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烟气余热收回换热器汇总比较

时间: 2023-04-02 15:40:00 |   作者: 江南平台

  当时节能已经成为能源职业的一个共同论题,而余热资源的收回和运用亦是节能的要点论题。而作为耗能大户的发电企业,更是有很多的余热无法得到有用收回和运用,被白白糟蹋。其间,烟气热丢失是各项热丢失中最大的一项,一般在5%~8%之间,占锅炉总热丢失的80%或更高。因此急需寻觅一条科学的烟气收回途径,使烟气中的余热得到高效的收回运用,下降能耗,一起关于我国完成节能减排、环保开展战略也具有着重要的现实意义。

  而在余热收回中不可或缺的设备就是换热器,所以,一直以来余热收回运用换热器的强化传热技能就备受世界各国的重视,使得新式高效节能的换热器层出不穷。自20世纪60年代起国外便开端试验与研讨热管换热器技能,在80年代开端了方形板片板壳式换热器的运用,而我国自1985年起,开端引入国外的“烟气深度冷却余热运用”技能,引发了国内烟气收回余热运用换热器的研讨。进入21世纪后,针对职业中的关键技能,国内制作商加大了研讨力度和投入,并且跟着国内资料技能、外扩展受热面技能及火电职业全体技能水平的进步,我国烟气余热运用换热器制作开端进入技能创新和打破的新时期。制作和运用愈加先进的换热器,愈加高效地收回余热,削减能耗,合理高效地运用有限的资源,已成为一个重要的课题。

  换热器在电厂烟气余热收回中的运用非常遍及,现在国内外的余热收回设备首要有:板式换热器、GGH换热器、热管换热器、热媒体换热器、低压省煤器、复合相变式换热器等,介绍及作业原理如下:

  板式交流器,在外表上具有必定的波纹,并且由许多金属片叠装而组成的一种换热器,这一种换热非常新式亦非常高效。这一种换热器的每个金属板片间都有薄矩形通道,经过板片进行热量交流,咱们能够经过结构来差异板式换热器,在电厂中运用的换热器首要分为两类①可拆卸板式换热器②焊接板式换热器,而第二种即焊接板式换热器中,在现在运用愈加广泛的是全焊式板式换热器的换热板片,它以不锈钢为原资料,再经过特有的模具进行加工,约束而做成。板式换热器首要由换热芯体和外壳组成,换热芯体由板片组焊而成,选用周边组焊的板束方式,取消了密封垫片,故耐热、板片系模块化结构,可根据不同的工艺要求改动流程方式和流道面积的巨细。用同一模块约束板片,根据需要其长度可为216~12000 mm,这种换热器在国外供热工程中运用较广泛。其外表的润滑也使得其具有不易结垢的长处。板式换热器还消除了管壳式换热器和可拆卸板式换热器存在的死区现象。因为全焊式板式换热器的特有功用,特别适用于在城市热电联产供热工程一级站中作为顶峰换热器运用,它也将成为管壳式换热器的替代产品。

  GGH又名烟气再热器,是烟气脱硫体系中的首要设备之一。它的功用在于使排出的烟温度加热上升,到达露点温度以上,而进程就是将喷水后原烟气中脱硫后的净烟气从头加热到契合环保法规要求的排放温度(一般不低于75~80℃),然后做到污染物在排出后能够在大范围内分散,而不是在电厂周围会集沉降。烟气露点腐蚀是因为硫元素掺杂在燃猜中,当燃料焚烧时会生成SO2,SO3,一旦换热面的外外表温度低于烟气露点温度时,在换热面上经过的SO2或SO3就会构成硫酸雾露水,导致换热面腐蚀,而GGH就在这个进程中担任重要的人物,能够减轻对进烟道和烟囱的腐蚀、进步污染物的分散度、下降进入吸收塔的烟气温度、下降塔内对防腐的工艺技能要求。

