王承國
摘 要:復(fù)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(shù)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(diǎn)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(guān)鍵詞:鍋爐排煙溫度;鍋爐;復(fù)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(xiàng)損失中所占的比例最大。在高參數(shù)的體現(xiàn)更加明顯,排煙損失量達(dá)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(shè)計(jì)的排煙溫度達(dá)到140℃,在平時(shí)的運(yùn)行時(shí)溫度大概為165℃-170℃左右,這樣就會使鍋爐的經(jīng)濟(jì)性降低。
1 相變式換熱器工作原理
利用優(yōu)化設(shè)計(jì)來構(gòu)造一個(gè)聯(lián)系緊密的機(jī)構(gòu)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(zhì)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(shí),相變式換熱器的傳熱特性達(dá)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(dá)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(kuò)散出熱量,凝結(jié)成液體,通過汽水分離器使飽和水回到受熱段,往復(fù)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(diǎn),比如說避免低溫腐蝕,換熱管束壁溫均勻、易控制、易調(diào)節(jié),有效地降低排煙溫度等等。
2 節(jié)能效益計(jì)算
2.1 回收熱量
由于本公司運(yùn)行狀況比較特殊,白天和夜晚負(fù)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(jìn)一步的學(xué)習(xí)和查閱資料發(fā)現(xiàn)復(fù)合相變換熱器技術(shù)已經(jīng)成熟,相當(dāng)先進(jìn),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(fù)合相變技術(shù)和設(shè)備。
額定蒸發(fā)量為170t/h,將出口煙氣溫度以172℃來計(jì)算,后尾部排煙溫度為119℃,這個(gè)范圍的煙氣降溫幅度為53℃。
等效標(biāo)煤量為3483t/a。
對復(fù)合相變換熱器技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后,使原來排放煙氣中3968kW熱量,按照運(yùn)行6500小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)來看,相當(dāng)于每年每臺爐可以節(jié)約3484噸的標(biāo)煤。
2.2 引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)能耗計(jì)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(shí)。
2.3 循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益分析
復(fù)合相變換熱器技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化改造設(shè)計(jì)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(jìn)一步使二氧化硫和二氧化碳的排放減少,保護(hù)環(huán)境。
3 項(xiàng)目主要技術(shù)指標(biāo)
3.1 項(xiàng)目的指導(dǎo)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(jié)構(gòu)和工藝系統(tǒng)基本不變的前提下進(jìn)行,對鍋爐運(yùn)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(fù)合相變換熱技術(shù)
復(fù)合相變換熱器這個(gè)技術(shù)利用“相變段”和不同“強(qiáng)化傳熱技術(shù)”有效設(shè)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(chǎn)生影響,提出了將其置于可調(diào)可控狀態(tài)的概念。總之,復(fù)合相變換熱技術(shù)是原創(chuàng)性節(jié)能技術(shù),高效可靠,其核心內(nèi)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(yuǎn)離酸露點(diǎn)的腐蝕區(qū)域,從而避免結(jié)露腐蝕和堵灰,很大程度上節(jié)約了設(shè)備的維護(hù)成本。(2)使受熱面最低壁面處于可調(diào)控的狀態(tài),使復(fù)合相變換熱器具有一定的調(diào)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(fù)荷的變化。
4 工程影響因素及解決措施
4.1 對現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的影響
本項(xiàng)目中,復(fù)合相變換熱器吸收煙氣余熱,煙氣增加了阻力損失,達(dá)到480Pa,因?yàn)榕艧煖囟冉档?,減小了引風(fēng)機(jī)入口流量,可以抵消220Pa流阻,最后實(shí)際增加了300Pa阻力,對引風(fēng)機(jī)沒有負(fù)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(jīng)濟(jì)等因素視為重點(diǎn)考慮對象,同時(shí)適當(dāng)?shù)乜刂乒に嚵魉佟S捎谪?fù)荷和燃料變化可調(diào)控,使其始終控制在酸露點(diǎn)溫度以上,根本上解決了酸露腐蝕問題,弱爆吹灰器定時(shí)的正常吹灰,這樣就不會產(chǎn)生結(jié)露、積灰。在相變下段底部裝置灰斗,方便檢修和應(yīng)急使用。
4.3 相變換熱器設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)
在布置鍋爐尾部煙道時(shí),受熱面很容易出現(xiàn)積灰沉降現(xiàn)象,多次改進(jìn),增加導(dǎo)流板,使換熱器中各個(gè)流通面有一個(gè)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(jù)煤的含硫情況,及時(shí)調(diào)整。
5 結(jié)束語
優(yōu)化改造后,大幅度地降低了鍋爐的排煙溫度,進(jìn)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(jié)露、腐蝕和堵灰等問題的產(chǎn)生,一方面可以大幅度地提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)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(dá)到節(jié)能量最大化。
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