適用于火電機組的復合相變換熱器的制造方法
【專利摘要】一種給水加熱器領域的適用于火電機組的復合相變換熱器，高溫段和低溫下段沿煙氣流動方向依次設置于煙道內，蒸汽管道的上端與低溫上段的上端相連，蒸汽管道的下端與低溫下段的上端相連，凝水管道的下端與低溫下段的下端相連，凝水管道的上端與低溫上段的下端相連，待加熱介質的入口端為低溫上段的入口端，待加熱介質的出口端為高溫段的出口端，低溫上段的待加熱介質分管出口端與高溫段的入口端相連，低溫上段的待加熱介質分管進口端與高溫段的出口直接相連且定義為一級旁路，高溫段的入口端與出口直接相連且定義為二級旁路，控制系統分別與低溫上段、二級旁路、高溫段和低溫下段相連。本發明在保證了系統運行安全的基礎上，有效提高了待加熱介質的出口溫度。
【專利說明】適用于火電機組的復合相變換熱器
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種給水加熱器領域的裝置，具體是一種適用于火電機組的復合相變換熱器。
【背景技術】
[0002]工業鍋爐的運行性能會隨著使用時間的增加逐漸下降，隨著常規能源的日益緊缺，以提高現有工業鍋爐運行效率為目的的節能改造需求迫切。針對發電機組較為通常的做法是采用煙氣余熱回收裝置吸收煙氣的熱量，然后將熱量傳遞給機組凝結水，提高進入低溫加熱器的凝結水溫度，從而達到節省汽輪機抽汽，提高發電機組運行效率的目的。在這種余熱回收改造中，被加熱水的最終溫度與整個節能改造的能量利用率有關，通常來說，被加熱工質的出口溫度越高，側余熱回收改造的能量利用率則越高，所以煙氣余熱回收節能改造對被加熱工質的出口溫度有較高的要求。
[0003]現有的復合相變換熱器可以將煙氣余熱有效回收，但是由于采用了二次換熱的工作方式，其被加熱工質的出口溫度一般較低，雙壁溫復合相變換熱器可以解決這個問題，但是會導致換熱器的換熱面積過大，并非適用于所有場合。
[0004]綜上所述，現有技術在面對特定工況的時候，只能選擇降低被加熱水的出口溫度設計值，這會導致整個余熱回收系統的能量利用率較低，同時，如果采用較為激進的設計，將出口水溫的設計值提高，則會增加設備成本，或者降低余熱回收系統的運行安全性。顯然，這樣的設計方法和實際運行結果從余熱利用上講都不是一個理想的狀況。
[0005]隨著當前全球能源緊張和對減排的要求，提高煙氣余熱回收節能改造的能量利用率已經成為急于解決的技術難題。
[0006]經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN201903045，
【公開日】2011.07.20，
記載了一種鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置。該鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置包括控制系統、自控閥、省煤器、復合汽水段、空氣預熱器、相變換熱器下段、相變換熱器上段、壁溫測試儀以及新增的酸露點溫度在線監測設備。本實用新型鍋爐尾部煙氣余熱利用裝置的酸露點溫度在線監測設備可以動態地監測酸的露點溫度，并實時地反饋給控制系統，控制系統根據酸露點溫度的變化改變鍋爐的給水量以達到實時控制壁溫的效果。但該技術無法適用于進水溫度較低的工況，由于復合汽水段是煙氣和給水直接換熱，所以當進水溫度較低時壁面溫度就會處于發生酸露腐蝕的危險區間，進而影響設備的正常運行。
【發明內容】
[0007]本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種適用于火電機組的復合相變換熱器，即通過低溫段上段先將較低溫度的水加熱至高于酸露點的安全溫度，然后再將其通入高溫段，在保證有效降低排煙溫度的情況下盡可能的提高待加熱介質的出口溫度，解決了現有余熱回收裝置能量利用率低的問題。
[0008]本發明是通過以下技術方案實現的，包括:高溫段、低溫下段、低溫上段、蒸汽管道、凝水管道和控制系統，其中:高溫段和低溫下段沿煙氣流動方向依次設置于煙道內，蒸汽管道的上端與低溫上段的上端相連，蒸汽管道的下端與低溫下段的上端相連，凝水管道的下端與低溫下段的下端相連，凝水管道的上端與低溫上段的下端相連，待加熱介質的入口端為低溫上段的入口端，待加熱介質的出口端為高溫段的出口端，低溫上段的待加熱介質分管出口端與高溫段的入口端相連，低溫上段的待加熱介質分管進口端與高溫段的出口直接相連且定義為一級旁路，高溫段的入口端與出口直接相連且定義為二級旁路，控制系統分別與低溫上段、二級旁路、高溫段和低溫下段相連。
