專利名稱：一種鍋爐的節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐的節(jié)能裝置，特別涉及ー種利用鍋爐的煙氣熱量加熱鍋爐的除鹽水以減少除氧器加熱蒸汽消耗的鍋爐的節(jié)能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代鍋爐在國民經(jīng)濟中占據(jù)著重要的位置，其蒸發(fā)量從35t/h到2000t/h大小不等，排煙溫度大約在140°C -180°C之間，廣泛應(yīng)用于熱、電及化工行業(yè)。作為世界上的主要化學(xué)能/熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備已經(jīng)有近二百年的發(fā)展史，其熱效率在87-94%之間，人們通常認(rèn)為其熱效率已達到極限。然而，由于鍋爐主要燃料煤、石油等均為含硫燃料，燃燒時產(chǎn)生的ニ氧化硫、三氧化硫等硫化物與水蒸氣結(jié)合形成硫酸蒸汽，當(dāng)鍋爐金屬部件的壁面溫度低于硫酸蒸汽的凝結(jié)點(稱為酸露點)吋，就會在其表面形成液態(tài)硫酸(稱為結(jié)露)。為防止鍋爐尾部部件由于結(jié)露引起的腐蝕，導(dǎo)致世界上各種鍋爐設(shè)計吋，不得不采用較高的排煙溫度來緩解結(jié)露現(xiàn)象的產(chǎn)生，部分鍋爐由于運行調(diào)整和燃料變化造成了實際排煙溫度比設(shè)計溫度更高的現(xiàn)象，鍋爐的排煙溫度大約在140°C -180°C之間，這就勢必造成部分熱能隨著煙氣排出，導(dǎo)致能源的浪費。根據(jù)計算，大型鍋爐排畑溫度每降低16 20°C，鍋爐熱效率能提高1%。由于影響酸露點溫度的因素較多，為防止過低的排煙溫度造成鍋爐尾部設(shè)備的酸腐蝕，目前，鍋爐滿負(fù)荷運行時排煙溫度一般在140°C到180°C之間。但根據(jù)燃料和煙氣的分析，進入脫硫系統(tǒng)的煙氣溫度可以控制在90-110°C范圍內(nèi)而不至于造成尾部明顯的腐蝕，特別是對于不設(shè)GGH (原煙氣-凈煙氣換熱器)的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，過高的原煙氣溫度只是增加了エ藝水的消耗，這部分熱量就白白的損耗了。因此，鍋爐的煙氣的溫度還存在 30-70°C左右的下降空間。完全可在煙道上増加換熱器對這部分煙氣余熱進行回收，從而取得節(jié)能的效益，同時還可以減少煙氣脫硫系統(tǒng)所耗用的エ藝水量。改造的關(guān)鍵是根據(jù)燃料和畑氣的實際情況合理的確定和控制進入脫硫系統(tǒng)的煙氣的溫度(即鍋爐排煙溫度)。另外，由于煙氣中含有7-11% (體積比)的水分，這部分水分在接觸到換熱器冷端的元件時如果元件的表面溫度低于煙氣中水分的露點，將會在元件的表面結(jié)露，使冷端元件表面附著液態(tài)水，這部分水將吸收煙氣中的酸酐，這些液態(tài)的酸將會造成換熱器冷端表面的腐蝕。因此必須對冷端元件的表面溫度進行控制，避免表面溫度過低。冷端元件的表面溫度取決于元件內(nèi)介質(zhì)的溫度(換熱器除鹽水的入口溫度)，并和換熱元件的形式有關(guān)。采用鰭片形式的低溫?fù)Q熱器可以提高傳熱系數(shù)和表面溫度。通過腐蝕試驗的結(jié)果表明，采用此形式換熱器吋，ND鋼和考頓鋼的更換壽命超過10年。因此，采用傳熱系數(shù)較高的鰭片或翅片管，和具有一定耐酸性能的ND鋼和考頓鋼材料，并且控制冷端介質(zhì)溫度就可以滿足換熱器防腐的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述的技術(shù)問題對現(xiàn)有的鍋爐系統(tǒng)進行改造，而提出的利用煙氣的余熱加熱除鹽水，減少除氧器加熱的蒸汽消耗，并減少脫硫用エ藝水的耗量，同時降低煙氣的排煙溫度的一種鍋爐的節(jié)能系統(tǒng)。并利用再循環(huán)泵控制換熱器冷端進水溫度不低于60°C，以防止冷端腐蝕的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種鍋爐的節(jié)能系統(tǒng)，包括鍋爐、空預(yù)器、電除塵器、除氧器、除鹽水箱、除鹽水泵、引風(fēng)機、吸收塔、畑 ，還包括煙氣/除鹽水換熱器，調(diào)節(jié)閥及再循環(huán)泵，所述的煙氣/除鹽水換熱器安裝于鍋爐尾部畑道上，優(yōu)選電除塵器和引風(fēng)機之間；
