一種防止發生低溫腐蝕的餘熱發電系統的製作方法

2023-10-09 05:57:29

專利名稱：一種防止發生低溫腐蝕的餘熱發電系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種餘熱發電系統，具體涉及一種能夠有效防止發生低溫腐蝕的餘熱發電系統。
背景技術：
隨著全世界對環境問題的重視和對節能減排要求的提高，餘熱回收技術得到了快速發展，工業爐窯的餘熱發電技術在中國得到了大面積推廣應用，對我國的節能減排工作做出了巨大貢獻。工業爐窯燃燒的重油、石油焦等燃料當中含有一定的硫分，煙氣當中含有具有腐蝕性的二氧化硫，當工業爐窯煙氣餘熱回收設備在設計和運行過程中處理不當時，煙氣中的二氧化硫容易造成餘熱回收設備的酸腐蝕問題，影響餘熱回收設備的正常運行， 煤器壁面間的傳熱係數比煙氣與省煤器壁面間的傳熱係數大一個數量級以上。因此，省煤器壁面溫度更接近水溫。避免省煤器發生低溫腐蝕的傳統方法是通過提高省煤器處的煙氣溫度高於煙氣的露點溫度。如果省煤器的水溫較低，只有排煙溫度非常高才有可能保證省煤器不發生低溫腐蝕，排煙溫度高導致餘熱鍋爐效率大幅度降低。基於上述原因，目前運行的大量餘熱鍋爐的排煙溫度多在160至200°C以上，即使餘熱鍋爐的排煙溫度如此高，當煙氣中的二氧化硫的濃度較高時，省煤器的低溫腐蝕問題也很嚴重。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種能夠有效防止餘熱鍋爐的省煤器發生低溫腐蝕的餘熱發電系統。為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是包括餘熱鍋爐以及設置在該餘熱鍋爐內的省煤器和過熱器，所述的省煤器的入口、出口分別與除氧器的出口、汽包的入口相連通，過熱器的入口與汽包的出口相連通，過熱器的出口經蒸汽管道與帶有發電機的汽輪機的入口相連，汽輪機的抽汽側經蒸汽流量調節閥與除氧器的入口相連通，汽輪機的乏汽出口與凝汽器的入口相連通，凝汽器的出口通過管路與除氧器的另一入口相連通，在餘熱鍋爐的煙道內安裝有與控制器相連的二氧化硫濃度分析儀，所述的控制器還與蒸汽流量調節閥相連接。所述的除氧器出口與省煤器入口之間還安裝有前置泵和給水泵。所述的除氧器上還安裝有溫度表，以及與控制器相連接的壓力表。所述的汽輪機的抽汽側與蒸汽流量調節閥之間安裝有抽汽閥門。所述的蒸汽管道還通過蒸汽旁路及安裝在該旁路上的蒸汽旁路閥門與除氧器相連通。所述的凝汽器出口與除氧器之間的管路上安裝有凝結水泵。本實用新型利用汽輪機的抽汽加熱除氧器，通過調整蒸汽流量控制調節閥的開度來控制進入除氧器的蒸汽量、從而實現對除氧器的飽和壓力和飽和溫度的控制。利用二氧化硫濃度分析儀檢測餘熱鍋爐煙氣中的二氧化硫濃度，計算出煙氣的酸露點溫度，該酸露點溫度作為控制器的輸入信號，用以控制蒸汽流量控制調節閥的開度，實現對除氧器的飽和壓力和飽和溫度的控制，最終確保除氧器和省煤器的溫度高於煙氣的酸露點溫度，避免省煤器發生低溫腐蝕，實現餘熱鍋爐長周期安全穩定運行，實現餘熱資源的高效利用，提高餘熱發電系統的發電效率和穩定安全性、降低運行維護成本。

