煙氣換熱器的進水溫度的調節方法及其調節裝置與流程
2023-06-12 16:58:31
本發明涉及煙氣餘熱回收技術領域，特別是涉及一種煙氣換熱器的進水溫度的調節方法及其調節裝置。
背景技術：
煙氣餘熱回收主要採用水作為介質，但是水源不同而導致技術方案以及工藝不完全相同。熱力發電廠一般採用以下方式：
1)採用汽輪機凝結水，凝結水吸收煙氣熱量後直接帶入汽輪機系統內。(系統見附圖1)
2)採用閉式循環水，以水作為中間介質，把熱量輸送給需要的系統或用戶。
因為鍋爐煙氣中含有酸性物質(so3、hcl等)，在換熱器壁溫低於酸露點時就有可能發生腐蝕，低於水露點時會嚴重腐蝕。因此無論使用那種煙氣餘熱回收工藝，為了避免水和煙氣換熱時煙氣換熱器壁溫偏低發生腐蝕，都會對水介質的入口溫度提出限制要求，一般水溫下限為65～85℃，另外水溫上限也不能超過煙氣溫度(100～160℃)，否則也沒法進行換熱。
傳統的提高煙氣換熱器進水溫度的方式有以下方式：
1)採用更高溫度的凝結水進行混合，這部分高溫的凝結水相當於在系統中進行閉式循環。由於高溫凝結水具備的壓力遠高於閉式循環的阻力，需要採用節流閥來調節水量，節流帶來的額外阻力使你凝結水泵電耗增加。
2)採用獨立的循環泵，抽取煙氣換熱器出口的熱水回送至煙氣換熱器入口，以此提高進水溫度。根據目前水泵技術水平，最低揚程的泵也超過閉式循環的阻力，依然要採用調節閥節流或者採用變速調節，這種方式雖然不消耗凝結水水泵電耗，但是消耗了閉式泵的電耗，而且還要增加設備投資。
技術實現要素：
基於此，有必要提供一種煙氣換熱器的進水溫度的調節方法及其調節裝置，在不增加設備、同時能降低水泵能耗的情況下，合理控制煙氣換熱器的進水溫度，降低煙氣換熱器的腐蝕程度。
其技術方案如下：
一種煙氣換熱器的進水溫度的調節方法，包括如下步驟：
實時檢測煙氣換熱器的進水溫度；
當檢測到的進水溫度t高於預設的進水溫度的最大值t1時，減少高壓加熱器的疏水進入煙氣換熱器的疏水量；
當檢測到的進水溫度t低於預設的進水溫度的最小值t2時，增加高壓加熱器的疏水進入煙氣換熱器的疏水量；
其中，65℃≤t2≤t1≤80℃。
上述煙氣換熱器的進水溫度的調節方法使用時，通過高壓加熱器的疏水來加熱進入煙氣換熱器的補給水，同時實時檢測煙氣換熱器的進水溫度，通過對煙氣換熱器的進水溫度監控，合理的調整高壓加熱器的疏水輸送量，使送入煙氣換熱器中的水的水溫能達到65～80℃，滿足煙氣換熱器防腐的進水要求，降低或避免煙氣換熱器的低溫或高溫腐蝕。該煙氣換熱器的進水溫度的調節方法，在不增加設備、同時能降低水泵能耗的情況下，合理控制煙氣換熱器的進水溫度，降低煙氣換熱器的腐蝕程度。
下面進一步對技術方案進行說明：
在其中一個實施例中，檢測到的進水溫度t與預設的進水溫度的最大值t1之間的差值越大，減少進入煙氣換熱器的疏水量越多。因而可檢測到的進水溫度t與預設的進水溫度的最大值t1之間的差值大小、來設置多個調節閥的調節檔次來調節疏水量的大小，避免調節閥實時變動，導致調節閥容易損壞，提高系統運行的穩定性。
在其中一個實施例中，檢測到的進水溫度t與預設的進水溫度的最小值t2之間的差值越大，增加進入煙氣換熱器的疏水量越多。因而可檢測到的進水溫度t與預設的進水溫度的最小值t2之間的差值大小、來設置多個調節閥的調節檔次來調節疏水量的大小，避免調節閥實時變動，導致調節閥容易損壞，提高系統運行的穩定性。
