一種煙氣餘熱綜合控制系統及其使用方法與流程
2023-09-19 04:03:30
本發明涉及發電廠煙氣餘熱處理技術領域，尤其涉及一種煙氣餘熱綜合控制系統及其使用方法，其主要利用煙氣餘熱加熱冷凝水、熱網水、低溫煙氣，協同作為暖風器的熱源加熱預熱器進口的一次風或二次風或一、二次風來解決預熱器低溫腐蝕和堵灰的問題。
背景技術：
截至2016年底，全國發電設備裝機總容量16.5億千瓦，其中煤電9.4億千瓦，佔比57％，煤電在未來相當長的時間內依然是發電的主力軍。排煙損失是鍋爐運行中最重要的一項熱損失，目前國內燃煤電站鍋爐設計的排煙溫度普遍較高，我國的鍋爐排煙溫度降低的空間很大，相應的可以降低標準煤耗。鍋爐排煙是個潛力很大的餘熱源，可以利用很多新的技術和設備降低鍋爐的排煙溫度。隨著國家及地方相繼出臺《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014—2020年)》,要求新建機組發電煤耗不大於300g/kw·h，現役機組改造發電煤耗不大於310g/kw·h，大量的亞臨界現役機組如果不進行深度節能改造，是無法達到這個發電煤耗要求的。
目前燃煤發電廠經scr脫硝改造運行一段時間後，迴轉式空預器普遍存在煙氣側阻力快速升高問題，有時會超過2kpa，甚至會到3kpa左右。其主要原因是鍋爐增加scr脫硝系統後，普遍存在氨逃逸量過大，流場分布不均勻，so2向so3轉化率過高，且大多數電廠長期處於低負荷運行狀態，空預器入口煙氣溫度普遍降低到330℃左右，排煙溫度大幅度降低，低溫地區冬天低負荷工況甚至會低於90℃，這就使得按最初的設計值計算的硫酸氫氨(abs)堵塞腐蝕區上移，上移到中間層下部約300mm的區域內，引起局部煙氣流速升高，煙氣通道堵塞，嚴重情況甚至會堵塞整個中間層。進而，空預器嚴重的腐蝕和堵灰增加了送引風機阻力，降低了預熱器的換熱能力，引起排煙溫度升高，鍋爐效率降低，影響機組安全運行。
針對目前鍋爐排煙損失普遍較高及預熱器運行過程中出現的腐蝕堵灰問題的問題，現有技術中雖然也可以通過在鍋爐尾部煙道加裝煙氣餘熱利用換熱器，達到深度回收煙氣餘熱、提高機組效率、優化煙氣溫度、降低汙染物排放、節省脫硫水耗的目的；還可以通過提高預熱器進口冷風的溫度，來適當提高預熱器冷端壁溫，有效控制硫酸氫氨凝結區間，解決目前預熱器運行過程中普遍存在的嚴重的低溫腐蝕和堵灰問題。但是上述手段存在著生產成本、運行成本、維護成本較高，操作複雜，並且處理效果有時難以達到預期效果等缺陷，因而提出一種能夠克服上述缺陷的煙氣餘熱回收綜合控制系統具有重要的現實意義和研究意義。
技術實現要素：
針對現有技術中對煙氣回收利用、預熱器運行過程中出現腐蝕堵塞等技術手段存在的缺陷，本發明的目的在於：提供一種煙氣餘熱綜合控制系統及其使用方法，其主要利用燃煤機組煙氣餘熱加熱冷凝水、熱網水、低溫煙氣，協同作為暖風器的熱源加熱預熱器進口一次風或二次風或一、二次風來解決預熱器低溫腐蝕和堵灰的問題。利用該控制系統具有操作使用方便，易於控制，生產、運行及維護成本低，運行可靠，自動化程度較高，有效降低工人勞動強度，提高了煙氣回收利用效率，有效保護了環境，符合節能減排的要求。
為了達到上述目的，本發明採用如下技術手段實現：
一種煙氣餘熱綜合控制系統，該控制系統包括煙氣換熱器、暖風器、增壓泵、循環泵、熱媒水系統、閥門組件、自動控制系統組件，所述煙氣換熱器布置在預熱器出口與除塵器之間的煙道上或除塵器出口與脫硫入口之間的煙道上；所述暖風器與預熱器通過連接管路相連接；所述熱媒水系統分別與暖風器、煙氣換熱器通過連接管路相連接；所述循環泵設置在熱媒水系統與暖風器的連接管路上；所述增壓泵設置在熱媒水系統與煙氣換熱器的連接管路上；熱媒水系統中的熱媒水經過增壓泵增壓後進入煙氣換熱器，再通過煙氣換熱器加熱後經過循環泵進入暖風器，一次風和/或二次風經過暖風器加熱後進入預熱器；經過暖風器的熱媒水通過連接管路回到煙氣換熱器中循