圖I為本實用新型的整體結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步詳細說明。參見圖1，本實用新型包括餘熱鍋爐1，所述的餘熱鍋爐I上設置省煤器2，所述的省煤器2的進水口與給水泵3相連通，所述的省煤器2的出口與汽包18相連通，所述的汽包18的出汽口與過熱器20的進汽口相連通，過熱器20的蒸汽出口與蒸汽管道19相連通。所述的餘熱鍋爐I的煙道5內設置用於分析煙氣中的二氧化硫濃度的二氧化硫濃度分析儀6，本實用新型還包括汽輪機13、發電機12和除氧器16。所述的汽輪機13的進汽口與蒸汽管道19相連通，汽輪機13的抽汽口通過抽汽閥門11與除氧器16相連通，汽輪機13的排汽口與凝汽器10相連通。所述的蒸汽管道19還通過蒸汽旁路及安裝在該旁路上的蒸汽旁路閥門14與除氧器16相連通。所述的凝汽器10通過凝結水泵9與除氧器16相連通。除氧器16與汽輪機13、蒸汽管道19的連接管道上還設置了蒸汽流量控制調節閥15，用以控制進入除氧器16的蒸汽量。所述的除氧器16與給水泵3相連通，除氧器16與給水泵3之間設置了前置泵4，用以增加給水泵3的進口水壓。所述的除氧器16上還設置了壓力表7、溫度表17。所述的壓力表7、二氧化硫濃度分析儀6和蒸汽流量控制調節閥15還與控制器8相連接。本實用新型的工作過程如下來自除氧器16的飽和水經前置泵4加壓後進入給水泵3，進一步升壓後進入省煤器2，通過煙氣加熱後進入汽包18，經餘熱鍋爐I進一步加熱後轉變成飽和蒸汽離開汽包18，進入過熱器20加熱後轉變成過熱蒸汽進入蒸汽管道19。過熱蒸汽引入汽輪機13，推動發電機12發電。從汽輪機13抽出部分蒸汽進入除氧器16。在汽輪機13內做完功的乏汽進入凝汽器10轉變成冷凝水，冷凝水經凝結水泵9送入除氧器16，低溫冷凝水被來自汽輪機13的抽汽加熱成飽和蒸汽，冷凝水中的氧氣被排除，除氧器16內的飽和水首先經前置泵4加壓，之後經給水泵3進一步加壓後送入省煤器2，完成了做功循環。二氧化硫濃度分析儀6檢測煙氣中的二氧化硫濃度(CS2)，根據二氧化硫濃度(Csq2)計算酸露點溫度Ts=Fl (CS02)。根據該酸露點溫度Ts設置除氧器的飽和水溫度Τε ，H+ ；，其中Ttl的取值範圍為1°C 30°C。根據Tcw確定與之對應的飽和壓力Ρ_。得到Pcw值後，調整與除氧器相連接的蒸汽流量控制調節閥15，控制進入除氧器16的蒸汽量，使除氧器16的實際壓力與Pcw壓力一致。即通過調整進入除氧器16的蒸汽量來控制除氧器的壓力Pcw，進而控制除氧器的飽和蒸汽溫度Tctq，使Tcw和省煤器2進口溫度比煙氣的酸露點溫度Ts至少高1°C 30°C以上，確保省煤器不發生酸腐蝕，確保餘熱鍋爐安全穩定運行，提高餘熱發電系統的安全穩定性和經濟性。本實用新型的技術效果有I、通過檢測餘熱鍋爐煙氣中的二氧化硫濃度，調整進入除氧器的蒸汽流量，控制除氧器的飽和壓力和飽和溫度，確保除氧器的溫度和進入到省煤器的水溫高於餘熱鍋爐煙道的酸露點溫度，確保餘熱鍋爐的省煤器不發生低溫腐蝕，有效提高餘熱鍋爐運行的安全穩定性，提高餘熱發電系統的經濟安全性。2、當餘熱鍋爐的煙氣中二氧化硫的濃度較低時，減小蒸汽流量控制調節閥的開度，進入除氧器的蒸汽量減少，除氧器的飽和壓力和飽和溫度降低，但是除氧器的飽和溫度高於酸露點溫度，在確保省煤器不發生低溫腐蝕的前提下，使煙氣與省煤器的換熱溫差增力口，提高了煙氣與省煤器的換熱量，有效降低排煙溫度，提高了餘熱鍋爐的效率，提高了餘熱發電系統的經濟性。3、當餘熱鍋爐的煙氣中二氧化硫的濃度較高時，增加蒸汽流量控制調節閥的開 度，進入除氧器的蒸汽量增加，除氧器的飽和壓力和飽和溫度增加，使除氧器和省煤器的水溫高於酸露點溫度，確保省煤器不發生低溫腐蝕。雖然煙氣與省煤器之間的換熱溫差降低，換熱量降低，餘熱鍋爐和餘熱發電系統的效率有所降低。但是，確保了餘熱鍋爐的省煤器不發生低溫腐蝕，提高了餘熱發電系統的安全性，餘熱發電系統的經濟性同樣得到了提高。本實用新型的效果為當餘熱鍋爐的煙氣中二氧化硫的濃度較低時，減少進入除氧器的蒸汽量、降低除氧器的飽和蒸汽壓力和飽和蒸汽溫度，在保證省煤器不發生低溫腐蝕的條件下適當增加煙氣與省煤器的換熱量，提高餘熱鍋爐和餘熱發電系統的經濟性；當餘熱鍋爐的煙氣中二氧化硫的濃度較高時，增加進入除氧器的蒸汽量、增加除氧器的飽和蒸汽壓力和飽和蒸汽溫度，在適當損失餘熱鍋爐效率和餘熱發電系統經濟性的情況下，優先確保餘熱鍋爐的省煤器不發生低溫腐蝕，通過提高餘熱鍋爐運行的安全穩定性，來實現提高餘熱發電系統的經濟性的目的。