[发明专利]火电机组锅炉冷端优化余热利用装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种火电机组锅炉冷端优化余热利用装置，属于锅炉烟气余热利用、降低火电机组排烟温度的方法和装置。

背景技术

在锅炉热损失中，电厂排烟热损失占很大的比重。排烟温度每降低10~15℃，锅炉效率便能提高1%。目前，大型机组的设计排烟温度一般在120~130℃，而随着烟气脱硫脱销技术的不断改进，烟气酸露点在90℃左右，因此排烟温度还有很大的下降空间。同时超临界和超超临界机组锅炉普遍存在排烟温度高于设计值的现象，省煤器出口进入空气预热器的烟气温度偏高。对此, 通常认为造成排烟温度高的原因是实际燃烧煤质与设计燃用煤质存在偏差, 设计时对管壁沾污估计不足, 省煤器受热面或者空气预热器受热面偏小, 尾部受热面吹灰器布置不合理或作用不明显等。从设计制造方面来讲，可以增大空气预热器的传热面积，以降低排烟温度。但是降低排烟温度有个限度，一方面当排烟温度比较低时，随着烟气温度的进一步降低，与空气的温差减少，即空气预热器的传热面积增加很多，烟气温度却降低很少；另一方面当排烟温度较低，预热器管的壁温低于烟气露点时，会发生低温腐蚀，运行一二年就要更换预热器，严重时半年就要更换。另外一种方式是在烟道尾部增设低压省煤器，适当增加省煤器受热面，强加烟气余热利用，提高给水温度，但由于参与传热的烟气能量品位不高，而且利用低压省煤器利用烟气余热，对机组发电贡献较小，有用能损失很大。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种火电机组锅炉冷端优化余热利用装置，空气预热器出口排烟余热用来加热进入空气预热器的空气，利用烟气余热，较大幅度的降低排烟温度，减少能耗。 

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的火电机组锅炉冷端优化余热利用装置，其特征是：在空气预热器后设有空气-油换热器和烟气-油换热器，空气-油换热器和烟气-油换热器之间通过循环管路相连，循环管路中注有传热介质导热油，循环管路上设有膨胀槽和循环泵；烟气-油换热器的一端与空气预热器的出烟口相连，另一端设有烟气出口；空气-油换热器的一端与空气预热器的进空气口相连，另一端设有空气入口。

本发明的优选方案为，空气-油换热器和烟气-油换热器的壳体中设有用于容纳导热油的换热管束，换热管束外面运行空气或烟气，换热管束包括若干根并排设置的换热管，换热管束为可旋转式，利用管束所形成的工作平面的旋转，改变有效传热面积和管间平均风速，控制换热效率并进行反向吹灰。

本发明的工作原理如下：

1）空气预热器的出口烟气，进入烟气-油换热器，在烟气-油换热器中经过循环泵，升压的传热介质导热油吸收烟气的热量、升温，烟气温度降低后进入除尘器，导热油升温后通过高温导热油管路进入空气-油换热器。在高温导热油管路上连接有膨胀槽。

2）来自送风机的空气进入空气-油换热器，吸收来自烟气-油换热器传热介质导热油的热量，空气得到加热升温，此后再进入空气预热器，空气预热器冷端温度提高，与热端温差减小，减轻空气预热器的负荷。来自烟气-油换热器的高温传热介质导热油进入空气-油换热器，冷却降温后再经过循环泵升压后，返回烟气-油换热器中吸热，如此循环。

本发明的有益效果如下：

本发明摒弃了低温烟气直接预热空气的方法，改为利用传热介质导热油在空气-油换热器中，传热介质导热油释放从烟气-油换热器吸收的热量，预热来自送风机的空气，提高了空气预热器的空气进口端空气温度，实现了温度对口热量利用，而且冬季时无需投入暖风机。空气预热器空气进口冷端风温提高，使得热端温差减小，空预器热变形小，漏风量减少。

对锅炉本体传热分配、水动力流动和传热没有影响，对空预器出口空气温度没有影响，具有良好的煤种和季节适应性，排烟温度较大幅度降低。

烟气-油换热器加热传热介质导热油，锅炉排烟温度得到降低，再利用循环泵将导热油送往空气-油换热器，导热油在空气-油换热器中释放热量加热来自送风机的空气，传热效果好，结构布置灵活，满足不同场合的施工需要。

空气-油换热器和烟气-油换热器中的换热管束可设为可旋转式，利用管束所形成的工作平面的旋转，改变有效传热面积和管间平均风速，控制换热效率，调节换热量，还可以进行反向吹灰，防止管束上积灰，减轻后续除尘器的负担。

本发明在调节排烟温度方面具有很强的灵活性。如果烟气排出口的烟气温度低于设定值，则降低循环泵的转速，减少传热量；如果烟气排出口的烟气温度高于设定值，则增加循环泵的转速，提高传热量。

本发明最终能实现排烟温度明显降低，实现对烟气余热的充分利用，火电机组的能耗显著降低。