本实用新型属于电厂发电节能技术领域，具体涉及一种应用热管节能技术的电厂锅炉烟气余热回收装置。
背景技术：
目前，根据环保部门要求，电厂锅炉必须执行烟气超低排放，排放前大多进行脱硝、脱硫、湿电除尘处理，锅炉烟气进入脱硫塔前需进行降温处理，以前大多采用简单的喷水降温处理，烟气降温后进入脱硫塔，由于烟气温度高，体积大，其不仅浪费了能源，也增加了后续脱硫系统的压力。
而同时，热管作为高效传热原件，因其优越的传热性能和技术特性，在工程中的应用日益普及，在余热回收、节能方面效果显著。其工作原理为：热管利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。热管由管壳、吸液芯和端盖组成，热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发，管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发端，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是：
本实用新型提供了一种应用热管节能技术的电厂锅炉烟气余热回收装置，解决了现有技术中存在的由于烟气温度高而导致的热量浪费、后续脱硫系统出力大，以及常规换热装置存在的腐蚀、结垢、积灰等问题。
本实用新型的技术方案是：
一种应用热管节能技术的电厂锅炉烟气余热回收装置，其特征在于：包括水包、热管、第一闸阀、第二闸阀、第三闸阀、电动调节阀、第一热电阻温度计、第二热电阻温度计、第三热电阻温度计、第四热电阻温度计和流量计，所述热管安装在除尘器后、脱硫塔前的锅炉引风机出口上方水平烟道处，所述热管上部设有水包，所述水包上设有进水口、出水口、压力表、温度表、排污口及放空气口，所述进水口用于连接除盐水来水管道并接收除盐水，所述除盐水来水管道上设置有第一闸阀、电动调节阀、流量计、第一热电阻温度计、第二闸阀，所述出水口用于连接除盐水出水管道并排放除盐水，所述除盐水出水管道上设有第三闸阀和第二热电阻温度计，锅炉烟气未通过热管的管段部分上设有第三热电阻温度计，锅炉烟气通过热管的管段部分上设有第四热电阻温度计。
进一步的，所述热管配置有吹灰系统，以保证换热效率，所述吹灰系统选用膜片式声波吹灰器；在热管两侧设置清灰门，并且在接口烟道开有人孔门，用于在停炉检修时打开用压缩空气清理翅片积灰；在热管底部设置有清灰口，用于放出因气流扰动及吹灰振打造成的积灰；在罐体和管路底端均设有紧急放水阀门，用以保证冬季紧急状态下管路及设备的安全，防止停炉造成设备及管路的冻凝。
进一步的，本烟气余热回收装置采用集中控制方式，系统纳入单元机组DCS，由单元机组运行人员统一监控；在集中控制室内，运行人员以LCD及操作键盘为监视控制中心，完成对所改造项目正常运行工况的监视与调整及紧急事故的处理。
进一步的，所述单元机组DCS设置有上位机，所述上位机与烟气余热回收装置有一条485通讯线、一个DI、一个DA，上位机DCS 通过MODBUS485进行通讯，上位机DCS输出一个4～20Ma的模拟信号给电动调节阀6，通过控制电动调节的开度来调节流量，上位机可以选择通过控制阀门开度PID调节水流量，保证出水温度恒定或者 PID调节阀门开度使水流量瞬时流量恒定。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型在锅炉引风机出口直线段加装烟气余热回收装置，该烟气余热回收装置实质上是一种利用热管节能技术制造的换热设备，本装置可回收烟气中的热量，避免了能源的浪费；并且本装置将回收的热量加热进入除氧器的除盐水，以此达到提高锅炉系统综合热效率目的。
2.本实用新型烟气余热回收装置降低了烟气温度，缓解了后续脱硫系统处理烟气的压力。
3.本实用新型有效稳定长期的降低锅炉排烟温度，并且充分考虑实际运行时排烟温度的变化情况；同时烟气余热回收装置吸热段受热面壁面温度远大于燃煤酸露点温度，从而保证吸热段不结露、不积灰、不腐蚀。
