一种防止省煤器受热面低温腐蚀的装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，属于锅炉【技术领域】。本发明包括省煤器系统管路、锅筒和混合器，所述锅筒内的蒸汽侧设有换热器，所述换热器的进水口连接有换热器进水管，所述换热器进水管连接于给水操纵台上，所述换热器的出水口连接有换热器回水管，所述换热器回水管连接到混合器上，所述混合器上还连接有进水管，所述进水管连接于给水操纵台上，所述混合器的出口连接到省煤器的省煤器进口集箱上，所述省煤器的省煤器出口集箱通过锅筒给水管连接于锅筒内。本发明可使省煤器进口端的金属壁温高于150度，从而可使最薄弱的省煤器进口端免受低温腐蚀，提高了省煤器的金属壁温，使整个省煤器可防止省煤器受热面低温腐蚀的现象。
【专利说明】一种防止省煤器受热面低温腐蚀的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物质直燃锅炉【技术领域】，尤其是一种防止省煤器受热面低温腐蚀的技术。
【背景技术】
[0002]目前，生物质直燃锅炉在国内已经得到应用和推广，但是由于生物质燃料供给不足等原因，锅炉常年不能在B-MCR下满负荷工作，这就使得汽机不能满负荷工作，连带造成锅炉给水温度常年低于设计值(一般均不低于150°C)，而金属壁温一旦低于150°C，低温腐蚀速度将呈几何倍数增加，对省煤器造成腐蚀加剧现象，爆管频繁，锅炉连续运行时间大幅缩短，给电厂经济性造成损失。目前，国内的锅炉技术中，还没有保护省煤器免受低温腐蚀困扰的好办法，遇到这样的情况很普遍，在这样的工况下，省煤器只能被动地接受低温腐蚀。
【发明内容】
[0003]本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，在省煤器中介质温度最低点的省煤器进口端，将省煤器进口水温提高到低温腐蚀速度加剧的临界点150°C，使省煤器进口端的金属壁温高于150度，从而可使最薄弱的省煤器进口端免受低温腐蚀，提高了省煤器的金属壁温，使整个省煤器可防止省煤器受热面低温腐蚀的现象。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
本发明的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，包括省煤器、锅筒和混合器，所述锅筒内的蒸汽侧设有换热器，所述换热器的进水口连接有换热器进水管，所述换热器进水管连接于给水操纵台上，所述换热器的出水口连接有换热器回水管，所述换热器回水管连接到混合器上，所述混合器上还连接有进水管，所述进水管连接于给水操纵台上，所述混合器的出口连接到省煤器的省煤器进口集箱上，所述省煤器的省煤器出口集箱通过锅筒给水管连接于锅筒内。
[0005]由于采用了上述结构，锅筒是将饱和状态的汽水混合物分离成水和蒸汽的设备，锅筒内部的下半部分贮存饱和水，上半部分充满饱和蒸汽，从传热学的角度看，蒸汽的传热系数比水的传热系数大得多，热交换器设置在蒸汽侧，也即在锅筒内部的上半部分内布置换热器金属利用率最高，给水操纵台用于控制向混合器与换热器的冷水供给，换热器进水管可将经过给水操纵台后的冷水供入到转热器中，换热器可将供给的冷水在锅筒中进行加热，换热器的受热面可根据需要通过计算获得，经过锅筒内的加热，冷水在换热器中变为热水，热水可从换热器回水管流回至混合器中，另外在混合器上通过进水管连接到了给水操作台上，使得混合器中既有冷水供给，也有被加热后的热水供给，且在混合器中进行混合后达到150° C以上，使得在混合器内，被锅筒蒸汽加热的给水与没有加热的给水混合均匀并达到150° C以上，然后再150° C以上的热水一起送入到省煤器进口集箱中，使省煤器进口端的金属壁温高于150度，从而可使最薄弱的省煤器进口端免受低温腐蚀，提高了省煤器的金属壁温，使整个省煤器可防止省煤器受热面低温腐蚀的现象。当经锅炉给水温度过低，锅筒中被加热后的热水温度再加入冷水，可能造成混合器中的水温在150° C以下时，此时可关闭混合器进水管上的阀门，使得给水100%全部经过锅筒被加热，再进入到混合器中，从而可使最薄弱的省煤器进口端免受低温腐蚀。本发明中的换热器按照最大流量工况(100%给水全部经过锅筒)设计，水温可以由105°C加热到150°C设计，受热面考虑一定的裕度，确保在极端情况下，经过除氧器的给水可以被加热到150°C，防止低温腐蚀在省煤器区域发生。
[0006]本发明的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，所述换热器设置于锅筒内的上半部分内，所述换热器的上方设有均汽板，所述换热器的下方设有蒸汽清洗装置，所述蒸汽清洗装置的下方设有旋风分离器，所述旋风分离器上连接有锅筒给水管，所述旋风分离器的下方设有集中下降管。