環利用；所述自動控制系統分別與煙氣換熱器、暖風器、增壓泵、循環泵、熱媒水系統、閥門組件控制連接；所述閥門控制組件包括流量調節閥；所述自動控制系統組件包括：控制器、溫度傳感器；所述溫度傳感器與控制器數據信號連接；所述溫度傳感器分別設置在煙氣換熱器進、出口煙道上用於測量進、出口煙溫，溫度傳感器還設置在煙氣換熱器低溫換熱管上用於測量換熱管壁溫度以及設置在暖風器的進、出口管道上；所述液體流量調節閥設置在熱媒水系統與暖風機的連接管路、熱媒水系統與煙氣換熱器的連接管路上用於調節進入暖風器熱媒水的流量和熱媒水補水量；控制器根據各個溫度傳感器檢測的溫度信號控制增壓泵、循環泵和流量調節閥的狀態及調節進入暖風器熱媒水的流量和熱媒水補水量；經過調節後的暖風器出口一次風或二次風或一、二次風的溫度控制在50～70℃。
作為上述方案的進一步優化，所述煙氣換熱器的進口或進、出口煙道位置處均設有導流板。
作為上述方案的進一步優化，所述煙氣換熱器的迎風面的換熱管設置有防磨瓦、防磨假管、光管堆焊、鈦晶瓷層中任一種或者其組合。
作為上述方案的進一步優化，所述煙氣換熱器的吹灰器形式採用複合吹灰方式，包括聲波吹灰加脈衝吹灰、聲波吹灰加蒸汽吹灰方式。
作為上述方案的進一步優化，所述煙氣換熱器的換熱元件採用光管、鰭片管、肋片管、膜式管或者螺旋槽管，材料採用金屬、非金屬或者複合材料；在煙氣換熱器低溫換熱管上安裝有壁溫測點，通過監測壁溫調節運行參數，避免發生低溫腐蝕；所述暖風器的換熱元件採用光管、鰭片管、肋片管、膜式管或者螺旋槽管，材料選用金屬、非金屬或者複合材料。
作為上述方案的進一步優化，所述暖風器包括主暖風器和/或副暖風器，其中主暖風器設置在一次風和/或二次風進口的主管道上，暖風器的進、出口管道上安裝有溫度測點，根據溫度調節進入暖風器的熱媒水量，暖風器出口一次風或二次風或一、二次風的溫度控制在50～70℃；副暖風器設置在一次風和/或二次風進口的支管道上用於輔助加熱一次風和/或二次風；其中副暖風器採用輔助蒸汽作為熱源將一次風和/或二次風的溫度提高到0～10℃。
作為上述方案的進一步優化，經過所述煙氣換熱器換熱後的煙氣流進入除塵器或脫硫塔。
本發明上述一種煙氣餘熱綜合控制系統的使用方法，包括如下步驟：
1)啟動前做好煙氣換熱器、暖風器上水、排空等準備工作，保證各部件能正常運行；
2)開啟預熱器、暖風器、煙氣換熱器、熱媒水補水系統、增壓泵、循環泵設備，控制器根據各個相應位置的溫度傳感器檢測到的煙氣換熱器出口煙溫、換熱器加熱後的熱媒水溫度、暖風器進、出口一次風和/或二次風的溫度，控制增壓泵和循環泵、流量調節閥的狀態，調節進入暖風器熱媒水的流量和熱媒水補水量，經過調節後的暖風器出口一次風或二次風或一、二次風的溫度控制在50～70℃。
作為上述方案的進一步優化，所述步驟2)中，當煙氣餘熱綜合控制系統在冬季運行時，暖風器進口的一次風和/或二次風溫度過低，控制器控制副暖風器利用輔助蒸汽作為熱源將一次風和/或二次風溫度提高到0～10℃。
採用本發明的煙氣餘熱綜合控制系統及其使用方法具有如下有益效果：
結構設計合理，操作簡單，合理利用了煙氣餘熱，不需要消耗其他熱源，耗能少，佔地小，運行成本低，解決目前燃煤機組增加scr後普遍存在的預熱器低溫腐蝕和堵灰的嚴重問題，延長預熱器傳熱元件的使用壽命，提高了電除塵器的除塵效率，解決低負荷硫酸氫氨凝結超界問題，降低脫硫系統的補水量，通過降低排煙溫度提高鍋爐運行效率，降低煤耗。
附圖說明
附圖1是本發明煙氣餘熱綜合控制系統的工作原理圖。
具體實施方式
下面參照附圖1對本發明煙氣餘熱綜合控制系統及其使用方法作進一步的說明。