所述除鹽水箱的出口通過管道經(jīng)除鹽水泵后進入除氧器，在除鹽水泵后面的出口管道上設(shè)有一分支管道與上述的煙氣/除鹽水換熱器的進ロ的管道相連，煙氣/除鹽水換熱器的出口管道經(jīng)調(diào)節(jié)閥后與除氧器的進ロ的管道合并后ー并進入除氧器；在煙氣/除鹽水換熱器的出口及調(diào)節(jié)閥設(shè)有一分支管道經(jīng)再循環(huán)泵與煙氣/除鹽水換熱器的進ロ的管道合井一并進入煙氣/除鹽水換熱器；
通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥開度的大小并通過再循環(huán)泵將煙氣/除鹽水換熱器出口的90°C左右的熱水部分返送到煙氣/除鹽水換熱器進ロ并與進入煙氣/除鹽水換熱器前的常溫除鹽水混合，即通過調(diào)節(jié)閥控制再循環(huán)流量以控制煙氣/除鹽水換熱器的冷端進水溫度不低于 60°C從而保證煙氣/除鹽水換熱器的冷端溫度比煙氣的露點溫度高，避免了冷端元件的腐蝕。所述的煙氣/除鹽水換熱器，可采用現(xiàn)有技術(shù)換熱器，優(yōu)選采用“H”型鰭片管換熱器，因其具有較多的擴展受熱面面積、優(yōu)異的防磨性能、積灰少等優(yōu)點，既有較高的傳熱性能，又能防止積灰結(jié)垢，同時H型肋片把空間分成若干個小的區(qū)域，對氣流有均流作用，因此在其它條件相同的情況下，磨損壽命可提高3-4倍。而在其材質(zhì)上，選用具備一定的防腐能力的耐酸鋼材。如ND鋼等。上述的一種鍋爐的節(jié)能系統(tǒng)，其基本工作情況如下
在鍋爐尾部煙道上増加一臺煙氣/除鹽水換熱器，其具體布置位置可按現(xiàn)場條件進行挑選，優(yōu)選布置在電除塵出ロ煙道上，這樣除了方便進行煙氣/除鹽水換熱器的定位和布置外， 還可以減少粉塵對煙氣/除鹽水換熱器的堵塞和磨損，并縮小降溫后煙氣的影響范圍。進入除氧器的除鹽水分成兩路，一路常溫水直接進入除氧器，另一部分經(jīng)煙氣/ 除鹽水換熱器加熱至90°c后進入除氧器，這部分水量通過單獨的調(diào)節(jié)閥控制水量，同時也控制了煙氣/除鹽水換熱器后的排煙溫度。為控制煙氣/除鹽水換熱器的進水溫度，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥門開度的大小并通過再循環(huán)泵調(diào)節(jié)進入煙氣/除鹽水換熱器前的常溫除鹽水與通過再循環(huán)泵回到出口的那部分 90°C的熱水相混和以保證煙氣/除鹽水換熱器的冷段溫度為60°C，由于保留了原除鹽水管道和系統(tǒng)，在改造設(shè)備故障吋，系統(tǒng)可以恢復(fù)到原方式運行。其具體的控制原理如下
由于鍋爐不同的負(fù)荷量往往對應(yīng)不同的排煙溫度，因此當(dāng)負(fù)荷量及環(huán)境溫度等變化而引起排煙溫度相應(yīng)發(fā)生變化吋，由于排煙溫度不得低于90度，此數(shù)值進入機組集中控制系統(tǒng)，當(dāng)其偏離設(shè)定值時，通過調(diào)節(jié)調(diào)門的開度大小，從而調(diào)節(jié)流經(jīng)煙氣/除鹽水換熱器部分除鹽水的流量，相應(yīng)增加/減少煙氣的換熱量，將排煙溫度和煙氣/除鹽水換熱器出ロ水溫均維持在90°C。再循環(huán)泵為變頻控制，根據(jù)常溫水與來自煙氣/除鹽水換熱器出ロ的90°C 的熱水混合后的混合水的水溫來進行控制，當(dāng)該混合溫度偏離60°C的設(shè)定值吋，將改變再循環(huán)泵的輸出壓力，帶動減少/増加回流至煙氣/除鹽水換熱器進ロ處的90°C熱水的循環(huán)量，從而維持60°C的進水溫度。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明通過在原有的鍋爐尾部畑道中増加煙氣/除鹽水換熱器，回收了煙氣的余熱用于加熱除鹽水，將原來較高排煙溫度的煙氣降低到90-110°C，而不會造成鍋爐尾部設(shè)備的酸腐蝕。從而減少了除氧器內(nèi)用于加熱除鹽水進行加熱除氧的中壓蒸汽，即在燃用同等燃料的同時增加了對外供熱的蒸汽量，由此可實現(xiàn)可觀的節(jié)能效益。以130t/h的鍋爐為例，根據(jù)計算可得，在額定蒸發(fā)量下除氧器加熱蒸汽減少4. 58t/h占除氧器加熱蒸汽量的 23. 1%。相當(dāng)于節(jié)省標(biāo)煤0. 44t/h，減排ニ氧化碳1. 24 t/h。另外，排煙溫度降低后將減少脫硫所耗用的エ藝水量。以130t/h的鍋爐為例，根據(jù)計算可得，在額定蒸發(fā)量下可減少脫硫エ藝水量4. 12t/h占設(shè)計エ藝水量的30. 1。此外，本發(fā)明中首次采用了增設(shè)再循環(huán)泵的方式，將經(jīng)過加熱的90°C的熱水回流至換熱器進ロ，從而保證了進ロ水溫不低于60°C，避免了冷端腐蝕的問題。


