一种热管低温省煤器与翅片管低温省煤器联合系统的制作方法

1.本实用新型涉及燃煤电厂尾部烟气余热利用技术领域，具体涉及一种热管低温省煤器与翅片管低温省煤器联合系统。


背景技术：

2.为了降低锅炉排烟热损失、提高电厂的运行经济性，实现低低温除尘和节能的综合目的，很多电厂已实施了低温省煤器联合暖风器系统改造，低温省煤器换热元件采用双“h”型翅片管型式。系统投运初期，烟温降幅较大，节能效果显著，随着运行时间的增长，低温省煤器本体出现积灰、磨损、腐蚀泄漏，烟气侧阻力急剧升高等问题，严重影响下游电除尘设备和整个机组的安全运行，系统投运率严重下降。
3.为了解决上述问题，亟需从低温省煤器结构配置进行优化改进。


技术实现要素：

4.本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种热管低温省煤器与翅片管低温省煤器联合系统。
5.本实用新型是通过如下技术方案实现的：
6.一种热管低温省煤器与翅片管低温省煤器联合系统，包括凝结水管和烟道，所述烟道内依次安装前置热管低温省煤器、翅片管低温省煤器、低温段热管低温省煤器；所述低温段热管低温省煤器、前置热管低温省煤器、翅片管低温省煤器通过水管依次串联，所述低温段热管低温省煤器通过出水母管与升压泵的出水端连接，所述翅片管低温省煤器通过回水母管与升压泵的进水母管连接，所述凝结水管上依次串联安装有第一低压加热器、第二低压加热器和第三低压加热器，所述第一低压加热器的进水端和出水端分别安装有均与进水母管连接的第一给水管和第二给水管，所述回水母管上安装有第一循环水管和第二循环水管，所述第一循环水管与暖风器连接，所述暖风器通过回水管与进水母管连接，所述第二循环水管与凝结水管连接，并且所述第二循环水管与凝结水管的连接点位于第三低压加热器的出水端。
7.所述第一给水管上安装有取水电动调节阀。
8.所述回水母管上安装有再循环水电动调节阀，所述再循环水电动调节阀位于第二循环水管和进水母管之间。
9.所述暖风器的出口安装第一温度传感器,所述回水管上安装有暖风器回水电动调节阀。
10.所述低温段热管低温省煤器的出口安装有第二温度传感器。
11.所述进水母管和出水母管上均安装有压力传感器和温度传感器。
12.所述回水母管和回水管上均安装有温度传感器。
13.所述出水母管、第一循环水管、第二循环水管上均安装有流量计。
14.所述烟道与电气除尘器连接，所述低温段热管低温省煤器靠近电气除尘器，所述
前置热管低温省煤器远离电气除尘器。
15.系统基本流程为：从低压加热器前后凝结水管路抽取部分凝结水，经升压泵后依次流入低温段热管低温省煤器、前置热管低温省煤器和段翅片管低温省煤器中，吸收烟气热量，水温升高后，回水分为三路：一路流入暖风器中加热冷空气，循环水放热后回到升压泵的进水母管，一路回到凝结水管道系统中进行回收，一路作为再循环部分直接回到升压泵入口的进水母管中。
16.热管低温省煤器和翅片管低温省煤器均布置在电除尘前的烟道内，烟气依次流过前置热管低温省煤器、翅片管低温省煤器和低温段热管低温省煤器，对换热管进行冲刷，加热循环水；循环水依次流经低温段热管低温省煤器、前置热管低温省煤器和翅片管低温省煤器，升温后汇集到回水母管中；暖风器的回水管道和系统的再循环管道皆布置有电动调节阀，用以调节各部分的水流量；热管低温省煤器和翅片管低温省煤器前后烟道、暖风器前后风道上均安装有温度和压力测点，温度测点与dcs控制系统关联，升压泵前后的管道上分别安装有温度和压力测点，低温省煤器回水母管和暖风器出口水管道上安装有温度测点，对系统的运行数据进行监测。
17.本实用新型的系统方案与传统的低温省煤器联合暖风器系统的优化改进之处在于原低温段的换热器由传统系统方案的双“h”型翅片管形式改为热管式，并在原高温段低温省煤器之前加装前置热管低温省煤器。热管式低温省煤器由多根独立的热管组装而成，各根热管内只有少量的工作介质，介质通过吸收烟气热量蒸发，然后对被加热水放热而冷凝，继而再次被加热蒸发，如此反复循环，完成热量的传递。与翅片管换热器相比，热管换热器具有如下的技术优势：实现相变换热，传热效率高；热管内蒸汽恒温，壁温恒定；各热管独立布置，泄漏量小。
18.热管低温省煤器与翅片管低温省煤器在烟气侧为前后串联布置，烟气依次流过前置热管低温省煤器、翅片管低温省煤器和低温段热管低温省煤器，前置热管低温省煤器布置于翅片管低温省煤器前侧，对翅片管低温省煤器起到了一定的保护作用，通过前置热管低温省煤器对烟气中大颗粒灰尘的阻挡和本身设备的均流作用，减轻了烟气对高温段翅片管低温省煤器的磨损；同时，根据烟道及换热器的布置，对烟气进行流场模拟计算，设计合理的导流板或均流板，保证换热器换热效果，并有效减轻气流对换热器的冲刷磨损；热管低温省煤器和翅片管低温省煤器的换热管均采用耐酸耐腐蚀的nd钢，同时设计合理的进水温度，使换热管壁温高于烟气酸露点温度，提高换热管本身的抗腐蚀能力，使各组换热器的运行更加安全可靠。
附图说明
19.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
20.附图1为本实用新型的结构示意图。
21.图中，1
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第一低压加热器，2
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第二低压加热器，3
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第三低压加热器，4
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前置热管低温省煤器，5