  热管式换热器在结构上可分为全体式热管换热器和别离式热管换热器两种。全体式热管换热器的等温性相对别离式热管换热器较杰出,所以可收回热风炉烟道废气的低温余热,另一方面可预热助燃空气和煤气就是运用了其简略密封,结构简略的长处。可是,在助燃空气和煤气方面,全体式热管换热器也存在缺乏,因为大直径的助燃空气管道和煤气管道往复较多,若装置上全体式热管换热器,便增大了出资,并且管道简略决裂。别离式热管换热器的作业原理,与全体式热管换热器的差异在于别离式热管的受热端和冷凝端置于不同的换热器内,别离式热管换热器运用了液化与汽化的原理,用两条管道在衔接别离的受热端和冷凝端,一个为蒸汽衔接收,另一个则为液体衔接收。因为放在热端的热媒体被高温的废气所加热,所以变成蒸汽,加热后的蒸汽经过蒸汽衔接收送到冷凝端。带着从加热端加热的蒸汽在经过冷凝端时,便被煤气或助燃空气冷却,变成液体,液体在经过液体管道流通到加热端受热,而做到蒸汽-液体间的顺利转化则是依托别离式管道内两头的凹凸差完成,在整个进程中完成热量的接连传递。但在高温端的加热蒸汽在冷凝端不必定能够做到100%的冷凝,因此会发生不凝性气体,热管换热器则加装了不凝性气体别离设备,发生的不凝性气体可随时排放。热管换热器可分为:气—气、气-汽、气—液、液—液、液—气式换热。

  热媒体运用了矿藏有机油,这种矿藏有机油化学性质安稳、活动性、亲热性杰出、具有高沸点、高闪点的,因此油价格非常贵重。其价格贵重的原因更在于体系能够长时间有用地收回热量热媒。为了防止此类有机油在交流进程中受损,所以运用热媒体换热的电厂对设备的装置要求极高,因为密封性非常重要。换热器的作业原理是:热风炉道中的高温废气加热着从烟气换热器中的热媒体,被冷却后的热风炉烟道废气再经过烟囱排入大气,加热后的热媒体则在钢管内将从废气带来的热量供于助燃空气换热器和煤气换热器,将热量传递给助燃空气和煤气,加热后的助燃空气和煤气送入热风炉内焚烧,在助燃空气和煤气焚烧后,其便冷却,冷却后的热媒体经过循环泵再次送入烟气换热器内加热,就这样进行重复循环。

  锅炉低压省煤器又名低压省煤器低压省煤器,是运用锅炉排烟余热,节约能源的有用办法之一。低压省煤器的姓名由来使因为其运用了低压凝结水而不是高压给水,并且水侧的压力比较低,其结构上与一般的省煤器类似,但一般在引风机之后;二是衔接于汽水体系中,在回热体系中串并联。低压省煤器的水侧联接于汽轮机回热体系的低压加热部分。煤耗的节约则是它经过回热体系架空抽汽完成的。低压省煤器装置之后,汽轮机在作业时不只能够得到一份外来的热量,并且节约了一部分抽汽,然后削减了糟蹋,进步了功率,使汽轮机在作业时愈加环保。

  复合相改换热技能是一个全新的换热技能,它选用了热管的原理,提出了“相变段”这一概念,创始了以“壁面温度”作为换热器最根本的规划参数这一新理念。从根本上处理了低温腐蚀难题。

  “相变段”的概念是将原热管换热器中彼此独立的部分,经过优化规划构构成一个相关的全体。确保“相变段”受热面最低壁面温度只要细小的梯度温降。一起,运用“相变段”将被加热介质(如空气、水)的温度适当地进步。被预热了的空气能够确保下级空预器的安全,处理了低温腐蚀问题;被加热的水收回了烟气中的余热,完成了节能的意图。

  经过“相变段”水量的调理,能够对受热面最低壁温面度完成闭环控制,完成了壁面温度的安稳或调理。

  3)、抗垢抗积灰——固体资料最小的外表张力,不粘附任何物质;外表润滑,不易结垢、积灰,易清洗;

  4)、耐温/耐压性好——氟塑料与不锈钢的结合,在-40-260℃、2MPa以内能够安全牢靠运转;