[0009]所述的高溫段包括:設置于入口端的入口聯箱、設置于出口端的出口聯箱和管列，其中:管列的一端和入口聯箱相連，另一端與出口聯箱相連。
[0010]所述的管列為蛇形管列，包括并排的翅片管和連接彎頭。
[0011]所述的低溫下段包括:上聯箱、下聯箱和管排，其中:管排的上端和上聯箱相連，管排的下端和下聯箱相連。
[0012]所述的低溫上段為管殼式換熱器。
[0013]所述的控制系統包括:低溫調節閥、高溫調節閥、高溫溫度測點和低溫溫度測點，其中:低溫調節閥設置于低溫上段的入口端，高溫調節閥設置于二級旁路上，高溫溫度測點設置于管列的內部，低溫溫度測點設置于管排的內部。
[0014]本發明在保證了系統運行安全的基礎上，有效提高了被加熱工質的出口溫度，從而提高了煙氣余熱回收改造的實際效益，為鍋爐煙氣余熱回收改造提供了可靠的技術保障。
[0015]本發明解決了現有煙氣余熱回收技術無法將被加熱工質的最終出口溫度提升至設計需要水平的問題，在煙氣參數相同的情況下，能使被加熱工質的出口溫度比常規的煙氣余熱回收技術高15°C?25°C。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
實施例1
[0018]如圖1所示，本實施例包括:高溫段2、低溫下段6、低溫上段7、蒸汽管道8、凝水管道10和控制系統13，其中:高溫段2和低溫下段6沿煙氣流動方向依次設置于煙道I內，蒸汽管道8的上端與低溫上段7的上端相連，蒸汽管道8的下端與低溫下段6的上端相連，凝水管道10的下端與低溫下段6的下端相連，凝水管道10的上端與低溫上段7的下端相連，待加熱介質的入口端為低溫上段7的入口端，待加熱介質的出口端為高溫段2的出口端，低溫上段7的待加熱介質分管出口端與高溫段2的入口端相連，低溫上段7的待加熱介質分管進口端與高溫段2的出口直接相連且定義為一級旁路I，高溫段2的入口端與出口直接相連且定義為二級旁路II，控制系統13分別與低溫上段7、二級旁路I1、高溫段2和低溫下段6相連。
[0019]所述的高溫段2包括:設置于入口端的入口聯箱3、設置于出口端的出口聯箱4和管列5,其中:管列5的一端和入口聯箱3相連,另一端與出口聯箱4相連。
[0020]所述的管列5為蛇形管列，由若干并排的翅片管和連接彎頭組成。
[0021]所述的低溫下段6包括:上聯箱9、下聯箱11和管排12，其中:管排12的上端和上聯箱9相連，管排12的下端和下聯箱11相連。
[0022]所述的低溫上段7為管殼式換熱器。
[0023]所述的控制系統13包括:低溫調節閥14、高溫調節閥15、高溫溫度測點16和低溫溫度測點17，其中:低溫調節閥14設置于低溫上段7的入口端，高溫調節閥15設置于二級旁路上，高溫溫度測點16設置于管列5的內部，用于測量待加熱介質的溫度。低溫溫度測點17設置于管排12的內部，用于測量待加熱介質的溫度。
[0024]本裝置中:較高溫度的煙氣先經過高溫段2與待加熱介質換熱后降低到較低的溫度后，再經過低溫下段6與循環介質進行換熱，降低到更低的溫度后排出。
[0025]本裝置中:被加熱工質經過低溫調節閥14后進入低溫上段7并與循環介質進行換熱后升高到一定溫度后，進入高溫段2與煙氣進行換熱后升高到最終溫度。在待加熱介質總管路上設有一級旁路I且一級旁路I上設有截止閥，同時在高溫段2的待加熱介質側設有二級旁路II且二級旁路II上設有高溫調節閥15。
[0026]本裝置中:低溫下段6中儲有一定的循環介質(一般為除鹽水)，低溫下段6中的循環介質被加熱后汽化形成水蒸氣經過蒸汽管道8后進入低溫上段7與待加熱介質進行換熱，放熱之后水蒸氣冷凝液化后，經過凝水管道10回流到低溫下段6，形成循環。
[0027]本實施例中酸露點為85°C、溫度為160°C的煙氣進入高溫段2中并與蛇形管管列5的外表面直接接觸、和被加熱工質換熱后溫度降低至140°C，此后140°C的煙氣進入低溫下段6并與翅片管管排12的外表面直接接觸、和循環介質換熱后進一步降低到110°C ；
