一種火電廠鍋爐排煙余熱回收系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鍋爐余熱回收節能技術，具體涉及一種火電廠鍋爐排煙余熱回收系統。
【背景技術】
[0002]排煙熱損失是火電廠鍋爐的主要熱損失。現代大型火電機組鍋爐設計排煙溫約為120°C左右，對應的排煙熱損失占鍋爐燃料放熱量的5%左右。鍋爐排煙溫度升高，其排煙熱損失也增加，不但浪費能源，還會使脫硫系統耗水量增加。為提高電廠的運行經濟性，近年來利用鍋爐排煙余熱加熱凝結水的低溫省煤器技術在我國火電企業得到了廣泛的應用，但現有低溫省煤器中煙氣與凝結水進行直接換熱，不利于控制換熱管表面的溫度，同時由于兩者的換熱系數相差較大，不利于換熱面布置及流動的阻力控制。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了解決現有火電廠鍋爐排煙熱損失的問題，進而提供一種火電廠鍋爐排煙余熱回收系統。
[0004]本發明的技術方案是:一種鍋爐排煙余熱回收系統，其特征在于，包括:多組分離式混合工質熱管換熱器；各組分離式混合工質熱管換熱器由吸熱段及放熱段組成，吸熱段吸收煙氣的余熱，放熱段向被加熱工質放出熱量；吸熱段與放熱段之間通過管路連接組成回路；換熱介質為水與酒精的混合物；換熱介質在吸熱段內被煙氣加熱、蒸發為蒸汽，進入放熱段凝結為液體，其中至少一組換熱器中換熱介質具有不同飽和溫度；其中至少一組分離式熱管換熱器具有不同的工作壓力和工作溫度。
[0005]進一步的，多組分離式熱管換熱器的多個吸熱段在煙氣流動方向上順序逐級布置，相應的多個放熱段在被加熱工質流動方向上逆序逐級布置。被加熱工質包括凝結水、熱網水、預熱空氣或脫硫后的煙氣。
[0006]多組分離式熱管換熱器中的換熱介質為水與酒精的混合物，根據各組熱管換熱器的工作溫度選擇酒精體積含量濃度，換熱器內工作溫度越高，酒精體積含量越大。混合物中酒精的體積含量在10% -50%之間。
[0007]進一步的，吸熱段與放熱段之間分別由蒸汽管路及回液管連接組成回路，回液管上設置輔助循環泵及儲液箱，利用輔助循環泵，各組熱管換熱器的吸熱段與放熱段能克服換熱介質的重力影響而采用逆流布置。各蒸汽管路上安裝抽真空支管，抽真空支管通過多個切換閥與真空泵相聯接，調節工作壓力。采用3-10組分離式熱管換熱器。其中每一組熱管換熱器能通過調節熱管內的壓力來控制吸熱段管道壁溫。
[0008]本發明與現有技術相比具有以下效果:
[0009]本發明采用水和酒精混合工質的多組分離式熱管技術設計火電廠鍋爐煙氣余熱回收系統，以減小換熱溫差，從而提高系統的換熱效果，同時控制換熱管壁面溫度，提高系統運行安全性。
【附圖說明】
[0010]圖1鍋爐排煙余熱回收系統工作原理圖；
[0011]圖2鍋爐排煙余熱回收系統結構圖；
【具體實施方式】
[0012]熱管是一種高效傳熱元件，具有換熱系數高、換熱量大等優點；但常規毛細式熱管換熱器以每根熱管作為一個換熱單元，其吸熱段及放熱段需要就近布置，影響其系統設計的靈活性；常規單組分離式熱管將吸熱段及放熱段聯為一體，僅提供一組工況相同的換熱器，管內壓力保持一致，使煙氣側與水側之間的換熱溫差無法進一步減小、影響熱經濟性；重力式熱管需要將放熱段布置在吸熱段上部，影響其系統的適應性；熱管換熱器采用單一工作介質，使傳熱溫差無法減小。
[0013]本發明借鑒了上述熱管的優缺點，設計了一種鍋爐排煙余熱回收系統，采用多組分離式熱管換熱器，并設置了多個輔助循環泵5及儲液箱6。各組熱管內的換熱介質為水與酒精混合物，換熱介質在吸熱段內被煙氣加熱、蒸發為蒸汽；沿蒸汽管路進入放熱段凝結為液體，其熱量被凝結水、熱網水、預熱空氣或脫硫后的煙氣吸收利用；液體經輔助循環泵沿回水管路返回吸熱段，完成整個循環。
[0014]如圖1所示，A-B區間所示為第I組換熱器工況曲線，B-C區間所示為第2組換熱器工況曲線，C-D區間所示為第3組換熱器工況曲線，由于采用多組換熱器，各組分離式熱管換熱器中水和酒精混合物的壓力及濃度不同，其所對應的飽和溫度也不相同，通過合理布置多組分離式熱管換熱器的空間位置及調整設定各組相應的換熱介質的壓力、濃度參數，煙氣放熱線與介質吸熱線之間的溫度間隔(即換熱溫差)可明顯減小，有效減小了多組換熱器工作時煙氣側與水側之間的換熱溫差，提高了系統熱經濟性，其中由于采用水和酒精混合工質，較單一工質更進一步減小了換熱溫差。