4.本实用新型利用热管换热技术制造的换热装置安全可靠，可长期运行，换热效率高，且具有吸热段热管管壁温度可调，冷、热段结构和位置布置灵活等优点。
附图说明
图1为本实用新型应用热管节能技术的电厂锅炉烟气余热回收装置运行原理图。
图中1.水包 2.热管 3.第一闸阀 4.第二闸阀 5.第三闸阀 6.电动调节阀 7.第一热电阻温度计 8.第二热电阻温度计 9.第三热电阻温度计 10.第四热电阻温度计 11.流量计。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型应用热管节能技术的电厂锅炉烟气余热回收装置，包括水包1、热管2、第一闸阀3、第二闸阀4、第三闸阀 5、电动调节阀6、第一热电阻温度计7、第二热电阻温度计8、第三热电阻温度计9、第四热电阻温度计10和流量计11。所述热管2上部设有水包1，所述水包1上设有进水口、出水口、压力表、温度表、排污口及放空气口，所述进水口用于连接除盐水来水管道并接收除盐水，所述除盐水来水管道上设置有第一闸阀3、电动调节阀6、流量计11、第一热电阻温度计7、第二闸阀4，所述第一热电阻温度计7 用于测量除盐水的进水温度，所述出水口用于连接除盐水出水管道并排放除盐水，所述除盐水出水管道上设有第三闸阀5和第二热电阻温度计8，所述第二热电阻温度计8用于测量除盐水的出水温度，锅炉烟气未通过热管，2的管段部分上设有第三热电阻温度计9，锅炉烟气通过热管2的管段部分上设有第四热电阻温度计10，所述第三热电阻温度计9用于测量烟气进口温度，所述第四热电阻温度计10用于测量烟气出口温度，所述流量计11用于测量进水水流量的瞬时流量。
所述热管2安装在锅炉引风机出口上方水平烟道处，回收烟气余热用来将除盐水加热。具体的，高温烟气进入热管换热装置，在实施例中高温烟气的温度约为155℃，热管2下端吸收烟气热量，高温烟气经过热管换热器后形成温度降为115～120℃的低温烟气，该低温烟气从烟道出口排出，进入脱硫塔。同时，热管2吸收的热量使其内部介质蒸发上升至热管2上端的冷凝管段，即水包1内的部分，使热量传导至上端，继而将热量传导给水包1内的除盐水，将除盐水加热至 80℃进入除氧器作为锅炉补充水，减少除氧加热用蒸汽。当热管2内的介质放热后冷凝下降，继续下一个循环。
随着烟气中的热量逐渐被利用，烟气温度会越来越低，当最低壁面温度低于酸露点温度时，就会有酸露腐蚀的情况出现。与此同时，凝结在壁面上的硫酸溶液还会粘附烟气中的灰尘形成不易清除的粘灰，使烟气通道不畅甚至堵塞。为解决该问题，计算该台锅炉的酸露点：
本公式为我国锅炉热力计算中常用的烟气酸露点的温度公式，其中，表示烟气中水蒸气露点温度，单位为℃；β表示与过量空气系数有关的常数，当α＝1.5时，取β＝129；表示收到基折算(每 1000kj的折算值)硫分及灰分，单位为g/Mj；α fh拜师飞灰系数，为0.7。
根据上述数据计算得出该炉烟气酸露点为：tld＝102.77℃。
只需要保证换热器壁面温度在102.77℃以上即可避免酸露腐蚀。故本实施例选择壁面温度为105℃，设备可长期安全运行。
热管换热器安装在除尘器后、脱硫塔前的烟道中，虽然烟气经过除尘后含尘量大大降低，但是为了保证换热器的换热效率，仍配置吹灰系统，吹灰系统选用膜片式声波吹灰器。同时，在换热器两侧设置清灰门，并且在接口烟道开有人孔门，可在停炉检修时打开用压缩空气清理翅片积灰，在换热器底部设计了清灰口，因气流扰动及吹灰振打等积灰沉积可以定时通过底部清灰口放出。为保证冬季紧急状态下管路及设备安全，在罐体和管路底端均设有紧急放水(放空)阀门，防止停炉造成设备及管路的冻凝。
热管换热器对除盐水加热，只要有锅炉运行，除盐水不断，150 多度的烟气源源不断流经余热回收器下部热管吸热段，放热段冷源将热量带走，基本不会有干烧的条件。即使特殊情况下，根据文献资料及前期项目的实际运行数据，钢管耐干烧温度(工作温度)在250℃以上，所以在150度温度下是安全的，不存在干烧引起爆管可能。
表1为热管换热器回收热量的计算结果，本实施例采用75t/h循环流化床锅炉：
表1. 75吨锅炉回收热量