一種煙氣餘熱綜合控制系統，該控制系統包括煙氣換熱器1、暖風器2、增壓泵3、循環泵4、熱媒水系統5、閥門組件、自動控制系統組件，所述煙氣換熱器布置在預熱器出口6與除塵器之間的煙道上或除塵器出口與脫硫入口之間的煙道上；所述暖風器與預熱器通過連接管路相連接；所述熱媒水系統分別與暖風器、煙氣換熱器通過連接管路相連接；所述循環泵設置在熱媒水系統與暖風器的連接管路上；所述增壓泵設置在熱媒水系統與煙氣換熱器的連接管路上；熱媒水系統中的熱媒水經過增壓泵增壓後進入煙氣換熱器，再通過煙氣換熱器加熱後經過循環泵進入暖風器，一次風和/或二次風經過暖風器加熱後進入預熱器；經過暖風器的熱媒水通過連接管路回到煙氣換熱器中循環利用；所述自動控制系統分別與煙氣換熱器、暖風器、增壓泵、循環泵、熱媒水系統、閥門組件控制連接；所述閥門控制組件包括流量調節閥；所述自動控制系統組件包括：控制器、溫度傳感器；所述溫度傳感器與控制器數據信號連接；所述溫度傳感器分別設置在煙氣換熱器進、出口煙道上用於測量進、出口煙溫，溫度傳感器還設置在煙氣換熱器低溫換熱管上用於測量換熱管壁溫度以及設置在暖風器的進、出口管道上；所述液體流量調節閥設置在熱媒水系統與暖風機的連接管路、熱媒水系統與煙氣換熱器的連接管路上用於調節進入暖風器熱媒水的流量和熱媒水補水量；控制器根據各個溫度傳感器檢測的溫度信號控制增壓泵、循環泵和流量調節閥的狀態及調節進入暖風器熱媒水的流量和熱媒水補水量；經過調節後的暖風器出口一次風或二次風或一、二次風的溫度控制在50～70℃。所述煙氣換熱器的進口或進、出口煙道位置處均設有導流板。所述煙氣換熱器的迎風面的換熱管設置有防磨瓦、防磨假管、光管堆焊、鈦晶瓷層中任一種或者其組合。所述煙氣換熱器的吹灰器形式採用複合吹灰方式，包括聲波吹灰加脈衝吹灰、聲波吹灰加蒸汽吹灰方式。所述煙氣換熱器的換熱元件採用光管、鰭片管、肋片管、膜式管或者螺旋槽管，材料採用金屬、非金屬或者複合材料；在煙氣換熱器低溫換熱管上安裝有壁溫測點，通過監測壁溫調節運行參數，避免發生低溫腐蝕；所述暖風器的換熱元件採用光管、鰭片管、肋片管、膜式管或者螺旋槽管，材料選用金屬、非金屬或者複合材料。所述暖風器包括主暖風器和/或副暖風器，其中主暖風器設置在一次風和/或二次風進口的主管道上，暖風器的進、出口管道上安裝有溫度測點，根據溫度調節進入暖風器的熱媒水量，暖風器出口一次風或二次風或一、二次風的溫度控制在50～70℃；副暖風器設置在一次風和/或二次風進口的支管道上用於輔助加熱一次風和/或二次風；其中副暖風器採用輔助蒸汽作為熱源將一次風和/或二次風的溫度提高到0～10℃。經過所述煙氣換熱器換熱後的煙氣流進入除塵器或脫硫塔。
本發明上述一種煙氣餘熱綜合控制系統的使用方法包括如下步驟：
1)啟動前做好煙氣換熱器、暖風器上水、排空等準備工作，保證各部件能正常運行；
2)開啟預熱器、暖風器、煙氣換熱器、熱媒水補水系統、增壓泵、循環泵設備，控制器根據各個相應位置的溫度傳感器檢測到的煙氣換熱器出口煙溫、換熱器加熱後的熱媒水溫度、暖風器進、出口一次風和/或二次風的溫度，控制增壓泵和循環泵、流量調節閥的狀態，調節進入暖風器熱媒水的流量和熱媒水補水量，經過調節後的暖風器出口一次風或二次風或一、二次風的溫度控制在50～70℃。
所述步驟2)中，當煙氣餘熱綜合控制系統在冬季運行時，暖風器進口的一次風和/或二次風溫度過低，控制器控制副暖風器利用輔助蒸汽作為熱源將一次風和/或二次風溫度提高到0～10℃。
本系統原理清晰，操作簡單，合理利用了煙氣餘熱，不需要消耗其他熱源，耗能少，佔地小，運行成本低，解決目前燃煤機組增加scr後普遍存在的預熱器低溫腐蝕和堵灰的嚴重問題，延長預熱器傳熱元件的使用壽命，提高了電除塵器的除塵效率，解決低負荷硫酸氫氨凝結超界問題，降低脫硫系統的補水量，通過降低排煙溫度提高鍋爐運行效率，降低煤耗。
上述的對實施例的描述是為便於該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限於這裡的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明範疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護範圍之內。