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翅片管低温省煤器，6
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低温段热管低温省煤器，7
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暖风器，8
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升压泵，9
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取水电动调节阀，10
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暖风器回水电动调节阀，11
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再循环水电动调节阀，12
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送风机，13
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第一温度传感器，14
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第一循环水管，15
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第二循环水管，16
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回水母管，17
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第二温度传感器，18
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电气除尘器，19
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出水母管，20
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引风机，21
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进水母管，22
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回水管，23
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凝结水管。
具体实施方式
22.以下仅为本实用新型的具体实施方式，但是本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可以轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
23.本实用新型中所述的“前”、“后”、“内”、“外”等描述方向关系的词语仅为了实施例的描述方便，不视为对本实用新型的限定。所述“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。所述固定连接方式包括但不限于焊接、螺接、卡接、过盈配合、一体成型。
24.下述的“前”为设备进水端或者进气端，“后”为设备出水端或者出气端。
25.附图1为本实用新型的一种具体实施例。该实施例提供了一种热管低温省煤器与翅片管低温省煤器联合系统，括翅片管低温省煤器、暖风器、热管低温省煤器、循环水管路系统和电控系统。循环水管路系统包括循环水管道、升压泵、电动调节阀、手动阀、流量计等设备；电控系统包括烟风道温度/压力测点、水管道温度/压力测点、电缆、控制柜、dcs控制器等，具体包括凝结水管23，以及电气除尘器18连接的烟道，电气除尘器18与引风机20连接，从而通过引风机20带动烟气运动。在烟道内依次安装前置热管低温省煤器4、翅片管低温省煤器5、低温段热管低温省煤器6，即低温段热管低温省煤器6位于靠近电气除尘器18的位置，前置热管低温省煤器4位于远离电气除尘器18的位置，翅片管低温省煤器5位于前置热管低温省煤器4和低温段热管低温省煤器6之间；低温段热管低温省煤器6、前置热管低温省煤器4、翅片管低温省煤器5通过水管依次串联，即循环水先进入低温段热管低温省煤器6，然后再进入前置热管低温省煤器4，最后进入翅片管低温省煤器5。
26.翅片管低温省煤器5为双“h”型翅片管形式，管排顺列布置，基管为蛇形管束；热管低温省煤器为径向热管式换热器形式，管排顺列布置，内套管为蛇形管束，外套管外侧布置有螺旋翅片。
27.低温段热管低温省煤器6通过出水母管19与升压泵8的出水端连接，翅片管低温省煤器5通过回水母管16与升压泵8入口的进水母管21连接。
28.凝结水管23上依次串联安装有第一低压加热器1、第二低压加热器2和第三低压加热器3，在第一低压加热器1前后两端的凝结水管23上分别安装有均与进水母管21连通的第一给水管和第二给水管， 其中第一给水管上安装有取水电动调节阀9。
29.回水母管16上安装有第一循环水管14和第二循环水管15，其中第一循环水管14与暖风器7连接，暖风器7的回水通过回水管22与进水母管21连接，在回水管22上安装有暖风器回水电动调节阀10，第二循环水管15与凝结水管23连接，并且第二循环水管15与凝结水管23的连接点位于第三低压加热器3之后。回水母管16上安装有再循环水电动调节阀11，该再循环水电动调节阀11位于第二循环水管15和进水母管21之间。