综上计算所述，75t/h循环流化床锅炉每天正常运行，负荷稳定在70吨/h以上，尾部烟气脱硫前温度可从155度降低到115度，每小时能回收138万大卡热量，可将约21.7吨常温除盐水加热至80℃，节能效益显著。
本烟气余热回收装置采用集中控制方式，系统纳入单元机组分布式控制系统(DCS)，由单元机组运行人员统一监控，就地按无人值班考虑。在集中控制室内，运行人员以液晶显示屏(LCD)及操作键盘为监视控制中心，完成对所改造项目正常运行工况的监视与调整及紧急事故的处理。上位机与余热回收系统有一条485通讯线、一个 DI、一个DA。上位机DCS通过MODBUS485协议进行通讯。运行中第一闸阀3、第二闸阀4、第三闸阀5打开，根据第一热电阻温度计7测量的进水温度、第二热电阻温度计8测量的出水温度、第三热电阻温度计9测量的烟气进口温度、第四热电阻温度计10测量的烟气出口温度和流量计11测量的瞬时流量等数据，上位机DCS输出一个4～20Ma的模拟信号给电动调节阀6，通过控制电动调节的开度来调节流量。上位机可以选择：1、通过控制阀门开度PID调节水流量，保证出水温度恒定。2、PID调节阀门开度使水流量瞬时流量恒定。
技术特征：
1.一种应用热管节能技术的电厂锅炉烟气余热回收装置，其特征在于：包括水包（1）、热管（2）、第一闸阀（3）、第二闸阀（4）、第三闸阀（5）、电动调节阀（6）、第一热电阻温度计（7）、第二热电阻温度计（8）、第三热电阻温度计（9）、第四热电阻温度计（10）和流量计（11），所述热管（2）安装在除尘器后、脱硫塔前的锅炉引风机出口上方水平烟道处，所述热管（2）上部设有水包（1），所述水包上设有进水口、出水口、压力表、温度表、排污口及放空气口，所述进水口用于连接除盐水来水管道并接收除盐水，所述除盐水来水管道上设置有第一闸阀（3）、电动调节阀（6）、流量计（11）、第一热电阻温度计（7）、第二闸阀（4），所述出水口用于连接除盐水出水管道并排放除盐水，所述除盐水出水管道上设有第三闸阀（5）和第二热电阻温度计（8），锅炉烟气未通过热管（2）的管段部分上设有第三热电阻温度计（9），锅炉烟气通过热管（2）的管段部分上设有第四热电阻温度计（10）。
2.如权利要求1所述的应用热管节能技术的电厂锅炉烟气余热回收装置，其特征在于：所述热管（2）配置有吹灰系统，以保证换热效率，所述吹灰系统选用膜片式声波吹灰器；在热管（2）两侧设置清灰门，并且在接口烟道开有人孔门，用于在停炉检修时打开用压缩空气清理翅片积灰；在热管（2）底部设置有清灰口，用于放出因气流扰动及吹灰振打造成的积灰；在罐体和管路底端均设有紧急放水阀门，用以保证冬季紧急状态下管路及设备的安全，防止停炉造成设备及管路的冻凝。
3.如权利要求1或2所述的应用热管节能技术的电厂锅炉烟气余热回收装置，其特征在于：本烟气余热回收装置采用集中控制方式，系统纳入单元机组DCS，由单元机组运行人员统一监控；在集中控制室内，运行人员以LCD及操作键盘为监视控制中心,完成对所改造项目正常运行工况的监视与调整及紧急事故的处理。
4.如权利要求3所述的应用热管节能技术的电厂锅炉烟气余热回收装置，其特征在于：所述单元机组DCS设置有上位机，所述上位机与烟气余热回收装置通过一条485通讯线、一个DI、一个DA信号相连，上位机DCS通过MODBUS485协议进行通讯，上位机DCS输出一个4~20Ma的模拟信号给电动调节阀（6），通过控制电动调节的开度来调节流量，上位机选择通过控制阀门开度PID调节水流量，保证出水温度恒定或者PID调节阀门开度使水流量瞬时流量恒定。
技术总结
本实用新型提供了一种应用热管节能技术的电厂锅炉烟气余热回收装置，包括水包、热管、第一闸阀、第二闸阀、第三闸阀、电动调节阀、第一热电阻温度计、第二热电阻温度计、第三热电阻温度计、第四热电阻温度计和流量计。本实用新型用于回收烟气余热并加热进入除氧器的除盐水，其可回收烟气中的热量，避免能源浪费，缓解了后续脱硫系统处理烟气的压力，达到提高锅炉系统综合热效率的目的。
技术研发人员：代治海;宋义振;于鹏超
受保护的技术使用者：烟台清泉实业有限公司
技术研发日：.01.08
技术公布日：.10.11