[0007]锅筒是将饱和状态的汽水混合物分离成水和蒸汽的设备，锅筒内部的下半部分贮存饱和水，上半部分充满饱和蒸汽，从传热学的角度看，蒸汽的传热系数远比水的传热系数大得多，在锅筒内部的上半部分内布置换热器金属利用率最高，因此选择将锅筒内的饱和蒸汽作为热交换的热源，且热交换器设置在蒸汽侧，也即热交换器位于旋风分离器的上方，由于采用了上述结构，使旋风分离器分离出的饱和蒸汽，对换热器中通过的冷水进行加热，由热转换计算，可方便快捷地算出换热器的中受热面的大小，便于设计出换热器。锅筒给水管向锅筒提供给水，锅筒内的水通过集中下降管进入炉膛蒸发受热面，在该处进行换热，获得热量以后变为汽水混合物，经过汽水连接管回到锅筒，整个循环的动力来自集中下降管内的水与蒸发受热面中的汽水混合物的密度差，由此形成自然循环。汽水连接管向旋风分离器中供入汽水混合物，旋风分离器可将汽水混合物分离为饱和蒸汽和水，其中的饱和蒸汽经蒸汽清洗装置进行清洗过后，对换热器进行加热，可获得最大的传热系数，即最大的换热效率，使换热器金属利用率达到最大。经过换热器换热后，部分蒸汽冷凝成水，有的成为水滴挂在换热器管壁下方，越积越大，当达到一定程度，即落入锅筒下方水空间，一部分随蒸汽一起上升，在经过换热器上部的均汽板时，被分离出来，再次落入水空间，从而保证饱和蒸汽品质合格，确保汽轮机安全运行；而被旋风分离器分离过后的水会聚集于其下方的集中下降管中，由下降管分配入炉膛蒸发受热面加热，然后再次回到锅筒，整个过程动力来自集中下降管中饱和水与蒸发受热面中饱和的汽水混合物的密度差，从而形成自然循环。本发明中的换热器按照最大流量工况(100%给水全部经过锅筒)设计，水温可以由105°C加热到150°C设计，受热面考虑一定的裕度，确保在极端情况下，经过除氧器的给水可以被加热到150°C，防止低温腐蚀在省煤器区域发生。
[0008]本发明的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，所述集中下降管上连接有再循环管，所述再循环管连接到混合器的进水管上。
[0009]由于采用了上述结构，经过锅筒内汽水分离后的液体，汇集在锅筒内底部的集中下降管中排出，其中在集中下降管的侧壁上连接有再循环管。锅炉在启动初期，由于省煤器中的水没有流动的动力来源，处理静止状态，经过高温烟气加热，比容发生变化，容易造成水击现象，对省煤器管壁造成损害。这样的布置形式，使得省煤器中的水能够通过再循环管与锅筒之间形成自然循环回路，防治水击现象的发生。[0010]本发明的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，所述换热器的受热面采用卧式布置于蒸汽清洗装置上方。
[0011]由于采用了上述结构，换热器的受热面采用卧式布置形式，饱和蒸汽从下向上流经受热面，放热后凝结成水滴留下回到水域，没有凝结的蒸汽流过换热器之后经过二次分离离开锅筒去往过热器系统。
[0012]本发明的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，所述混合器的出口处设有测水温用的热电偶。
[0013]由于采用了上述结构，在混合器内，被锅筒蒸汽加热的给水与没有加热的给水混合均匀，然后一起进入省煤器进口集箱，经混合器混合后的给水在离开混合器之前，需要由热电偶测量其水温，确保进入省煤器进口集箱的给水温度在150°C以上，同时也便于操作者对进入换热器的水量进行控制，从而确保给水在混合器内混合后达到150° C以上的温度，从而使省煤器进口端的金属壁温高于150度，从而可使最薄弱的省煤器进口端免受低温腐蚀，提高了省煤器的金属壁温，使整个省煤器可防止省煤器受热面低温腐蚀的现象。
[0014]本发明的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，所述换热器进水管上设有调节阀，所述换热器回水管上设有止回阀。
[0015]由于采用了上述结构，止回阀可有效地避免混合器中的水倒流进入换热器，在换热器进水管上的调节阀，可对进入锅筒内换热器的水流量进行调节，最终确保在混合器内混合后的水温在150° C以上。
[0016]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的被加热的水经过有益效果是:
1、本发明的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，结构简单，操作简便，使用便捷，可有效地防止省煤器受热面低温腐蚀，适合在锅炉【技术领域】推广应用。