[0015]圖2給出了采用3組分離式熱管加熱器回收鍋爐排煙余熱加熱凝結水的系統；鍋爐排煙余熱回收系統采用3-10組分離式熱管換熱器回收鍋爐排煙余熱用于加熱凝結水、熱網水、預熱空氣或脫硫后的煙氣。
[0016]各組分離式熱管換熱器由吸熱段I及放熱段2組成，吸熱段I吸收煙氣的余熱，放熱段2向被加熱工質放出熱量；吸熱段與放熱段之間分別由蒸汽管路3及回液管4連接組成回路，回液管4上設置輔助循環泵5及儲液箱6，各蒸汽管路上安裝抽真空支管，抽真空支管通過多個切換閥7與真空泵8相聯接，真空泵工作時，通過控制多個切換閥7其中之一的開閉來分別對各組換熱器的工作壓力進行控制調整；
[0017]熱管換熱器內的換熱介質為水與酒精的混合物，其中酒精的體積含量在10%-50%之間。根據各組熱管換熱器的工作溫度選擇酒精體積含量濃度。換熱器內溫度越高，酒精體積含量越大；
[0018]利用輔助循環泵5，各組熱管換熱器的吸熱段與放熱段均可克服換熱介質受到的重力或阻力作用而采用逆流布置。
[0019]與現有的鍋爐排煙余熱回收系統相比，本發明的優點為:
[0020](I)布置方式靈活，多組分離及采用輔助循環泵，可根據煙道及被加熱工質的實際情況布置系統，減少煙道阻力；
[0021](2)各組分離式熱管換熱器中的換熱介質的壓力及濃度不同，煙氣與被加熱介質之間的溫差減小，熱經濟性好；
[0022](3)可通過調節熱管內的壓力來控制吸熱段管道壁溫，防止腐蝕。
【主權項】
1.一種鍋爐排煙余熱回收系統，其特征在于，包括:多組分離式混合工質熱管換熱器:各組分離式混合工質熱管換熱器由吸熱段及放熱段組成，吸熱段吸收煙氣的余熱，放熱段向被加熱工質放出熱量；吸熱段與放熱段之間通過管路連接組成回路；換熱介質為水與酒精的混合物；換熱介質在吸熱段內被煙氣加熱、蒸發為蒸汽，進入放熱段凝結為液體，其中至少一組換熱器中換熱介質具有不同飽和溫度；其中至少一組分離式熱管換熱器具有不同的工作壓力和工作溫度。2.如權利要求1所述的鍋爐排煙余熱回收系統，其特征在于，多組分離式熱管換熱器的多個吸熱段在煙氣流動方向上順序逐級布置，相應的多個放熱段在被加熱工質流動方向上逆序逐級布置。3.如權利要求1所述的鍋爐排煙余熱回收系統，其特征在于，被加熱工質包括凝結水、熱網水、預熱空氣或脫硫后的煙氣。4.如權利要求1所述的鍋爐排煙余熱回收系統，其特征在于，多組分離式熱管換熱器中的換熱介質為水與酒精的混合物，根據各組熱管換熱器的工作溫度選擇酒精體積含量濃度，換熱器內工作溫度越高，酒精體積含量越大。5.如權利要求4所述的鍋爐排煙余熱回收系統，其特征在于，混合物中酒精的體積含量在10% -50%之間。6.如權利要求1所述的鍋爐排煙余熱回收系統，其特征在于，吸熱段與放熱段之間分別由蒸汽管路及回液管連接組成回路，回液管上設置輔助循環泵及儲液箱，利用輔助循環泵，各組熱管換熱器的吸熱段與放熱段能克服換熱介質受到的阻力影響而采用逆流布置。7.如權利要求6所述的鍋爐排煙余熱回收系統，其特征在于，各蒸汽管路上安裝抽真空支管，抽真空支管通過多個切換閥與真空泵相聯接，調節工作壓力。8.如權利要求1所述的鍋爐排煙余熱回收系統，其特征在于，采用3-10組分離式熱管換熱器。9.如權利要求1所述的鍋爐排煙余熱回收系統，其特征在于，其中每一組熱管換熱器能通過調節熱管內的壓力來控制吸熱段管道壁溫。
【專利摘要】一種鍋爐排煙余熱回收系統，本發明是為了解決現有火電廠鍋爐排煙熱損失的問題，本發明通過采用多組分離式熱管換熱器；各組分離式熱管換熱器由吸熱段及放熱段組成，吸熱段與放熱段之間通過管路連接組成回路；換熱介質在吸熱段內被煙氣加熱、蒸發為蒸汽，進入放熱段凝結為液體，其中至少一組換熱器中換熱介質具有不同飽和溫度；其中至少一組分離式熱管換熱器具有不同的工作壓力和工作溫度，以此保證布置方式靈活，減少煙道阻力；煙氣與被加熱介質之間的溫差減小，熱經濟性好。
【IPC分類】F22D1/36, F28D15/02, F23J15/00
【公開號】CN104913294
【申請號】CN201410541943
【發明人】張國柱, 李本鋒, 陳曉萍
【申請人】大唐(北京)能源管理有限公司, 大唐科技產業集團有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2014年10月2日