適用于火電機(jī)組的復(fù)合相變換熱器的制造方法
【專利摘要】一種給水加熱器領(lǐng)域的適用于火電機(jī)組的復(fù)合相變換熱器，高溫段和低溫下段沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向依次設(shè)置于煙道內(nèi)，蒸汽管道的上端與低溫上段的上端相連，蒸汽管道的下端與低溫下段的上端相連，凝水管道的下端與低溫下段的下端相連，凝水管道的上端與低溫上段的下端相連，待加熱介質(zhì)的入口端為低溫上段的入口端，待加熱介質(zhì)的出口端為高溫段的出口端，低溫上段的待加熱介質(zhì)分管出口端與高溫段的入口端相連，低溫上段的待加熱介質(zhì)分管進(jìn)口端與高溫段的出口直接相連且定義為一級(jí)旁路，高溫段的入口端與出口直接相連且定義為二級(jí)旁路，控制系統(tǒng)分別與低溫上段、二級(jí)旁路、高溫段和低溫下段相連。本發(fā)明在保證了系統(tǒng)運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上，有效提高了待加熱介質(zhì)的出口溫度。
【專利說(shuō)明】適用于火電機(jī)組的復(fù)合相變換熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種給水加熱器領(lǐng)域的裝置，具體是一種適用于火電機(jī)組的復(fù)合相變換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)鍋爐的運(yùn)行性能會(huì)隨著使用時(shí)間的增加逐漸下降，隨著常規(guī)能源的日益緊缺，以提高現(xiàn)有工業(yè)鍋爐運(yùn)行效率為目的的節(jié)能改造需求迫切。針對(duì)發(fā)電機(jī)組較為通常的做法是采用煙氣余熱回收裝置吸收煙氣的熱量，然后將熱量傳遞給機(jī)組凝結(jié)水，提高進(jìn)入低溫加熱器的凝結(jié)水溫度，從而達(dá)到節(jié)省汽輪機(jī)抽汽，提高發(fā)電機(jī)組運(yùn)行效率的目的。在這種余熱回收改造中，被加熱水的最終溫度與整個(gè)節(jié)能改造的能量利用率有關(guān)，通常來(lái)說(shuō)，被加熱工質(zhì)的出口溫度越高，側(cè)余熱回收改造的能量利用率則越高，所以煙氣余熱回收節(jié)能改造對(duì)被加熱工質(zhì)的出口溫度有較高的要求。
[0003]現(xiàn)有的復(fù)合相變換熱器可以將煙氣余熱有效回收，但是由于采用了二次換熱的工作方式，其被加熱工質(zhì)的出口溫度一般較低，雙壁溫復(fù)合相變換熱器可以解決這個(gè)問(wèn)題，但是會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器的換熱面積過(guò)大，并非適用于所有場(chǎng)合。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)在面對(duì)特定工況的時(shí)候，只能選擇降低被加熱水的出口溫度設(shè)計(jì)值，這會(huì)導(dǎo)致整個(gè)余熱回收系統(tǒng)的能量利用率較低，同時(shí)，如果采用較為激進(jìn)的設(shè)計(jì)，將出口水溫的設(shè)計(jì)值提高，則會(huì)增加設(shè)備成本，或者降低余熱回收系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。顯然，這樣的設(shè)計(jì)方法和實(shí)際運(yùn)行結(jié)果從余熱利用上講都不是一個(gè)理想的狀況。
[0005]隨著當(dāng)前全球能源緊張和對(duì)減排的要求，提高煙氣余熱回收節(jié)能改造的能量利用率已經(jīng)成為急于解決的技術(shù)難題。
[0006]經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN201903045，
【公開日】2011.07.20，
記載了一種鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置。該鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置包括控制系統(tǒng)、自控閥、省煤器、復(fù)合汽水段、空氣預(yù)熱器、相變換熱器下段、相變換熱器上段、壁溫測(cè)試儀以及新增的酸露點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)設(shè)備。本實(shí)用新型鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置的酸露點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)設(shè)備可以動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)酸的露點(diǎn)溫度，并實(shí)時(shí)地反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)酸露點(diǎn)溫度的變化改變鍋爐的給水量以達(dá)到實(shí)時(shí)控制壁溫的效果。