30.自第一低压加热器1前后凝结水管路23抽取高温和低温两路水进行混合，混合后温度为70℃，与暖风器7回水统一汇集到升压泵8的进水母管21中，进水母管21中水流量为600t/h，通过升压泵8后，循环水依次流经低温段热管低温省煤器6、前置热管低温省煤器4和翅片管低温省煤器5，分三级分别吸收烟气热量后，循环水进入回水母管16中。沿烟气流向，烟气依次对前置热管低温省煤器4、翅片管低温省煤器5和低温段热管低温省煤器6进行冲刷，烟气流量为1152000nm
³
/h，通过前置热管低温省煤器4后，烟气温度由160℃降为155
℃，循环水温度由75.17℃升至78.41℃；通过翅片管低温省煤器5后，烟气温度由155℃降为108℃，循环水温度由78.41℃升至108.79℃；通过低温段热管低温省煤器6后，烟气温度由108℃降为100℃，循环水温度由初始的70℃升至75.17℃；经过三级换热器的冷却，高温烟气实现60℃的温降，循环水温度则提高38.79℃。回水母管16中的循环水流向分为三路，一路流入第三低压加热器3出口的凝结水管23道中，一路流入暖风器7中对送风机12送来的冷空气进行加热，还有一路作为再循环水直接流入升压泵8的进水母管21中；暖风器7进口水温为108.79℃，出口水温为70℃，水流量为316t/h，循环水放出热量对风道内的冷空气进行加热，空气流量为1046t/h，风温由17℃升高至65.1℃；暖风器7回水与第一低压加热器1前后抽取的混合水及再循环水统一汇集后，再次进入升压泵8中，完成系统的整个流程。
31.前置热管低温省煤器4、翅片管低温省煤器5、低温段热管低温省煤器6、暖风器7前后烟/风道上均安装有温度和压力测点，压力测点用以监测各换热器本体的烟/风侧阻力，温度测点用以监测各换热器进出口的烟/风侧温度，其中分别安装在低温段热管低温省煤器6和暖风器7的出口即出气口的第二温度传感器17和第一温度传感器13均与dcs控制系统关联，低温段热管低温省煤器6后的第二温度传感器17与升压泵8控制逻辑相关联，通过自动调节电机转速，来控制低温省煤器内的水流量，进而调节各段低温省煤器的换热能力，使出口烟温保持在设定范围内；暖风器7后的第一温度传感器13与暖风器回水电动调节阀10控制逻辑相关联，通过自动调整电动调节阀的开度，来调节进入暖风器7的水流量，进而调节暖风器7的换热，控制暖风器7出口空气温度在要求的范围内；整个系统的水侧压损由升压泵8克服，升压泵8采用变频形式，系统通过自动控制升压泵8的转速来调节进入低温省煤器的水量，回水电动调节阀10通过自动调整阀门的开度，来调节进入暖风器的水量，进而调节控制各换热器的换热量，以使换热器出口温度维持在设定值。
32.在水侧，三级低温省煤器为串联布置，循环水依次流经低温段热管低温省煤器6、前置热管低温省煤器4和翅片管低温省煤器5，初始进水温度设定为70℃，由第一低压加热器1前后取出高温和低温两路水进行混合而成，通过取水电动调节阀9来控制调节低温水流量，使混合后水温保持在设定值；再循环水电动调节阀11安装在系统的再循环水管道上即回水母管16上，当机组低负荷运行，第一低压加热器1的出口水温低于70℃时，系统自动开启再循环水电动调节阀11，以使混合后进水母管21内水的温度达到设定值70℃。
33.整个系统水侧的压损由升压泵8提供压头进行克服，升压泵8进出口水管道上均安装有温度和压力测点进行监测，即进水母管21和出水母管19上均安装有压力传感器和温度传感器，翅片管低温省煤器5及暖风器7出口水管道即回水母管16和回水管22上均安装有温度传感器，升压泵8出口的出水母管19、暖风器7进水管道即第一循环水管14、回水至第三低压加热器3的水管道即第二循环水管15上均安装有流量计，用以实时监测各路水管路的流量。
34.本系统与传统的低温省煤器联合暖风器系统的不同之处在于原低温段的换热器由传统系统的双“h”型翅片管形式改为热管式，并在原高温段低温省煤器5之前加装前置热管低温省煤器4。
35.热管式换热器与翅片管式换热器在水侧为串联布置，循环水依次流经低温段热管低温省煤器6、前置热管低温省煤器4和翅片管低温省煤器5，如此流程可使流入翅片管低温省煤器5的循环水温度较高，换热器壁温比传统系统提升约15℃，极大减轻甚至避免低温腐
蚀及由此引起的管子泄漏、堵灰、传热衰减等诸多问题的发生。
36.热管式换热器与翅片管式换热器在烟气侧为串联布置，烟气依次流过前置热管低温省煤器4、翅片管低温省煤器5和低温段热管低温省煤器6，前置热管低温省煤器4布置于烟气最前侧，在最先吸收高温烟气的热量同时，对其后的翅片管低温省煤器5起到了一定的防磨保护作用，减轻了烟气对翅片管低温省煤器5的磨损；同时，根据烟道及换热器的布置，对烟气进行流场模拟计算，设计安装合理的导流板或均流板，保证换热器换热效果，并有效减轻烟气对换热器的冲刷磨损，如附图1所示导流板或均流板安装在烟道和风道内，具体安装和在前置热管低温省煤器4之前、低温段热管低温省煤器6之后，以及暖风器7的前后；前置热管低温省煤器4、翅片管低温省煤器5和低温段热管低温省煤器6均采用耐酸耐腐蚀的nd钢，提高换热管本身的抗腐蚀能力，使各组换热器的运行更加安全可靠。
37.本系统通过对低温段换热器结构形式的优化改进、增加前置热管换热器和对水侧流程顺序的优化设计等手段，在保证系统换热能力的基础上，充分利用热管换热器的换热效率高、壁温恒定、泄漏量小等优势，结合先进的设计流程，极大减轻或避免了传统翅片管低温省煤器存在的低温腐蚀、磨损、泄漏、堵灰严重，阻力偏大，检修困难等问题，系统运行安全、稳定、可靠，具有广泛的应用和推广价值。