在其中一個實施例中，高壓加熱器的疏水進入水泵的進水端進行混合，再將混合的水送入煙氣換熱器的進水端時，還包括：當檢測到的進水溫度t高於預設的進水溫度的最大值t1時，增加水泵的進水端的補給水的給水量；當檢測到的進水溫度t低於預設的進水溫度的最小值t2時，減少水泵的進水端的補給水的給水量。因而可通過增加或減少水泵的進水端的補給水的給水量來調節煙氣換熱器的進水溫度，避免疏水水量不足或水量過大無法及時調節的情況的發生，使煙氣換熱器的進水溫度的調整更加敏捷。
在其中一個實施例中，高壓加熱器的疏水與水泵的補給水分別進入水換熱器進行熱交換，將交換完熱量後的水泵的補給水送入煙氣換熱器的進水端時，還包括：當檢測到的進水溫度t高於預設的進水溫度的最大值t1時，增加水泵的進水端的補給水的給水量；當檢測到的進水溫度t低於預設的進水溫度的最小值t2時，減少水泵的進水端的補給水的給水量。因而可利用高壓加熱器的高溫疏水進入第一換熱器來加熱水泵的供水，使通過水泵送入煙氣換熱器中的水的水溫能達到65～80℃，滿足煙氣換熱器防腐的進水要求；避免水泵布置離廠房較遠時，高壓加熱器的疏水長距離輸送會汽化而引起振動。同時通過增加或減少水泵的進水端的補給水的給水量來調節煙氣換熱器的進水溫度，避免疏水水量不足或水量過大無法及時調節的情況的發生，使煙氣換熱器的進水溫度的調整更加敏捷。
本技術方案還提供了一種煙氣換熱器的進水溫度的調節裝置，包括：汽輪機，所述汽輪機設有第一預設抽氣口；高壓加熱器，所述高壓加熱器包括與所述第一預設抽氣口連通的進氣接口；水泵，所述水泵包括第一進水端及給水端，所述第一進水端與用於提供水溫低於預設溫度的水的供水水管連通，所述高壓加熱器的疏水用於加熱所述供水水管提供的給水；煙氣換熱器，所述煙氣換熱器的進水口與所述給水端連通；及控制裝置，所述控制裝置包括用於調節高壓加熱器的疏水進入煙氣換熱器的疏水量的調節閥、用於檢測所述煙氣換熱器的進水溫度的溫度傳感器、及控制器，所述控制器與所述調節閥及所述溫度傳感器通信連接，所述控制器能夠根據溫度傳感器檢測的溫度信息來控制所述調節閥的開合大小。
上述煙氣換熱器進水溫度的調節裝置使用時，利用高壓加熱器的高溫疏水來加熱水泵的第一進水端的供水水管提供的較低溫度的水，並通過控制器實時根據溫度傳感器檢測到的進水溫度來調整調節閥的開合大小，使通過水泵送入煙氣換熱器中的水的水溫能達到65～80℃，滿足煙氣換熱器防腐的進水要求；進而可在不增加設備、同時能降低水泵能耗的情況下，提高煙氣換熱器的進水溫度，降低煙氣換熱器的腐蝕程度。
下面進一步對技術方案進行說明：
在其中一個實施例中，所述水泵的第一進水端與所述高壓加熱器的疏水接口接通；所述調節閥設置於所述疏水接口與所述第一進水端之間。因而可利用高壓加熱器的疏水與水泵的第一進水端與供水水管提供的冷水進行混合，使水泵送入煙氣換熱器中的水的水溫能達到65～80℃，滿足煙氣換熱器防腐的進水要求；同時通過在疏水接口與第一進水端設置調節閥，利用調節閥控制進入水泵的水流流速，便於調節水泵的供水溫度。
在其中一個實施例中，所述高壓加熱器的疏水接口的出水壓力大於所述第一進水端的進水壓力。因而可自然形成壓差，在不增加設備的情況下，自動把一部分疏水送至水泵的第一進水端與供水管道提供的冷水進行混合，形式滿足煙氣換熱器的防腐要求的出水溫度。
在其中一個實施例中，還包括第一換熱器，所第一換熱器包括與所述高壓加熱器的疏水接口連通的熱進水端、與所述水泵的給水端連通的冷進水端、及與冷進水端連通的第一出水端；所述調節閥設置於所述疏水接口與所述熱進水端之間。因而可利用高壓加熱器的高溫疏水進入第一換熱器來加熱水泵的供水，使通過水泵送入煙氣換熱器中的水的水溫能達到65～80℃，滿足煙氣換熱器防腐的進水要求；避免水泵布置離廠房較遠時，高壓加熱器的疏水長距離輸送會汽化而引起振動。
