[實用新型]基于出口煙溫控制的余熱回收裝置

有效

• 申請號: 201420310600.3
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN203949145U
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 陸繼青;楊震;朱懌;薛征;邵鋼;陸靜波;陸方;林鵬云;吳文廣;金俊
• 申請（專利權）人: 常熟浦發熱電能源有限公司;上海匯閔能源科技有限公司
• 主分類號: F22B1/18
• 分類號: F22B1/18;F22B37/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 龔敏

技術領域

本實用新型涉及一種余熱回收裝置，尤其是一種基于出口煙溫控制的余熱回收裝置。

背景技術

垃圾焚燒發電作為一種重要且可行的垃圾處理方法，具有廣闊的市場發展前景，與電站的燃煤過程相比，垃圾焚燒過程具有飛灰含量高及灰熔點低等特點，因此在燃燒過程中容易出現換熱表面積灰、結渣等問題，隨運行時間的推移，煙道積灰增加會使鍋爐換熱系數逐漸下降，熱阻增大，排煙溫度升高。例如，某垃圾焚燒電廠由于積灰問題嚴重，使得省煤器受熱面每隔3個月左右就要進行一次停爐清理，甚至威脅到下游設備的安全運行而停爐，同時，清理后只需一周的運行時間，出省煤器煙溫又逐步由200℃升高到270℃，停爐及排煙溫度過高問題不僅會耗費大量的人力物力、降低設備的利用率和能量的轉化率，也嚴重影響了工廠的經濟效益。

另一方面，鍋爐省煤器出口煙氣直接進入布袋除塵器進行除塵，而布袋除塵器主要由合成纖維,天然纖維或玻璃纖維織成的布或氈，其工作溫度視型號及材質略有差異，一般在200℃左右的較窄溫度范圍，溫度過高容易造成除塵器中布袋材料的損壞（燒袋），嚴重影響布袋的安全運行和使用壽命；另外，溫度過低則會導致除塵中煙氣濕度增大，容易產生粘結及孔隙堵塞，影響除塵效率和布袋使用壽命。因此，對該垃圾焚燒電廠來說，對出省煤器煙道進行適當改造，并將余熱進行合理回收，使進入除塵器前的排煙溫度穩定在200℃左右，是保證系統布袋除塵器能正常運行的重要前提。

回收余熱的利用上，電廠設計時通常是采用汽輪機末級抽氣來加熱空氣溫度，以提高系統的能源轉化效率。因此，通過對省煤器出口煙氣余熱的合理回收，并代替一部分或全部汽輪機抽氣來加熱入口空氣溫度，不僅可以解決除塵器前煙溫過高的問題，保證了系統的安全運行，同時減少了抽氣量，提高了電廠系統發電效率，更好地實現了能源的梯級利用和優化布局，具有一舉兩得的作用。

在煙氣溫度調整的過程中，考慮到煙溫的波動范圍較大，因此通常以最惡劣工況參數進行設計，且考慮一定的余量系數，當進換熱器前煙氣溫度較低時，可能會發生過度換熱使出口溫度偏低，不利于布袋除塵器的運行，因此，需要采取必要的措施或控制方法來實現在不同煙溫下仍能保證排煙溫度穩定在工藝要求的200℃范圍。

換熱器作為一種最常見的能源轉換設備，廣泛應用于工業余熱回收、工藝氣體冷卻、助燃風加熱等場合，由于換熱器設備在換熱前后滿足能量守恒，即換熱前后加熱工質的能量減少與冷卻工質能量的增加以及散熱三者之間保持平衡（由于散熱通常較小，可忽略），換熱器本身不具備儲能及熱功率調節的能力。因此，在煙氣側換熱功率隨煙氣溫度變化時，需要余熱回收系統也具有相應的換熱功率調節能力，以確保盈余的熱量能及時帶走，而又不會過多帶走。對于空氣側，則要求能將換熱過來的熱量及時吸收并帶走，故煙氣和空氣之間也存在一個能量平衡的問題。在換熱器設計過程中須考慮到兩個換熱器換熱能力的匹配，若熱量不能夠及時釋放，則循環系統會產生熱量的累積，最后可能無法實現排煙溫度的有效控制，導致控制失效，嚴重影響工廠的生產安全和設備的穩定運行。在系統的設計中，如果片面采取增大換熱面積余量的辦法，可以實現換熱量的匹配，但這會大大增加回收系統的改造成本，降低其經濟性。因此，采用合理的控制方法，需要在解決吸放熱工質間能量平衡的控制問題中，還要盡量提高改造系統的經濟性。

由此可見，單用一個換熱器的控制系統已不能滿足上述各參數控制需求，要在不同負荷和煙溫入口下仍能夠保持煙氣出口溫度相對穩定，則需基于換熱器出口煙氣溫度來控制煙氣擋板的開度、進而控制煙氣側的換熱功率，同時，在空氣側，換熱器的換熱功率同樣需要控制，其控制策略需確保系統吸放熱能量的匹配。控制系統的優化則主要體現在如何保證既盡可能多的回收煙氣余熱，又滿足排煙溫度要求，不影響后續工藝流程，同時還要保證系統運行經濟性和改造成本可行性，這就需要開發出一種基于出口煙氣溫度的余熱回收裝置及控制方法。

發明內容

針對上述存在的工程技術問題及工藝要求，本實用新型的目的是使進入布袋除塵器之前的煙氣溫度須嚴格控制在安全要求范圍內，當實際運行煙氣溫度一旦隨運行時間的變化而超出工藝所需的限定范圍時，對現有煙氣余熱進行回收并合理應用于加熱空氣工藝而提出的一種余熱回收裝置。

本實用新型的具體技術方案如下：