  6)、强适用性——氟塑钢有杰出的刚性,因此适用性广,水平烟道和竖直烟道都可安置。

  全焊式板式换热器的换热板片,是用特别的不锈钢,以特制的模具约束而成,外表润滑不易结垢,便于清洗。

  全焊接板式换热器波纹状的规划使流体在较低的流速下也能发生湍流,进步了传热功率。

  全焊接板式换热器的整个板片束并没有选用任何非金属资料,而是悉数选用本体资料由氩弧焊焊接而成,因此有较高的耐温、耐压功用。在作业温度300℃,压力3.0Mpa的极点工况条件也非常适用。

  全焊接板式换热器结构规划紧凑,传热功用高效,运用方便灵敏,因此具有彻底替代传统管壳式换热器的优胜功用。

  运用进入脱硫吸收塔的高温原烟气加热从脱硫吸收塔出来的温度较低的净烟气,既收回了高温原烟气的一部分热能,又进步了净烟气的温度,削减了对烟囱的腐蚀。

  其间,水热媒式换热器原烟气侧和净烟气侧的别离规划,防止构成二次污染;选用中心辅佐蒸汽加热器,有利于确保运转设备参数的安稳。

  装置GGH引起烟道压降,构成约1200Pa左右的压损,有必要添加增压风机和引风机的压头来战胜这些阻力,因此大大添加了运转电耗。

  原烟气在GGH中开释热量后温度会下降到80℃,低于酸露点,导致GGH的热侧(即原烟气侧)发生很多粘稠的浓酸液,不只对GGH的换热元件和壳体构成腐蚀,并且会粘附很多烟气中的飞灰,构成严峻积灰,会下降换热功率,并且进一步添加GGH的压降。

  GGH在运转进程中发生的积灰和酸沉淀物需要用压缩空气、蒸汽和高压水进行冲刷,而冲刷后的废水有很强的腐蚀性,有必要作专门处理后才干排放,因此添加了设备出资。

  其间回转式GGH的原烟气侧向净烟气侧的走漏会下降体系的脱硫功率,易构成二次污染,并且更简略堵灰。

  在运转进程中单根热管因为磨损、腐蚀、超温等原因发生损坏时根本不影响换热器全体运转。因此将热管换热器运用于易然、易爆、腐蚀性强的流体换热场合非常牢靠。

  热管换热器的冷、热流体彻底分隔活动,易完成冷、热流体的逆流换热。冷热流体均在管外活动,因为管外活动的换热系数远高于管内活动的换热系数,用于档次较低的热能收回场合非常经济。

  流体含尘量较高时,热管换热器能够经过改动结构、扩展受热面等方式处理换热器的磨损和堵灰问题。

  热管换热器在收回具有腐蚀性的烟气余热时,经过调整蒸腾段、冷凝段的传热面积来调整热管管壁温度,能够使热管尽或许避开最大的腐蚀区域。

  热功率高,气密性好,能够经过调理热媒体的流量来调理预热助燃空气和预热煤气之间的热量。

  预热助燃空气和煤气的热交流器可分隔设置,比较灵敏,习惯于热风炉区场所狭隘的技能改造。

  受热侧、放热侧别离设置,可一起预热空气和煤气,防止因漏气构成预热煤气不安全的问题。

  低压省煤器的用镍络渗层零隙阻钎焊螺旋鳍片管作传热元件,触摸热阻简直为零,具有抗腐蚀,耐磨损及防堵灰等归纳功用,即使烟气流阻约束较严厉,也可将烟气流阻控制在答应范围内。

  直接下降了排烟温度,因此节约煤炭用量,一起削减了脱硫体系所需的工艺用水,进一步确保了除尘功率和脱硫功率。

  具有杰出的煤种和时节习惯性。锅炉的低压省煤器出口烟气温度可根据时节和煤质(首要是含硫质量分数)进行调理,可节约标煤耗,也可防止低温腐蚀。

  低压省煤器安置于空气预热器后边,其传热对锅炉其它受热面不会发生影响,因此不会下降锅炉功率。

  因为安置在锅炉本体外的引风机处水平烟道,空间宽阔,装置简洁,装置费用较低,一起便于检修。

  为防止低温腐蚀,将低压省煤器进口水温规划在酸露点+10℃,温度较高导致不能大起伏下降排烟温度,余热收回作用欠安。

  能够在锅炉的规划和改造中,大起伏下降烟气的排放温度,使很多的中低温热能被有用收回,发生非常可观的经济效益;