但該技術(shù)無(wú)法適用于進(jìn)水溫度較低的工況，由于復(fù)合汽水段是煙氣和給水直接換熱，所以當(dāng)進(jìn)水溫度較低時(shí)壁面溫度就會(huì)處于發(fā)生酸露腐蝕的危險(xiǎn)區(qū)間，進(jìn)而影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種適用于火電機(jī)組的復(fù)合相變換熱器，即通過(guò)低溫段上段先將較低溫度的水加熱至高于酸露點(diǎn)的安全溫度，然后再將其通入高溫段，在保證有效降低排煙溫度的情況下盡可能的提高待加熱介質(zhì)的出口溫度，解決了現(xiàn)有余熱回收裝置能量利用率低的問(wèn)題。
[0008]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括:高溫段、低溫下段、低溫上段、蒸汽管道、凝水管道和控制系統(tǒng)，其中:高溫段和低溫下段沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向依次設(shè)置于煙道內(nèi)，蒸汽管道的上端與低溫上段的上端相連，蒸汽管道的下端與低溫下段的上端相連，凝水管道的下端與低溫下段的下端相連，凝水管道的上端與低溫上段的下端相連，待加熱介質(zhì)的入口端為低溫上段的入口端，待加熱介質(zhì)的出口端為高溫段的出口端，低溫上段的待加熱介質(zhì)分管出口端與高溫段的入口端相連，低溫上段的待加熱介質(zhì)分管進(jìn)口端與高溫段的出口直接相連且定義為一級(jí)旁路，高溫段的入口端與出口直接相連且定義為二級(jí)旁路，控制系統(tǒng)分別與低溫上段、二級(jí)旁路、高溫段和低溫下段相連。
[0009]所述的高溫段包括:設(shè)置于入口端的入口聯(lián)箱、設(shè)置于出口端的出口聯(lián)箱和管列，其中:管列的一端和入口聯(lián)箱相連，另一端與出口聯(lián)箱相連。
[0010]所述的管列為蛇形管列，包括并排的翅片管和連接彎頭。
[0011]所述的低溫下段包括:上聯(lián)箱、下聯(lián)箱和管排，其中:管排的上端和上聯(lián)箱相連，管排的下端和下聯(lián)箱相連。
[0012]所述的低溫上段為管殼式換熱器。
[0013]所述的控制系統(tǒng)包括:低溫調(diào)節(jié)閥、高溫調(diào)節(jié)閥、高溫溫度測(cè)點(diǎn)和低溫溫度測(cè)點(diǎn)，其中:低溫調(diào)節(jié)閥設(shè)置于低溫上段的入口端，高溫調(diào)節(jié)閥設(shè)置于二級(jí)旁路上，高溫溫度測(cè)點(diǎn)設(shè)置于管列的內(nèi)部，低溫溫度測(cè)點(diǎn)設(shè)置于管排的內(nèi)部。
[0014]本發(fā)明在保證了系統(tǒng)運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上，有效提高了被加熱工質(zhì)的出口溫度，從而提高了煙氣余熱回收改造的實(shí)際效益，為鍋爐煙氣余熱回收改造提供了可靠的技術(shù)保障。
[0015]本發(fā)明解決了現(xiàn)有煙氣余熱回收技術(shù)無(wú)法將被加熱工質(zhì)的最終出口溫度提升至設(shè)計(jì)需要水平的問(wèn)題，在煙氣參數(shù)相同的情況下，能使被加熱工質(zhì)的出口溫度比常規(guī)的煙氣余熱回收技術(shù)高15°C?25°C。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
[0018]如圖1所示，本實(shí)施例包括:高溫段2、低溫下段6、低溫上段7、蒸汽管道8、凝水管道10和控制系統(tǒng)13，其中:高溫段2和低溫下段6沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向依次設(shè)置于煙道I內(nèi)，蒸汽管道8的上端與低溫上段7的上端相連，蒸汽管道8的下端與低溫下段6的上端相連，凝水管道10的下端與低溫下段6的下端相連，凝水管道10的上端與低溫上段7的下端相連，待加熱介質(zhì)的入口端為低溫上段7的入口端，待加熱介質(zhì)的出口端為高溫段2的出口端，低溫上段7的待加熱介質(zhì)分管出口端與高溫段2的入口端相連，低溫上段7的待加熱介質(zhì)分管進(jìn)口端與高溫段2的出口直接相連且定義為一級(jí)旁路I，高溫段2的入口端與出口直接相連且定義為二級(jí)旁路II，控制系統(tǒng)13分別與低溫上段7、二級(jí)旁路I1、高溫段2和低溫下段6相連。
