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搪玻璃热管换热低温省煤器技术在烟气余热利用领域的应用越节能工程有司产品设计理念应用简单方式解决复杂问题利用余热价值实现碧水蓝天内容概述第一部分严峻的形势第二部分余热梯级利用1产品特色2设备制造3产品安装4运行维护第三部分与同类产品比较第四部分技术经济分析及相关专题分析电力是现代文明的代表，现代人们生产、生活如果没有电将会不可想象。而我国的一次能源主要是燃煤，电力的生产需要大量的燃煤。•燃煤的电力生产既需要燃烧大量的煤炭而产生各种污染物，但电力又是现代社会不可或缺的优质能源和清洁能源。•为了减少分散的燃煤生产、生活方式对环境的污染，人们将会更多的使用电力，因此电力生产即是优质能源的提供者又是污染物的治理者。火电行业存在的现状•电站锅炉排烟温度偏高现状•设计和运行条件差别•运行值普遍偏高，高于设计值约20~50℃。•排烟温度高的负面影响锅炉效率降低除尘效率降低脱硫耗水量增加搪玻璃热管换热低温省煤器技术在烟气余热利用领域的应用解决几大问题：1.排烟温度高,提高热利用率；2.提高除尘效率、降低SO2排放浓度；3.减少脱硫耗水量；4.解决低温腐蚀、积灰问题。排烟温度偏高解决办法改造省煤器和改造空预器脱硫系统采用GGH加装低温省煤器GGH存在的问题换热空间堵塞、GGH漏风GGH耗电量增大，增压风机电耗增大目前GGH将被淘汰加装低温省煤器双H型低温省煤器—ND钢（09CrCuSb)材质磨损严重抗腐蚀能力差积灰严重搪玻璃热管低温省煤器•解决低温腐蚀——使用寿命长；•耐磨；•光管不容易积灰（搪瓷不挂灰）；•热管独立作业，安全系数高；•取水温度不受限制；•设备停运无需维护。搪玻璃热管式低温换热与ND钢H型翅片类产品优势产品制造成本运行寿命运行方式结构形式布置形式后期维护安全性能搪玻璃热管式较低8年简单单支独立作业灵活布置有损坏不影响运行ND钢H型翅片式重量大成本高较短需进行壁温监测蛇形管排组需一定空间定期有损坏需成组隔离搪玻璃热管换热器结构示意图搪玻璃热管式低温换热与其它同类产品优势钢-水重力热管重力管的特点*不需要吸液芯，制作简单，成本低廉——具有良好的传热性能*管内的工质通过液---汽相变传递潜热——工作可靠根据重力热管具有的特点，国内作为余热回收用的热管换热器大多数采用这种形式的热管。热管换热技术的应用1970年后，热管性能研究。空间飞行器、高温热管及可控硅散热方面应用研究。1976年12月7日，在卫星上首次应用热管取得了成功；我国气象卫星也应用了热管，取得了预期的效果。1980年后，热管研究重点转向节能及能源利用领域。相继开发了气-气式热管换热器、热管余热锅炉、高温热管蒸汽发生器、高温热管热风炉等。从1987到1991年．我国先后在四川、福建、北京、浙江、河北等地8台130t／h以上电站锅炉上应用了大型热管换热器，回收烟气余热加热锅炉鼓风空气。1990年后，碳钢——水两相闭式热虹吸管研究走在世界前列。热管研究及应用领域不断拓宽，航天、化工、动力、冶金、建筑、食品等几乎各个领域。我国的热管技术工业化应用的开发研究发展迅速，学术交流活动也十分活跃。1983年哈尔滨第一届全国热管会议直到2010年深圳第十二届全国热管会议，推动我国热管事业发展。模拟仿真机已经实施的项目现场低温省煤器的利用方案•低温省煤器的利用方案•第一种方案•将凝汽器出口冷凝水引入低温省煤器，经过与烟气换热，可将冷凝水加热到95℃后，再送回低温加热器，以减少低温加热器的用气量。减少对汽轮机的抽气量，达到节能的目的。•第二种方案•对于承担供热任务的热电联产的电厂，可以将低温省煤器并联到热网中，在供热期间可将供热回水引入低温省煤器加热供热回水，提升温度的回水在送入热交换站进一步加热到供水温度送出，可以减少热交换站的用汽。•在非供热期间可转换到第一种方案。•第三种方案•对于单纯供热场站则可直接采用第二种方案实施。