[0017]2、本发明的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，在省煤器中介质温度最低点的省煤器进口端，将省煤器进口水温提高到低温腐蚀速度加剧的临界点150°C，使省煤器进口端的金属壁温高于150度，从而可使最薄弱的省煤器进口端免受低温腐蚀，提高了省煤器的金属壁温，使整个省煤器可防止省煤器受热面低温腐蚀的现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中锅筒的结构示意图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是本发明中金属腐蚀速度与金属壁温的关系示意图。
[0019]图中标记:1_锅筒、2-混合器、3-省煤器、3-1-省煤器进口集箱、3-2-省煤器出口集箱、4-热电偶、5-换热器进水管、6-换热器回水管、7-锅筒给水管、8-集中下降管、9-再循环管、10-调节阀、11-止回阀、12-给水操纵台、13-换热器、14-均汽板、15-蒸汽清洗装置、16-旋风分离器。
【具体实施方式】
[0020]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0021]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0022]本发明的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，与常规燃煤锅炉经常遭遇硫腐蚀不同，生物质锅炉的腐蚀主要来自元素氯，见图4，金属表面(管壁)温度(°C )。
[0023]由图可知，在150°C以下的低温段，主要是电化学腐蚀，金属腐蚀速度很快。因此，本发明为了解决低温腐蚀问题，就从低温腐蚀速度加剧的原因之一——金属壁温着手，解决省煤器低温腐蚀难题。
[0024]省煤器的受热面金属壁温，取决于以下几方面的因素:烟气温度、介质温度、烟气流速、介质流速、金属材料等:其中烟气温度对金属壁温的影响较小；烟气流速受风机选型经济性以及受热面磨损所带来的更换成本影响较大，已经形成性价比最高的烟速最佳范围；介质流速受沿程阻力影响大，较大的流速固然能在一定程度上降低金属壁温，但是将增加给水泵的功率，较大的水泵和风机功率将增加运行成本，降低电厂经济性；金属材料是按照产品性价比最高原则选取的，不可轻易变动；介质温度对金属壁温影响最大。
[0025]综上所述，本发明利用影响金属壁温最为明显的介质温度，特别地考虑了省煤器介质温度最低点位于省煤器进口端，该处正是低温腐蚀的薄弱环节，只要将省煤器进口水温提高到低温腐蚀速度加剧的临界点150°C，而该处烟气温度必定高于150°C，这样该处金属壁温一定高于150°C，从而避免低温腐蚀。
[0026]如图1、图2和图3所示，本发明的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，包括省煤器3、锅筒I和混合器2，所述锅筒I内的蒸汽侧设有换热器13，其中所述换热器13设置于锅筒I内的上半部分内，其中所述换热器13的受热面采用卧式布置于蒸汽清洗装置15上方，所述换热器13的上方设有均汽板14，所述换热器13的下方设有蒸汽清洗装置15，所述蒸汽清洗装置15的下方设有旋风分离器16，所述锅筒上方蒸汽空间设置有锅筒给水管7，所述旋风分离器16的下方设有集中下降管8，所述集中下降管8上连接有再循环管9，所述再循环管9连接到混合器2的进水管上，所述换热器13的进水口连接有换热器进水管5，所述换热器进水管5连接于给水操纵台12上，述换热器进水管5上设有调节阀10，所述换热器13的出水口连接有换热器回水管6，所述换热器回水管6连接到混合器2上，所述换热器回水管6上设有止回阀11，所述混合器2上还连接有进水管，所述进水管连接于给水操纵台12上，所述混合器2的出口连接到省煤器3的省煤器进口集箱3-1上，其中所述混合器2的出口处设有测水温用的热电偶4，所述省煤器3的省煤器出口集箱3-2通过锅筒给水管7连接于锅筒I内。
[0027]本发明中的换热器的受热面采用卧式布置形式，饱和蒸汽从下向上流经受热面，放热后凝结成水滴留下回到水域，没有凝结的蒸汽流过换热器之后经过二次分离离开锅筒去往过热器系统。
[0028]本发明的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，从主给水干道分流，部分给水直接去锅筒，管路上设置调节阀对去往锅筒内换热器的水流量进行调节。给水在锅筒内与经过一次分离的饱和蒸汽进行热交换被加热到一定温度后，离开锅筒去往混合器。在混合器内，被锅筒蒸汽加热的给水与没有加热的给水混合均匀，然后一起进入省煤器进口集箱，混合后的省煤器给水在离开混合器之前由热电偶测量水温，通过调节去往锅筒的给水管路的调节阀调节去往锅筒内换热器的水流量。当锅炉给水温度过低时，可以将主给水去往混合器管道上的电动截止阀关闭，使得给水100%全部经过锅筒。
