技术领域

本发明涉及锅炉排烟余热利用技术领域，具体涉及一种适用于带汽包的电站锅炉的锅水热媒控制循环式空气预热器烟气余热利用装置及方法。

背景技术

锅炉尾部受热面通常采用省煤器加空气预热器的结构形式，其优点是降低排烟热损失的同时预热送风，提高炉膛温度，改善了燃烧。但这种传统的锅炉尾部受热结构有两个弊端。其一，空气预热器是烟气直接通过金属受热面和送风换热，不可避免的存在因低温腐蚀、磨损或者结构间隙导致的漏风，即影响锅炉出力，又导致鼓引风电耗增加；其二，一方面，由于低温腐蚀的存在，锅炉的排烟温度无法设计的更低，排烟热损失不能进一步降低；另一方面，因为煤种的变化、受热面积大等原因导致锅炉运行实际排烟温度远远高于设计值。目前，为了解决排烟温度过高的问题，人们利用卧式相变换热器、低压省煤器和复合相变换热器等技术对锅炉尾部受热面进行改造。虽然改造后可以大幅度降低排烟温度，甚至低于设计值，但是由于降低排烟温度回收的热量无一例外的用于加热凝结水或者除盐水，排挤低加或除氧器抽汽进入汽轮机做功的是品质较低的蒸汽，有用能很低，导致机组效率提高不显著。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种锅水热媒控制循环式空气预热器烟气余热利用装置及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种锅水热媒控制循环式空气预热器烟气余热利用装置，该装置包括锅水热媒控制循环式空气预热器和尾部烟道对流受热面，锅水热媒控制循环式空气预热器上部通过空气预热器进口集箱与下降导管相连，下部通过空气预热器出口集箱经循环管道与带有变频器的循环泵相连接，尾部烟道对流受热面安装在竖直烟道内，其下部通过对流受热面进口集箱与循环管道连接，上部通过对流受热面出口集箱与上升导管相连通，对流受热面进口集箱上安装有测温仪表，测温仪表与带有变频器的循环泵之间连接有自控装置，自控装置通过测温仪表测得的温度信号控制调节带有变频器的循环泵的转数。

所述的带有变频器的循环泵的进、出口分别安装有泵前阀和泵后阀。

一种锅水热媒控制循环式空气预热器烟气余热利用的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、汽包内的水，经下降导管进入锅水热媒控制循环式空气预热器，与送风进行热交换后，水放热温度降低至水设定温度并保留一定的安全余量，所述水设定温度高于烟气酸露点，安全余量为10-15℃；

步骤二、送风吸热后温度升高至送风设定温度，当设计要求风的温度较高甚至高于汽包水饱和温度时，需要设置一段由烟气加热的高温空气预热器；

步骤三、降温后的水经循环管道通过带有变频器的循环泵进入布置于尾部烟道中的尾部烟道对流受热面，尾部烟道对流受热面吸收烟气热量，其中的水温度升高乃至沸腾，最后通过上升导管进入锅炉汽包；

步骤四、烟气向尾部烟道对流受热面内的水放热后温度降低至烟气设定温度值，经除尘、脱硫后排入大气；所述烟气设定温度值可仅比尾部烟道对流受热面最低壁温，即锅水热媒控制循环式空气预热器水出口温度高10℃～15℃。

所述步骤三中，自控装置通过测温仪表测得的温度信号，控制调节带有变频器的循环泵的转数，从而调控水的循环流量，最终实现对进入尾部烟道对流受热面水温度的调节和控制，使其始终高于烟气酸露点。

本发明的有益效果是：本发明的装置无论是空预器还是尾部烟气对流受热面，都是水气换热，因为水侧的换热系数远远高于气侧，所以只需强化气侧换热就可以提高整体传热系数。螺旋翅片管、H型翅片管的强化传热都已经是较为成熟的技术，已广泛应用于锅炉省煤器、低压省煤器、卧式相变换热器和复合相变换热器上，并取得良好的应用效果。利用本发明的装置，通常有20℃～40℃的降温幅度，可提高锅炉热效率1.5%～3%。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

一种锅水热媒控制循环式空气预热器烟气余热利用装置，该装置包括锅水热媒控制循环式空气预热器1和尾部烟道对流受热面8，锅水热媒控制循环式空气预热器1上部通过空气预热器进口集箱13与下降导管14相连，下部通过空气预热器出口集箱2经循环管道3与带有变频器的循环泵5相连接，尾部烟道对流受热面8安装在竖直烟道内，其下部通过对流受热面进口集箱7与循环管道3连接，上部通过对流受热面出口集箱9与上升导管10相连通，对流受热面进口集箱7上安装有测温仪表11，测温仪表11与带有变频器的循环泵5之间连接有自控装置12，自控装置12通过测温仪表11测得的温度信号控制调节带有变频器的循环泵5的转数。

所述的带有变频器的循环泵5的进、出口分别安装有泵前阀4和泵后阀6。

一种锅水热媒控制循环式空气预热器烟气余热利用的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、汽包内的水，经下降导管14进入锅水热媒控制循环式空气预热器1，与送风进行热交换后，水放热温度降低至水设定温度并保留一定的安全余量，所述设定温度高于烟气酸露点，安全余量为10-15℃；

步骤二、送风吸热后温度升高至送风设定温度值，当设计要求风温较高甚至高于汽包水饱和温度时，需要设置一段由烟气加热的高温空气预热器；

所述送风设定温度，根据不同的锅炉设计要求有不同的送风温度，煤粉炉一般在300-400℃，循环流化床锅炉一般在150-220℃，链条炉一般在150℃以内；

步骤三、降温后的水经循环管道3通过带有变频器的循环泵5进入布置于尾部烟道中的尾部烟道对流受热面8，尾部烟道对流受热面8吸收烟气热量，其中的水温度升高乃至沸腾，最后通过上升导管10进入锅炉汽包；

步骤四、烟气向水放热后温度降低至烟气设定温度值，经除尘、脱硫后排入大气；所述设定温度值可仅比尾部烟道对流受热面8最低壁温，即锅水热媒控制循环式空气预热器1水出口温度高10℃～15℃。

所述步骤三中，自控装置12通过测温仪表11测得的温度信号，控制调节带有变频器的循环泵5的转数，从而调控水的循环流量，最终实现对进入尾部烟道对流受热面8水温度的调节和控制，使其始终高于烟气酸露点。

本发明的锅水热媒控制循环式空气预热器烟气余热利用装置运行时，可以根据烟气酸露点来设定尾部烟道对流受热面进口集箱7的水温度，自控装置12将通过调节带有变频器的循环泵5的转数来调节水循环流量。水循环流量增加，则送风出口温度和进入尾部烟道对流受热面8的进口水温度升高，排烟温度也随之升高；反之，上述温度则降低。因此通过调节控制带有变频器的循环泵5的流量，可有效调节控制尾部烟道对流受热面8最低壁温和锅炉排烟温度处于设定范围，在保证锅炉安全运行的前提下大幅度降低排烟温度。由于本发明装置回收烟气余热加热的水又返回到汽包里，回收余热直接进入锅炉系统内部，直接提高了锅炉的热效率。