圖1、實施例1所述的自然循環(huán)的煤粉鍋爐系統(tǒng)改造前系統(tǒng)的エ藝流程示意圖，其中1為除鹽水箱、2為除鹽水泵、3為除氧器、4為除氧器水箱、5為給水泵、6為鍋爐、7為空預(yù)器、8為電除塵器、9為引風(fēng)機、10為吸收塔、11為煙囪、12為中壓減溫減壓器、13為高壓減溫器、14為減壓閥；
圖2、實施例1所述的自然循環(huán)的煤粉鍋爐系統(tǒng)改造后系統(tǒng)的エ藝流程示意圖，其中1 為除鹽水箱、2為除鹽水泵、3為除氧器、4為除氧器水箱、5為給水泵、6為鍋爐、7為空預(yù)器、 8為電除塵器、9為引風(fēng)機、10為吸收塔、11為煙囪、12為中壓減溫減壓器、13為高壓減溫器、14為減壓閥、15為煙氣/除鹽水換熱器，16為再循環(huán)泵，17為調(diào)節(jié)閥。
具體實施例方式下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進一歩闡述，但并不限制本發(fā)明。再循環(huán)泵為上海華佳泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的，型號為IHG80-100的單級單吸管道離心泵，揚程10米，功率為1. 83kW。所用的H型鰭片管式煙氣/除鹽水換熱器為格菱動カ設(shè)備(中國)有限公司生產(chǎn)的常規(guī)換熱器，技術(shù)參數(shù)見表1。表1、換熱器設(shè)計參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種鍋爐的節(jié)能系統(tǒng)，包括鍋爐、空預(yù)器、電除塵器、除氧器、除鹽水箱、除鹽水泵、引風(fēng)機、吸收塔、畑 ，其特征在于還包括煙氣/除鹽水換熱器，調(diào)節(jié)閥及再循環(huán)泵，所述的煙氣/除鹽水換熱器安裝于鍋爐后面的煙道上；除鹽水箱的出口通過管道經(jīng)除鹽水泵后進入除氧器，在除鹽水泵后面的出口管道上設(shè)有一分支管道與上述的煙氣/除鹽水換熱器的進ロ的管道相連，煙氣/除鹽水換熱器的出 ロ管道經(jīng)調(diào)節(jié)閥后與除氧器的進ロ的管道合并后ー并進入除氧器；在煙氣/除鹽水換熱器的出ロ及調(diào)節(jié)閥設(shè)有一分支管道經(jīng)再循環(huán)泵與煙氣/除鹽水換熱器的進ロ的管道合井一并進入煙氣/除鹽水換熱器。
2.如權(quán)利要求1所述的ー種鍋爐的節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述的煙氣/除鹽水換熱器優(yōu)選安裝于電除塵器和引風(fēng)機之間。
3.如權(quán)利要求2所述的ー種鍋爐的節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述的煙氣/除鹽水換熱器優(yōu)選“H”型鰭片管換熱器。
4.如權(quán)利要求3所述的ー種鍋爐的節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述的“H”型鰭片管換熱器其材質(zhì)選用耐酸鋼材。
5.如權(quán)利要求4所述的ー種鍋爐的節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述的“H”型鰭片管換熱器其材質(zhì)選用ND鋼。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5任ー權(quán)利要求所述的ー種鍋爐的節(jié)能系統(tǒng)適用于煤粉鍋爐系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鍋爐的節(jié)能系統(tǒng)，即在鍋爐尾部煙道的電除塵器和引風(fēng)機之間安裝煙氣/除鹽水換熱器，通過利用煙氣的余熱加熱除鹽水，減少除氧器加熱的蒸汽消耗，并減少脫硫用工藝水的耗量，同時降低煙氣的排煙溫度的一種鍋爐的節(jié)能系統(tǒng)。并利用再循環(huán)泵控制換熱器冷端進水溫度不低于60℃，以防止冷端腐蝕的問題。以130t/h的鍋爐為例，在額定蒸發(fā)量下除氧器加熱蒸汽減少4.58t/h占除氧器加熱蒸汽量的23.1%。相當(dāng)于節(jié)省標(biāo)煤0.44t/h，減排二氧化碳1.24t/h。在額定蒸發(fā)量下可減少脫硫工藝水量4.12t/h占設(shè)計工藝水量的30.2%。
文檔編號F22D1/50GK102563610SQ20111032509
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者王東平, 王偉敏, 王吉翔, 章良, 譚青, 邵聲新, 陸靜 申請人:上海上電電力工程有限公司