[0029]本发明中，锅筒是将饱和状态的汽水混合物分离成水和蒸汽的设备，锅筒内部的下半部分贮存饱和水，上半部分充满饱和蒸汽，从传热学的角度看，蒸汽的传热系数比水的传热系数远大得多，热交换器设置在蒸汽侧，也即在锅筒内部的上半部分内布置换热器金属利用率最高，给水操纵台用于控制向混合器与换热器的冷水供给，换热器进水管可将经过给水操纵台后的冷水供入到换热器中，换热器可将供给的冷水在锅筒中进行加热，换热器的受热面可根据需要通过计算获得，经过锅筒内的加热，冷水在换热器中变为热水，热水可从换热器回水管流回至混合器中，另外在混合器上通过进水管连接到了给水操作台上，使得混合器中既有冷水供给，也有被加热后的热水供给，且在混合器中进行混合后达到150° C以上，然后再150° C以上的热水一起送入到省煤器进口集箱中，使省煤器进口端的金属壁温高于150度，从而可使最薄弱的省煤器进口端免受低温腐蚀，提高了省煤器的金属壁温，使整个省煤器可防止省煤器受热面低温腐蚀的现象。当经锅炉给水温度过低，锅筒中被加热后的热水温度再加入冷水，可能造成混合器中的水温在150° C以下时，此时可关闭混合器进水管上的阀门，使得给水100%全部经过锅筒被加热，再进入到混合器中，从而可使最薄弱的省煤器进口端免受低温腐蚀。本发明中的换热器按照最大流量工况(100%给水全部经过锅筒)设计，水温可以由105°C加热到150°C设计，受热面考虑一定的裕度，确保在极端情况下，经过除氧器的给水可以被加热到150°C，防止低温腐蚀在省煤器区域发生。
[0030]本发明的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，在省煤器中介质温度最低点的省煤器进口端，将省煤器进口水温提高到低温腐蚀速度加剧的临界点150°C，使省煤器进口端的金属壁温高于150度，从而可使最薄弱的省煤器进口端免受低温腐蚀，提高了省煤器的金属壁温，使整个省煤器可防止省煤器受热面低温腐蚀的现象。
[0031]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【权利要求】
1.一种防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，其特征在于:它包括省煤器(3)、锅筒(I)和混合器(2)，所述锅筒(I)内的蒸汽侧设有换热器(13)，所述换热器(13)的进水口连接有换热器进水管(5)，所述换热器进水管(5)连接于给水操纵台(12)上，所述换热器(13)的出水口连接有换热器回水管(6)，所述换热器回水管(6)连接到混合器(2)上，所述混合器(2)上还连接有进水管，所述进水管连接于给水操纵台(12)上，所述混合器(2)的出口连接到省煤器(3)的省煤器进口集箱(3-1)上，所述省煤器(3)的省煤器出口集箱(3-2)通过锅筒给水管(7)连接于锅筒(I)内。
2.如权利要求1所述的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，其特征在于:所述换热器(13)设置于锅筒(I)内的上半部分内，所述换热器(13)的上方设有均汽板(14)，所述换热器(13)的下方设有蒸汽清洗装置(15)，所述蒸汽清洗装置(15)的下方设有旋风分离器(16)，所述旋风分离器(16)上连接有锅筒给水管(7)，所述旋风分离器(16)的下方设有集中下降管(8)。
3.如权利要求2所述的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，其特征在于:所述集中下降管(8 )上连接有再循环管(9 )，所述再循环管(9 )连接到混合器(2 )的进水管上。
4.如权利要求2所述的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，其特征在于:所述换热器(13)的受热面采用卧式布置于蒸汽清洗装置(15)上方。
5.如权利要求1至4之一所述的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，其特征在于:所述混合器(2)的出口处设有测水温用的热电偶(4)。
6.如权利要求5所述的防止省煤器受热面低温腐蚀的装置，其特征在于:所述换热器进水管(5)上设有调节阀(10)，所述换热器回水管(6)上设有止回阀(11)。
【文档编号】F22D1/00GK103727519SQ201310509798
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】蔡文钢, 邱竑翔 申请人:华西能源工业股份有限公司