低温省煤器的利用方案•低温省煤器的利用方案•第一种方案•将锅炉低温加热器的60℃冷凝水引入低温省煤器，经过与烟气换热，可将冷凝水加热到95℃后，再送回下一级低温加热器，以减少低温加热器的用气量。减少对汽轮机的抽气量，达到节能的目的。•第二种方案•对于承担供热任务的热电联产的电厂，可以将低温省煤器并联到热网中，在供热期间可将供热回水引入低温省煤器加热供热回水，提升温度的回水在送入热交换站进一步加热到供水温度送出，可以减少热交换站的用汽。•在非供热期间可转换到第一种方案。•第三种方案•对于单纯供热场站则可直接采用第二种方案实施。余热梯级利用案例基于并联方式进回水位置优化设备运行过程中只需远程控制入口阀开度，其余部分采用公司配备自控柜自动控制。运行参数与DCS系统衔接，实时监测。根据不同用户需求组态相关逻辑。低温省煤器后的烟道进行防腐处理。最简洁的运行维护模式工欲善其事必先利其器先进的工艺国内独有的搪瓷流水线采用自行研发瓷釉，配合静电湿法喷涂、静电干法喷涂，立式地上电控炉窑。两搪一烧方式，自动化输送一次完成。各工序间自动输送，日产量5000支。搪玻璃在低温烟气环境下的防腐技术优势搪玻璃与碳钢腐蚀对比试验10%H2S4(硫酸）侵泡30天10%HCI(盐酸）侵泡30天搪玻璃试片碳钢试片搪玻璃试片碳钢试片说明：本试验由国电电力建设研究院于2006年7月30日至8月30日完成检验报告搪玻璃热管表面理化技术指标项目检测标准试验条件主要设备企标欧标耐硫酸性能GB/T7989-200330%硫酸液中煮沸48h耐酸装置，分析天平失重不大于1.566g/m2耐柠檬酸GB/T9989-2005100g/l的柠檬酸室温下腐蚀15mm试剂不低于AA级AA级耐沸水ISO2744-1998在沸腾的蒸馏水中试验48h耐酸装置，分析天平失重不大于1.8g/m248小时侵蚀量不大于3.5克/平方米耐蒸汽ISO2744-1998受蒸馏水蒸汽48h耐酸装置，分析天平失重不大于2g/m2针孔试验GB/T7993-20021000V电火花试验全通过急冷试验GB/T7987-2003加热到360℃时，即刻放入水中耐热试验装置、电炉5次无变化5次无变化热急变试验GB/T7987-2003加热到500℃，即刻放入空气中耐热试验装置、电炉5次无变化5次无变化密着力试验1GB/T7990-2002F36.5mm钢球（200g）450mm高度自由落下密着仪无明显破坏2级密着力试验2GB/T7990-20022.1kg子弹头状钢柱自750mm高度落下密着仪网状或丝状外观Q/HY01-2011目测搪瓷面色泽均匀一致，无目测缺陷采用模块化组装模式，利于维护、方便运行。采用模块化设计适用于各种尺寸、部位合理分布，安装对设备主体无破坏性、占地面积相对较小搪玻璃热管式低温省煤器的优越性•1.锅炉排烟温度降低幅度大，电厂经济收益高•由于搪玻璃热管式低温省煤器耐低温腐蚀，可以将排烟温度降低到80℃左右（该温度为脱硫塔最佳反应温度），排烟温度降幅40℃以上，机组供电标准煤耗率降低2g/kw·h以上，1台300MW机组年可节约标煤4000吨左右。•2.搪玻璃耐低温腐蚀•搪玻璃热管式低温省煤器是在换热管表面进行搪玻璃处理。搪玻璃（又称为化工搪瓷），是将以二氧化硅为主的无机材料经过高温熔化而成的釉料涂搪在金属表面并经过高温烧制的金属与无机材料而成的复合材料，即可以保留金属原有的优良传热特性，又能保证金属耐腐蚀，特别是低温酸性对金属的腐蚀。•3.热管技术高效换热•热管传热技术随着近年来对余热利用的需要，已得到广泛应用。特别是通过其自身工质相变传热特点，可以高效的回收烟气余热。热管低温省煤器是由若干支独立的热管组成换热单元，每支热管独立完成换热工作，因此有效地保证了低温省煤器整体的安全。由于热管是通过自身管内工质在受热和放热之间相变完成换热过程，因此无需外源动力消耗。•由于热管换热器是通过管内工质通过相变进行换热，没有旋转装置，因此该换热系统没有漏风的隐患，可避免工作区域环境的二次污染。•4.