[0028]循環介質儲存在低溫下段6的翅片管管排12中，被煙氣加熱后的循環介質形成95°C的蒸汽，蒸汽依次經過低溫下段上聯箱9和蒸汽管道8進入低溫上段7的殼程并與被加熱工質形成換熱后冷凝成95°C的凝水，凝水依次經過凝水管道10和低溫下段下聯箱11回到低溫下段6中的翅片管管排12中形成循環回路，循環介質在蒸汽和凝水兩種相態之間反復變化；
[0029]溫度為52°C的被加熱工質經總管進入低溫上段7的管程與循環介質進行換熱，被加熱至90°C (該溫度高于煙氣的酸露點溫度，可以保證高溫段2的運行安全和使用壽命)，然后90°C的被加熱工質進入高溫段2的蛇形管管列5內部并與煙氣進行換熱后被加熱到115°C后，經總管出口流出。高溫段溫度測點16和低溫段溫度測點17分別將蛇形管管列5內測點的被加熱工質溫度信號92°C (正常工況下為90?100°C )和翅片管管排12內測點的待加熱介質溫度信號95°C (正常工況下為92?98°C)發送至低溫調節閥14和高溫調節閥15，由于本實施例中系統處于正常運行狀態，無需調節低溫調節閥14和高溫調節閥15，如果所測得的溫度信號處于異常值，則可以根據信號與標準參數的對比情況來調節低溫調節閥14和高溫調節閥15的開度，從而合理控制被加熱工質進入低溫上段7和高溫段2的流量，使蛇形管管列5內測點的被加熱工質溫度和翅片管管排12內測點的循環介質溫度回到正常范圍。[0030]由此，本實施例使高溫段2內側被加熱工質溫度始終保持在92°C左右，使低溫下段6內側的循環介質溫度始終保持在95°C左右。此時適用于火電機組的復合相變換熱器出口溫度一般為110°C左右，排煙溫度僅高于煙氣酸露點25°C，同時被加熱工質的出口溫度達到115°C，高于最終排煙溫度，設備性能明顯高于同類技術。
【權利要求】
1.一種適用于火電機組的復合相變換熱器，其特征在于，包括:高溫段、低溫下段、低溫上段、蒸汽管道、凝水管道和控制系統，其中:高溫段和低溫下段沿煙氣流動方向依次設置于煙道內，蒸汽管道的上端與低溫上段的上端相連，蒸汽管道的下端與低溫下段的上端相連，凝水管道的下端與低溫下段的下端相連，凝水管道的上端與低溫上段的下端相連，待加熱介質的入口端為低溫上段的入口端，待加熱介質的出口端為高溫段的出口端，低溫上段的待加熱介質分管出口端與高溫段的入口端相連，低溫上段的待加熱介質分管進口端與高溫段的出口直接相連且定義為一級旁路，高溫段的入口端與出口直接相連且定義為二級旁路，控制系統分別與低溫上段、二級旁路、高溫段和低溫下段相連； 所述的控制系統包括:低溫調節閥、高溫調節閥、高溫溫度測點和低溫溫度測點，其中:低溫調節閥設置于低溫上段的入口端，高溫調節閥設置于二級旁路上，高溫溫度測點設置于管列的內部，低溫溫度測點設置于管排的內部；高溫段溫度測點和低溫段溫度測點分別將蛇形管管列內測點的被加熱工質溫度信號和翅片管管排內測點的待加熱介質溫度信號發送至低溫調節閥和高溫調節閥，使得控制系統根據信號與標準參數的對比情況來調節低溫調節閥和高溫調節閥的開度，從而合理控制被加熱工質進入低溫上段和高溫段的流量，使蛇形管管列內測點的被加熱工質溫度和翅片管管排內測點的循環介質溫度回到正常范圍。
2.根據權利要求1所述的適用于火電機組的復合相變換熱器，其特征是，所述的高溫段包括:設置于入口端的入口聯箱、設置于出口端的出口聯箱和管列，其中:管列的一端和入口聯箱相連，另一端與出口聯箱相連。
3.根據權利要求1或2所述的適用于火電機組的復合相變換熱器，其特征是，所述的管列為蛇形管列，包括并排的翅片管和連接彎頭。
4.根據權利要求3所述的適用于火電機組的復合相變換熱器，其特征是，所述的低溫下段包括:上聯箱、下聯箱和管排，其中:管排的上端和上聯箱相連，管排的下端和下聯箱相連。
5.根據權利要求3所述的適用于火電機組的復合相變換熱器，其特征是，所述的低溫上段為管殼式換熱器。
【文檔編號】F23J15/06GK103994458SQ201410257557
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月11日 優先權日:2014年6月11日
【發明者】費廣盛 申請人:上海中源科揚節能技術有限公司