露點溫度以上,根本上解決了酸露腐蝕問題,弱爆吹灰器定時的正常吹灰,這樣就不會產生結露、積灰。在相變下段底部裝置灰斗,方便檢修和應急使用。

        4.3 相變換熱器設備的運行和維護

        在布置鍋爐尾部煙道時,受熱面很容易出現(xiàn)積灰沉降現(xiàn)象,多次改進,增加導流板,使換熱器中各個流通面有一個合適的煙氣流度,換言之,就是積灰的“最小起飛速度”。相變壁溫根據煤的含硫情況,及時調整。

        5 結束語

        優(yōu)化改造后,大幅度地降低了鍋爐的排煙溫度,進入布袋塵器煙氣的溫度被降低過后,有利于發(fā)揮布袋除塵的效果和延長使用周期。壁面的溫度高于換熱器的最低壁面溫度,有效地避免相變換熱器結露、腐蝕和堵灰等問題的產生,一方面可以大幅度地提升企業(yè)的經濟效益,另一方面為國家節(jié)約了很多能源。后續(xù)考慮的是濕法脫硫前增加相變式換熱器,達到節(jié)能量最大化。

        參考文獻

        [1]張洪源.鍋爐煙氣余熱回收利用分析與措施研究[J].企業(yè)技術開發(fā),2009,1(5):159.

        [2]王炎.復合相變換熱器技術與裝置[J].上海節(jié)能,2008,1(2):21-24.

        [3]李玉忠,柯秀芳.循環(huán)流化床鍋爐煙氣余熱的利用[J].機電工程技術,2009,38(8):138-139.

        [4]張海云,嚴海鷹.超導熱管在鍋爐煙氣余熱回收中的應用[J].中州煤炭,2009,1(9):98-99.

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