在其中一個實施例中，所述汽輪機還設有第二預設抽氣口，所述高壓熱水器還包括進水接口；還包括除氧器，所述除氧器包括所述除氧器包括與所述第二預設抽氣口連通的進氣端、與所述高壓加熱器的疏水接口連通的第二進水端、與所述煙氣換熱器的出水口連通的第三進水端、及與所述進水接口連通的出水端。因而通過除氧器利用汽輪機的高溫氣體對熱交換過的水進行除氧處理，再進入高壓加熱器進行加熱，加熱後送入其他工序繼續利用，循環使用，節約用水資源。
附圖說明
圖1為本發明所述的煙氣換熱器的進水溫度的調節方法的流程圖；
圖2為本發明所述的煙氣換熱器的進水溫度的調節裝置的實施例一的示意圖；
圖3為本發明所述的煙氣換熱器的進水溫度的調節裝置的實施例二的示意圖。
附圖標記說明：
100、汽輪機，110、第一預設抽氣口，120、第二預設抽氣口，200、高壓加熱器，210、疏水接口，220、進氣接口，230、進水接口，300、水泵，310、第一進水端，320、給水端，400、第一換熱器，410、熱進水端，420、冷進水端，430、第一出水端，440、第二出水端，500、煙氣換熱器，510、進水口，520、出水口，600、調節閥，700、溫度傳感器，800、控制器，810、輸入模塊，900、除氧器，910、進氣端，920、第二進水端，930、第三進水端，940、第四進水端，950、第三出水端。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施方式，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用以解釋本發明，並不限定本發明的保護範圍。
需要說明的是，當元件被稱為「連通」另一個元件，其具體方式可以通過現有技術實現，在此不再贅述。本文所使用的術語「垂直的」、「水平的」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的，並不表示是唯一的實施方式。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語「及/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
本發明中所述「第一」、「第二」、「第三」及「第四」不代表具體的數量及順序，僅僅是用於名稱的區分。
如圖1所示，本發明所述的一種煙氣換熱器的進水溫度的調節方法，包括如下步驟：
實時檢測煙氣換熱器的進水溫度；
當檢測到的進水溫度t高於預設的進水溫度的最大值t1時，減少高壓加熱器的疏水進入煙氣換熱器的疏水量；
當檢測到的進水溫度t低於預設的進水溫度的最小值t2時，增加高壓加熱器的疏水進入煙氣換熱器的疏水量；
其中，65℃≤t2≤t1≤80℃。
上述煙氣換熱器的進水溫度的調節方法使用時，通過高壓加熱器的疏水來加熱進入煙氣換熱器的補給水，同時實時檢測煙氣換熱器的進水溫度，通過對煙氣換熱器的進水溫度監控，合理的調整高壓加熱器的疏水輸送量，使送入煙氣換熱器中的水的水溫能達到65～80℃，滿足煙氣換熱器防腐的進水要求，降低或避免煙氣換熱器的低溫或高溫腐蝕。該煙氣換熱器的進水溫度的調節方法，在不增加設備、同時能降低水泵能耗的情況下，合理控制煙氣換熱器的進水溫度，降低煙氣換熱器的腐蝕程度。
進一步的，檢測到的進水溫度t與預設的進水溫度的最大值t1之間的差值越大，減少進入煙氣換熱器的疏水量越多。因而可檢測到的進水溫度t與預設的進水溫度的最大值t1之間的差值大小、來設置多個調節閥的調節檔次來調節疏水量的大小，避免調節閥實時變動，導致調節閥容易損壞，提高系統運行的穩定性。