[0019]所述的高溫段2包括:設(shè)置于入口端的入口聯(lián)箱3、設(shè)置于出口端的出口聯(lián)箱4和管列5,其中:管列5的一端和入口聯(lián)箱3相連,另一端與出口聯(lián)箱4相連。
[0020]所述的管列5為蛇形管列，由若干并排的翅片管和連接彎頭組成。
[0021]所述的低溫下段6包括:上聯(lián)箱9、下聯(lián)箱11和管排12，其中:管排12的上端和上聯(lián)箱9相連，管排12的下端和下聯(lián)箱11相連。
[0022]所述的低溫上段7為管殼式換熱器。
[0023]所述的控制系統(tǒng)13包括:低溫調(diào)節(jié)閥14、高溫調(diào)節(jié)閥15、高溫溫度測(cè)點(diǎn)16和低溫溫度測(cè)點(diǎn)17，其中:低溫調(diào)節(jié)閥14設(shè)置于低溫上段7的入口端，高溫調(diào)節(jié)閥15設(shè)置于二級(jí)旁路上，高溫溫度測(cè)點(diǎn)16設(shè)置于管列5的內(nèi)部，用于測(cè)量待加熱介質(zhì)的溫度。低溫溫度測(cè)點(diǎn)17設(shè)置于管排12的內(nèi)部，用于測(cè)量待加熱介質(zhì)的溫度。
[0024]本裝置中:較高溫度的煙氣先經(jīng)過(guò)高溫段2與待加熱介質(zhì)換熱后降低到較低的溫度后，再經(jīng)過(guò)低溫下段6與循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行換熱，降低到更低的溫度后排出。
[0025]本裝置中:被加熱工質(zhì)經(jīng)過(guò)低溫調(diào)節(jié)閥14后進(jìn)入低溫上段7并與循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行換熱后升高到一定溫度后，進(jìn)入高溫段2與煙氣進(jìn)行換熱后升高到最終溫度。在待加熱介質(zhì)總管路上設(shè)有一級(jí)旁路I且一級(jí)旁路I上設(shè)有截止閥，同時(shí)在高溫段2的待加熱介質(zhì)側(cè)設(shè)有二級(jí)旁路II且二級(jí)旁路II上設(shè)有高溫調(diào)節(jié)閥15。
[0026]本裝置中:低溫下段6中儲(chǔ)有一定的循環(huán)介質(zhì)(一般為除鹽水)，低溫下段6中的循環(huán)介質(zhì)被加熱后汽化形成水蒸氣經(jīng)過(guò)蒸汽管道8后進(jìn)入低溫上段7與待加熱介質(zhì)進(jìn)行換熱，放熱之后水蒸氣冷凝液化后，經(jīng)過(guò)凝水管道10回流到低溫下段6，形成循環(huán)。
[0027]本實(shí)施例中酸露點(diǎn)為85°C、溫度為160°C的煙氣進(jìn)入高溫段2中并與蛇形管管列5的外表面直接接觸、和被加熱工質(zhì)換熱后溫度降低至140°C，此后140°C的煙氣進(jìn)入低溫下段6并與翅片管管排12的外表面直接接觸、和循環(huán)介質(zhì)換熱后進(jìn)一步降低到110°C ；
[0028]循環(huán)介質(zhì)儲(chǔ)存在低溫下段6的翅片管管排12中，被煙氣加熱后的循環(huán)介質(zhì)形成95°C的蒸汽，蒸汽依次經(jīng)過(guò)低溫下段上聯(lián)箱9和蒸汽管道8進(jìn)入低溫上段7的殼程并與被加熱工質(zhì)形成換熱后冷凝成95°C的凝水，凝水依次經(jīng)過(guò)凝水管道10和低溫下段下聯(lián)箱11回到低溫下段6中的翅片管管排12中形成循環(huán)回路，循環(huán)介質(zhì)在蒸汽和凝水兩種相態(tài)之間反復(fù)變化；
[0029]溫度為52°C的被加熱工質(zhì)經(jīng)總管進(jìn)入低溫上段7的管程與循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行換熱，被加熱至90°C (該溫度高于煙氣的酸露點(diǎn)溫度，可以保證高溫段2的運(yùn)行安全和使用壽命)，然后90°C的被加熱工質(zhì)進(jìn)入高溫段2的蛇形管管列5內(nèi)部并與煙氣進(jìn)行換熱后被加熱到115°C后，經(jīng)總管出口流出。高溫段溫度測(cè)點(diǎn)16和低溫段溫度測(cè)點(diǎn)17分別將蛇形管管列5內(nèi)測(cè)點(diǎn)的被加熱工質(zhì)溫度信號(hào)92°C (正常工況下為90?100°C )和翅片管管排12內(nèi)測(cè)點(diǎn)的待加熱介質(zhì)溫度信號(hào)95°C (正常工況下為92?98°C)發(fā)送至低溫調(diào)節(jié)閥14和高溫調(diào)節(jié)閥15，由于本實(shí)施例中系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)需調(diào)節(jié)低溫調(diào)節(jié)閥14和高溫調(diào)節(jié)閥15，如果所測(cè)得的溫度信號(hào)處于異常值，則可以根據(jù)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的對(duì)比情況來(lái)調(diào)節(jié)低溫調(diào)節(jié)閥14和高溫調(diào)節(jié)閥15的開度，從而合理控制被加熱工質(zhì)進(jìn)入低溫上段7和高溫段2的流量，使蛇形管管列5內(nèi)測(cè)點(diǎn)的被加熱工質(zhì)溫度和翅片管管排12內(nèi)測(cè)點(diǎn)的循環(huán)介質(zhì)溫度回到正常范圍。