搪玻璃热管式低温省煤器不易积灰•搪玻璃低温省煤器布置在除尘器与脱硫塔之间的烟道中，流经低温省煤器的烟气已经过除尘器除尘，烟气中的灰尘很少。低温省煤器换热管由于经过了搪玻璃处理，换热管的金属不能与烟气中的腐蚀物质发生反应且表面光滑，所以低温省煤器不易积灰。•5.有利于脱硫装置的安全可靠性运行，节约脱硫耗水量•湿法烟气脱硫装置吸收塔内壁防腐材料、玻璃钢喷淋层和聚丙烯（PP）除雾器等塔内件，耐温许可温度要求＜80℃，而吸收塔正常运行温度在50℃左右，才能满足工况要求。为了保障脱硫装置设备安全，在脱硫装置入口烟道设置高温烟气冷却降温措施是必要的，常规的方法是采用喷水降温的方法，此方法的劣势在于浪费水资源和能量。将搪玻璃热管式低温省煤器布置在脱硫设备前面，把烟气温度从设计烟温降到80℃左右，保证了脱硫装置的安全可靠性运行，且节约了脱硫装置喷水量，300MW可节约喷水20t/h以上。•6.对于锅炉燃烧和传热不会产生任何不利影响•由于低温省煤器布置于锅炉的最后一级受热面（空气预热器）后面，因此，它的传热行为对于锅炉的一切受热面的传热均不发生影响。因此既不会降低入炉热风温度而影响锅炉燃烧，也不会使空气预热器的传热量减少，从而反弹排烟温度的降低效果。•7．具有良好的煤种和季节适应性•锅炉的低温省煤器的出口烟气温度可以根据季节和煤质进行调节，以实现节约煤耗的要求。•8．采用低温省煤器系统，可以充分利用锅炉本体以外的场地空间，布置所需的受热面，并留有足够的检修空间，检修方便。低温省煤器应用的优势在火电厂空预器之后到静电除尘器之前安装低温省煤器可以降低飞灰的比电阻，有效地提高静电除尘效率在烟温为150℃工况下，经换热装置后的降温幅度平均可达到50℃以上，烟气粉尘比电阻下降明显。除尘器性能测试表明：在增设换热装置后，粉尘排放从原约50mg/Nm3下降到20mg/Nm3，除尘效率有效提高。SO3脱除测试表明：在增设换热装置后,SO3脱除率达到73.78%。降温冷却后的烟气流量可缩减10%，可提高静电除尘器的功率；低温省煤器对湿法脱硫的作用对于在火电厂普遍应用的湿法脱硫工艺和设备温度是至关重要的，高于80℃的烟气温度会降低脱硫效果且对脱硫塔内衬具有破坏作用。为了保证脱硫效果和保护内衬，需要大量的喷水降温或增大脱硫工作液的循环量。这就增加了脱硫用水量，并增加了脱硫设备的负荷。解决方案：在除尘器之前安装的低温省煤器将原始烟气降低后，在引风机之后与脱硫塔之前再安装一组低温省煤器，将烟气温度进一步降低到80℃。其效果是既可以提高脱硫效率又可节约大量的水资源和设备运行费用。防止低温省煤器磨损的措施•省煤器的磨损问题是国内外各电厂锅炉普遍存在的问题，因此也是本次技术改造重要考虑的问题。•将低温省煤器受热面布置在电除尘器之后，烟气中的绝大部分（99.9％）的灰分被电除尘分离，流经低温省煤器受热面的烟气中只含有微量细灰，为避免低温省煤器受热面磨损创造了有利的环境条件。•采用大管径管，由于磨损速度反比于管径的一次方，可有效减轻受热面的磨损。•烟道内部烟气动力场经过数值模拟优化处理，防止烟气偏流、局部漩涡现象的产生。•在低温省煤器前面几排管子设计安装防磨设施。防止低温省煤器低温腐蚀的措施•将低温省煤器换热管外表面搪玻璃防腐。化工搪瓷是将以二氧化硅为主的无机材料经过高温熔化而成的釉料涂搪在金属表面并经过高温烧制的金属与无机材料而成的复合材料，可以防止换热管低温腐蚀。•低温省煤器采用热管方式，每根换热管独立运行，即使有少量换热管低温腐蚀泄露，低温省煤器仍可安全运行。•低温省煤器热力系统设有出口烟气测点，可通过调节低温省煤器水量将出口烟温控制在设计值，防止低温省煤器后续设备低温腐蚀。防止低温省煤器积灰的措施•将低温省煤器受热面布置在电除尘器之后，烟气中的绝大部分（99.9％）的灰分被电除尘分离。•设计合适的烟速，保证将烟气中灰分带出。•设有吹灰器，可以定期对低温省煤器受热面进行吹扫。•对热管进行光管设计，从结构上利于减少积灰。安装低温省煤器对机组热力系统运行的影响•1对脱硫系统运行的影响•