進一步的，檢測到的進水溫度t與預設的進水溫度的最小值t2之間的差值越大，增加進入煙氣換熱器的疏水量越多。因而可檢測到的進水溫度t與預設的進水溫度的最小值t2之間的差值大小、來設置多個調節閥的調節檔次來調節疏水量的大小，避免調節閥實時變動，導致調節閥容易損壞，提高系統運行的穩定性。
如圖2所示，在上述任一實施例的基礎上，高壓加熱器的疏水進入水泵的進水端進行混合，再將混合的水送入煙氣換熱器的進水端時，還包括：當檢測到的進水溫度t高於預設的進水溫度的最大值t1時，增加水泵的進水端的補給水的給水量；當檢測到的進水溫度t低於預設的進水溫度的最小值t2時，減少水泵的進水端的補給水的給水量。因而可通過增加或減少水泵的進水端的補給水的給水量來調節煙氣換熱器的進水溫度，避免疏水水量不足或水量過大無法及時調節的情況的發生，使煙氣換熱器的進水溫度的調整更加敏捷。
如圖3所示，在另外一個實施例中，高壓加熱器的疏水與水泵的補給水分別進入水換熱器進行熱交換，將交換完熱量後的水泵的補給水送入煙氣換熱器的進水端時，還包括：當檢測到的進水溫度t高於預設的進水溫度的最大值t1時，增加水泵的進水端的補給水的給水量；當檢測到的進水溫度t低於預設的進水溫度的最小值t2時，減少水泵的進水端的補給水的給水量。因而可利用高壓加熱器的高溫疏水進入第一換熱器來加熱水泵的供水，使通過水泵送入煙氣換熱器中的水的水溫能達到65～80℃，滿足煙氣換熱器防腐的進水要求；避免水泵布置離廠房較遠時，高壓加熱器的疏水長距離輸送會汽化而引起振動。同時通過增加或減少水泵的進水端的補給水的給水量來調節煙氣換熱器的進水溫度，避免疏水水量不足或水量過大無法及時調節的情況的發生，使煙氣換熱器的進水溫度的調整更加敏捷。
如圖2及圖3所示，本發明還提供一種煙氣換熱器500的進水溫度的調節裝置，包括：汽輪機100，汽輪機100設有第一預設抽氣口110；高壓加熱器200，高壓加熱器200包括與第一預設抽氣口110連通的進氣接口220；水泵300，水泵300包括第一進水端310及給水端320，第一進水端310與用於提供水溫低於預設溫度的水的供水水管連通，高壓加熱器200的疏水用於加熱供水水管提供的給水；煙氣換熱器500，煙氣換熱器500的進水口510與給水端320連通；及控制裝置，控制裝置包括用於調節高壓加熱器200的疏水進入煙氣換熱器500的疏水量的調節閥600、用於檢測煙氣換熱器500的進水溫度的溫度傳感器700、及控制器810，控制器810與調節閥及溫度傳感器700通信連接，控制器810能夠根據溫度傳感器700檢測的溫度信息來控制調節閥600的開合大小。
如圖2及圖3所示，上述煙氣換熱器500進水溫度的調節裝置使用時，利用高壓加熱器200的高溫疏水來加熱水泵300的第一進水端310的供水水管提供的較低溫度的水，並通過控制器810實時根據溫度傳感器700檢測到的進水溫度來調整調節閥600的開合大小，使通過水泵300送入煙氣換熱器500中的水的水溫能達到65～80℃，滿足煙氣換熱器500防腐的進水要求；進而可在不增加設備、同時能降低水泵300能耗的情況下，提高煙氣換熱器500的進水溫度，降低煙氣換熱器500的腐蝕程度。
需要說明的是，改變調節閥600的布置位置，或者採用其它調節水量的手段或設備，只要採用了高壓加熱器200的疏水作為加熱熱源，並且根據溫度信號調節疏水水量，均與本方案的核心思路相同，屬於本申請的等同技術方案。此外，控制器800包括用於設置目標溫度的輸入模塊810。因而可以根據機組運行的實際情況，設置目標溫度參數，適應不同類型的機組運行需要。採用不同的控制器810或控制元件進行水溫參數監控和調節，只要控制方法上採用了高壓加熱器200的疏水作為加熱熱源，控制上對疏水量進行調節的方式，均與本方案的核心思路相同，屬於本申請的等同技術方案。