  在下降排烟温度的一起,坚持金属受热面壁面温度处于较高的温度水平,远离酸露点的腐蚀区域,从根本上防止了断露腐蚀和堵灰现象的呈现,大起伏下降设备的保护本钱;

  完成了换热器金属受热面最低壁面温度处于可控可调状况,使复合相改换热器具有适当起伏的调理才能,习惯锅炉的燃料种类以及传热负荷的改变,使排烟温度和壁面温度坚持相对安稳;

  保留了热管换热器所具有的高效传热特性的一起,可经过扫除不凝气体有用处理老化问题,大大延长了设备的运用寿数。

  榜首,腐蚀问题。关于腐蚀,最严峻的当属酸的腐蚀。电厂尾气中含有二氧化硫,当未除尽的二氧化硫在催化剂的条件下与氧气结合生成三氧化硫,最终与水蒸气结合构成硫酸蒸汽,硫酸蒸汽的存在使烟气的酸露点明显升高,当烟气温度低于酸露点时就会构成烟气结雾,对换热器构成腐蚀,又称为低温腐蚀。低温腐蚀首要对空气预热器构成损害,酸雾会使空气预热器的金属壁变薄,损坏,是很多的凉风进入空气预热器,并且一起进入的水蒸气会粘在金属壁上,构成空气预热器的阻塞,严峻时还或许构成出产事端。

  第二,换热器的积灰问题。这个是各类锅炉和工业炉窑的通病,无论是固体燃料仍是液体燃料甚至是气体燃料都会有不同程度的积灰问题,可是固体燃料的烟灰数量更多,这关于以煤炭为首要燃料的电厂是一个严重的问题,烟尘关于换热器的不良影响首要有(1)锅炉烟灰的腐蚀性会添加修理本钱,下降换热器的运用寿数。(2)烟灰或许会阻塞通气管,构成换热器损坏。(3)很多的烟灰还会构成换热器的作业功率大打折扣。(4)烟灰还或许构成结垢,使换热器部分过热和下降作业功率。最终因为烟囱内的空间有限,整理作业也变得非常困难。

  第三,经济性。就现在的资料本钱和工艺方面,能够在必定程度上处理上述问题,但产品昂扬的价格和保护本钱使量产在短时间内难以完成。

  综上所述,能够看到换热器在电厂烟气余热收回方面的运用非常广泛。不同的换热器各有优缺,经过比较各种换热器的优缺点,和实践运用中面对的关键问题,如:露点腐蚀,积灰,磨损等,往后的换热器开展有必要要战胜这些问题一起重视经济利益和收回的功率。GGH换热器尽管能够有用地运用烟气的一部分热能,但在实践运用中面对初期出资大、保护费用高、故障率高、不能较好地处理酸露点腐蚀等问题使得现阶段GGH在国内的运用远景不大。

  比照前几种换热器,氟塑钢换热器的传热功率高,运用的寿数较长,并且能较好地处理磨损带来的问题,氟塑钢换热器在电厂烟气余热收回运用方面的远景也不断扩大。其运用远景也非常广泛。

  复合相改换热器技能很好处理了下降锅炉排烟温度与酸露点腐蚀的对立,处理了这个世界性的难题,开辟了锅炉节能的新思路,发明了一种锅炉有用节能的新方法。现在在锅炉节能范畴,在我国甚至全世界没有更好的节能技能所替代,未来在国民经济开展中在节能减排范畴会处于重要位置,市场远景。此外还有比如:氟塑钢换热器,螺旋折流板,纵流管制换热器等等新式的高效换热器不断开展,电厂烟气余热收回换热器将呈多元化,多方向的开展,热管和全焊接板等功率高的技能在换热器方面的运用也将愈加广泛,新式高效的换热器也将逐渐替代运用远景不大和传统的换热器。

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