綜上所述，本實用新型通過設置控制器8，二氧化硫濃度分析儀6，壓力表7，蒸汽流量控制調節閥15，根據餘熱鍋爐煙氣中二氧化硫的濃度調整進入除氧器16的蒸汽量，控制除氧器16的飽和蒸汽壓力Pctq和飽和蒸汽溫度Τ_，使除氧器13的飽和蒸汽溫度Tcw和省煤器2的溫度大於對應二氧化硫濃度的酸露點溫度Ts。當煙氣中的二氧化硫濃度降低時，適當降低除氧器的飽和水溫Tcw並保證省煤器2不發生低溫腐蝕，提高餘熱鍋爐和餘熱發電系統的經濟性。當煙氣中的二氧化硫濃度較高時，適當提高除氧器的飽和水壓力Pcw和飽和水溫Τ_，優先確保飽和水溫Tctq和省煤器2的溫度高於酸露點溫度Ts，優先保證省煤器2不發生低溫腐蝕。因此，本實用新型同時兼顧了餘熱鍋爐和餘熱發電系統的經濟性和安全穩定性，有效避免發生低溫腐蝕問題。
權利要求1.一種防止發生低溫腐蝕的餘熱發電系統，其特徵在於包括餘熱鍋爐(I)以及設置在該餘熱鍋爐內的省煤器(2)和過熱器(20)，所述的省煤器(2)的入口、出口分別與除氧器(16)的出口、汽包(18)的入口相連通，過熱器(20)的入口與汽包(18)的出口相連通，過熱器(20)的出口經蒸汽管道(19)與帶有發電機(12)的汽輪機(13)的入口相連，汽輪機(13)的抽汽側經蒸汽流量調節閥(15)與除氧器(16)的入口相連通，汽輪機(13)的乏汽出口與凝汽器(10)的入口相連通，凝汽器(10)的出口通過管路與除氧器(16)的另一入口相連通，在餘熱鍋爐(I)的煙道(5)內安裝有與控制器(8)相連的二氧化硫濃度分析儀(6)，所述的控制器(8 )還與蒸汽流量調節閥(15 )相連接。
2.根據權利要求I所述的防止發生低溫腐蝕的餘熱發電系統，其特徵在於所述的除氧器(16)出口與省煤器(2)入口之間還安裝有前置泵(4)和給水泵(3)。
3.根據權利要求I所述的防止發生低溫腐蝕的餘熱發電系統，其特徵在於所述的除氧器(16)上還安裝有溫度表(17)，以及與控制器(8)相連接的壓力表(7)。
4.根據權利要求I所述的防止發生低溫腐蝕的餘熱發電系統，其特徵在於所述的汽輪機(13)的抽汽側與蒸汽流量調節閥(15)之間安裝有抽汽閥門(11)。
5.根據權利要求I所述的防止發生低溫腐蝕的餘熱發電系統，其特徵在於所述的蒸汽管道(19)還通過蒸汽旁路及安裝在該旁路上的蒸汽旁路閥門(14)與除氧器(16)相連通。
6.根據權利要求I所述的防止發生低溫腐蝕的餘熱發電系統，其特徵在於所述的凝汽器(10)出口與除氧器(16)之間的管路上安裝有凝結水泵(9)。
專利摘要一種防止發生低溫腐蝕的餘熱發電系統，利用汽輪機的抽汽加熱除氧器，通過調整蒸汽流量控制調節閥的開度來控制進入除氧器的蒸汽量、從而實現對除氧器的飽和壓力和飽和溫度的控制。利用二氧化硫濃度分析儀檢測餘熱鍋爐煙氣中的二氧化硫濃度，計算出煙氣的酸露點溫度，該酸露點溫度作為控制器的輸入信號，用以控制蒸汽流量控制調節閥的開度，實現對除氧器的飽和壓力和飽和溫度的控制，最終確保除氧器和省煤器的溫度高於煙氣的酸露點溫度，避免省煤器發生低溫腐蝕，實現餘熱鍋爐長周期安全穩定運行，實現餘熱資源的高效利用，提高餘熱發電系統的發電效率和穩定安全性、降低運行維護成本。
文檔編號F01D15/10GK202732003SQ201220442188
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者何秀錦 申請人:鳳陽海泰科能源環境管理服務有限公司