[0030]由此，本實(shí)施例使高溫段2內(nèi)側(cè)被加熱工質(zhì)溫度始終保持在92°C左右，使低溫下段6內(nèi)側(cè)的循環(huán)介質(zhì)溫度始終保持在95°C左右。此時(shí)適用于火電機(jī)組的復(fù)合相變換熱器出口溫度一般為110°C左右，排煙溫度僅高于煙氣酸露點(diǎn)25°C，同時(shí)被加熱工質(zhì)的出口溫度達(dá)到115°C，高于最終排煙溫度，設(shè)備性能明顯高于同類技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于火電機(jī)組的復(fù)合相變換熱器，其特征在于，包括:高溫段、低溫下段、低溫上段、蒸汽管道、凝水管道和控制系統(tǒng)，其中:高溫段和低溫下段沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向依次設(shè)置于煙道內(nèi)，蒸汽管道的上端與低溫上段的上端相連，蒸汽管道的下端與低溫下段的上端相連，凝水管道的下端與低溫下段的下端相連，凝水管道的上端與低溫上段的下端相連，待加熱介質(zhì)的入口端為低溫上段的入口端，待加熱介質(zhì)的出口端為高溫段的出口端，低溫上段的待加熱介質(zhì)分管出口端與高溫段的入口端相連，低溫上段的待加熱介質(zhì)分管進(jìn)口端與高溫段的出口直接相連且定義為一級(jí)旁路，高溫段的入口端與出口直接相連且定義為二級(jí)旁路，控制系統(tǒng)分別與低溫上段、二級(jí)旁路、高溫段和低溫下段相連； 所述的控制系統(tǒng)包括:低溫調(diào)節(jié)閥、高溫調(diào)節(jié)閥、高溫溫度測(cè)點(diǎn)和低溫溫度測(cè)點(diǎn)，其中:低溫調(diào)節(jié)閥設(shè)置于低溫上段的入口端，高溫調(diào)節(jié)閥設(shè)置于二級(jí)旁路上，高溫溫度測(cè)點(diǎn)設(shè)置于管列的內(nèi)部，低溫溫度測(cè)點(diǎn)設(shè)置于管排的內(nèi)部；高溫段溫度測(cè)點(diǎn)和低溫段溫度測(cè)點(diǎn)分別將蛇形管管列內(nèi)測(cè)點(diǎn)的被加熱工質(zhì)溫度信號(hào)和翅片管管排內(nèi)測(cè)點(diǎn)的待加熱介質(zhì)溫度信號(hào)發(fā)送至低溫調(diào)節(jié)閥和高溫調(diào)節(jié)閥，使得控制系統(tǒng)根據(jù)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的對(duì)比情況來(lái)調(diào)節(jié)低溫調(diào)節(jié)閥和高溫調(diào)節(jié)閥的開度，從而合理控制被加熱工質(zhì)進(jìn)入低溫上段和高溫段的流量，使蛇形管管列內(nèi)測(cè)點(diǎn)的被加熱工質(zhì)溫度和翅片管管排內(nèi)測(cè)點(diǎn)的循環(huán)介質(zhì)溫度回到正常范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于火電機(jī)組的復(fù)合相變換熱器，其特征是，所述的高溫段包括:設(shè)置于入口端的入口聯(lián)箱、設(shè)置于出口端的出口聯(lián)箱和管列，其中:管列的一端和入口聯(lián)箱相連，另一端與出口聯(lián)箱相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于火電機(jī)組的復(fù)合相變換熱器，其特征是，所述的管列為蛇形管列，包括并排的翅片管和連接彎頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于火電機(jī)組的復(fù)合相變換熱器，其特征是，所述的低溫下段包括:上聯(lián)箱、下聯(lián)箱和管排，其中:管排的上端和上聯(lián)箱相連，管排的下端和下聯(lián)箱相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于火電機(jī)組的復(fù)合相變換熱器，其特征是，所述的低溫上段為管殼式換熱器。
【文檔編號(hào)】F23J15/06GK103994458SQ201410257557
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
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