如圖2所示，在實施例一中，水泵300的第一進水端310與高壓加熱器200的疏水接口210接通；調節閥600設置於疏水接口210與第一進水端310之間。因而可利用高壓加熱器200的疏水與水泵300的第一進水端310與供水水管提供的冷水進行混合，使水泵300送入煙氣換熱器500中的水的水溫能達到65～80℃，滿足煙氣換熱器500防腐的進水要求；同時通過在疏水接口210與第一進水端310設置調節閥，利用調節閥控制進入水泵300的水流流速，便於調節水泵300的供水溫度。
進一步的，高壓加熱器200的疏水接口210的出水壓力大於第一進水端310的進水壓力。因而可自然形成壓差，在不增加設備的情況下，自動把一部分疏水送至水泵300的第一進水端310與供水管道提供的冷水進行混合，形式滿足煙氣換熱器500的防腐要求的出水溫度。
如圖3所示，在實施例二中，還包括第一換熱器400，所第一換熱器400包括與高壓加熱器200的疏水接口210連通的熱進水端410、與水泵300的給水端320連通的冷進水端420、及與冷進水端420連通的第一出水端430；調節閥600設置於疏水接口210與熱進水端410之間。因而可利用高壓加熱器200的高溫疏水進入第一換熱器400來加熱水泵300的供水，使通過水泵300送入煙氣換熱器500中的水的水溫能達到65～80℃，滿足煙氣換熱器500防腐的進水要求；避免水泵300布置離廠房較遠時，高壓加熱器200的疏水長距離輸送會汽化而引起振動。
在前述任一實施例的基礎上，煙氣換熱器500熱交換後的水及高壓加熱器200多餘的疏水可以送入低壓加熱器，也可以送入除氧器900中進行除氧後在進行循環利用。具體的，汽輪機100還設有第二預設抽氣口120，高壓熱水器還包括進水接口230；還包括除氧器900，除氧器900包括除氧器900包括與第二預設抽氣口120連通的進氣端910、與高壓加熱器200的疏水接口210連通的第二進水端920、與煙氣換熱器500的出水口520連通的第三進水端930、及與進水接口230連通的出水端。因而通過除氧器900利用汽輪機100的高溫氣體對熱交換過的水進行除氧處理，再進入高壓加熱器200進行加熱，加熱後送入其他工序繼續利用，循環使用，節約用水資源。
具體的，水泵300為凝結水泵300或補給水泵300。因而可根據實際需要採用不同的給水方式進行補水，可以使用凝結器中的凝結水，也可以使用其他水源。
此外，汽輪機100為凝汽式汽輪機100或背壓式汽輪機100。不管在凝汽式汽輪機100還是背壓式汽輪機100上使用本方案，或者用於不同參數、不同容量、加熱器配置數量不同的汽輪機100，只要利用高壓加熱器200的疏水實現混合水溫提高的思路，均與本方案的核心思路相同，屬於本申請的等同技術方案。
需要說明的是，改變系統配置的加熱器數量，或者以其它名稱對設備和系統進行命名，其實質與本方案相同。擴大本方案的應用範圍，不是用於煙氣餘熱回收，但是利用的疏水作為熱源，並且利用系統原有的差壓進行水量調節，其核心思路與本方案相同，屬於本申請的等同技術方案。
在滿足機組特殊情況需要，例如機組啟動或停機階段，設置了額外的附屬設施和系統，臨時改變系統流程，例如在機組啟動初期未投入高壓加熱器200時，設置旁路或備用管道臨時從除氧器900抽取熱水用於加熱煙氣換熱器500入口管道的凝結水，但機組在正常運行仍切換回本方案的加熱方式，其核心思路仍屬於本方案範疇。
以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。
以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。