一种带空预器旁路省煤器的锅炉的排烟温度的修正方法与流程

1.本发明属于锅炉节能减排领域，具体为一种带空预器旁路省煤器的锅炉的排烟温度的修正方法。


背景技术：

2.排烟热损失是电站锅炉各项热损失中占比最高的一项，一般在5％～8％，占锅炉总热损失的80％甚至更高。影响排烟热损失的主要因素是锅炉的排烟温度。根据经验，排烟温度每升高10℃，排烟热损失增加约0.5～0.6个百分点。随着节能减排工作的深入推进，锅炉排烟余热利用越来越被重视。烟气余热利用改造在回收余热、节约能源的同时，也是电站锅炉环保改造的有益补充，通过降低排烟温度，降低飞灰比电阻，提高除尘器效率，降低烟尘排放浓度。
3.空预器旁路省煤器联合暖风器作为余热梯级利用的一种方式，在国内外锅炉机组上也已有较多应用，其原理就是将锅炉排烟中的余热进行回收用于加热锅炉进口空气温度，再通过空预器旁路省煤器加热部分凝结水和锅炉给水，将部分烟气热量返回到汽轮机热力系统，可减少部分汽轮机的回热抽汽，提高热循环效率，降低机组煤耗。
4.空预器旁路烟气量可以通过烟气旁路挡板进行调节，进一步可以通过调节进入旁路省煤器的凝结水和给水流量来调节旁路排烟温度，使得空预器和旁路混合后的排烟温度满足要求。当空预器进口烟气量和旁路烟气量分配比例偏离设计值后，空预器出口排烟温度、旁路排烟温度和空预器出口和旁路省煤器出口混合后的排烟温度均会偏离设计值，最终影响锅炉效率的计算及评价。修正后锅炉的排烟温度也即修正后空预器出口和旁路省煤器出口混合后的排烟温度作为评价锅炉运行经济性的重要指标。然而，gb和amse等相关性能试验标准并未提供针对带空预器旁路省煤器的锅炉的排烟温度的修正方法。
5.综上所述，现在亟需提供一种带空预器旁路省煤器的锅炉的排烟温度的修正方法，以解决现有技术中缺乏针对带空预器旁路省煤器的锅炉的排烟温度的修正方法，无法正确评价带空预器旁路省煤器的锅炉的运行经济性指标等技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种带空预器旁路省煤器的锅炉的排烟温度的修正方法，以解决现有技术中缺乏针对带空预器旁路省煤器的锅炉的排烟温度的修正方法，无法正确评价带空预器旁路省煤器的锅炉的运行经济性指标等技术问题。
7.为实现上述目的，本发明提供一种带空预器旁路省煤器的锅炉的排烟温度的修正方法，包括如下步骤：
8.s1、计算/实测锅炉出口总烟气量w
out
；
9.s2、计算旁路省煤器烟气量w
pg
；
10.s3、计算修正后空预器出口的排烟温度θ
′
py1
；
11.s4、计算修正后旁路省煤器出口的排烟温度θ
′
py2
；
12.s5、根据以上结果，按照以下公式计算修正后锅炉的排烟温度，也即修正后空预器出口和旁路省煤器出口混合后的排烟温度：
[0013][0014]
其中，θ
′
py1
、θ
′
py2
、θ
′
py
分别为修正后空预器出口的排烟温度、修正后旁路省煤器出口的排烟温度、修正后空预器出口和旁路省煤器出口混合后的排烟温度，单位为℃；w
pgd
为旁路省煤器的设计烟气量、w
outd
为空预器出口和旁路省煤器出口混合后的设计烟气量，单位为kg/h。
[0015]
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述步骤s1中锅炉出口总烟气量w
out
按gb/t 10184或asme ptc4标准中的方法计算或者实测得到。
[0016]
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述步骤s2中旁路省煤器烟气量w
pg
根据如下公式计算得出：
[0017][0018]
其中，w
s
为通过旁路省煤器的水侧流量，单位为kg/h；δh
s
为水侧焓值差，单位为kj/kg；δh
pg
为烟气侧焓值差，单位为kj/kg。
[0019]
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述步骤s3中按gb/t 10184或asme ptc4标准进行计算得到修正后空预器出口的排烟温度θ
′
py1
。
[0020]
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述步骤s3中计算修正后空预器出口的排烟温度θ
′
py1
时，需要对空预器出口的烟气量和x比偏离设计值进行修正。
[0021]
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述步骤s3中x比的计算公式为：
[0022][0023]
其中，x
r
表示x比，w
a
为出空预器的空气量，单位为kg/h；c
pa
为空气的定压比热，单位为kj/(kg
·
k)；w
g
为进入空预器的烟气量，单位为kg/h；c
pg
为烟气的定压比热，单位为kj/(kg
·
k)。
[0024]
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述步骤s4中计算修正后旁路省煤器出口的排烟温度θ
′
py2
，包括如下步骤：
[0025]
(1)为简化计算，不考虑旁路省煤器的漏风量和旁路省煤器的散热量；
[0026]
(2)调整旁路省煤器水侧进口温度和旁路省煤器水侧出口温度，以使实测值与设计值的偏差小于3℃；
[0027]
(3)根据旁路省煤器的热平衡关系式，得到如下公式：
[0028]
q
pg
＝q
s
＝q
dl
，
[0029]
其中，q
pg
、q
s
、q
dl
分别为旁路省煤器烟气侧换热量、旁路省煤器水侧换热量和旁路省煤器受热面的对流换热量，单位为kw；
[0030]
(4)烟气侧换热量q
pg
的计算公式如下：
[0031]
q
pg
＝w
pg
×
δh
pg
，
[0032]
其中，w
pg
为旁路省煤器烟气量，单位为kg/h；δh
pg
为烟气焓值差，单位为kj/kg；
[0033]
(5)旁路省煤器水侧换热量q
s
的计算公式如下：
[0034]
q
s
＝w
s
×
δh
s
，
[0035]
其中，w
s
为通过旁路省煤器的水侧流量，单位为kg/h；δh
s
为水侧焓值差，单位为kj/kg；
[0036]
(6)对流换热量q
dl
的计算公式如下：
[0037]
q
dl
＝k
×
a
×
δt
m
，
[0038]
其中，k为旁路省煤器的传热系数，单位为w/(m2·
k)；a为旁路省煤器的换热面积，单位为m2；δt
m
为对数平均温差，单位为℃；
[0039]
(7)烟气焓值差δh
pg
的计算公式如下：
[0040]
δh
pg
＝c
pg
×
(t
′
pg
‑
t
″
pg
)
[0041]
其中，c
pg
为烟气平均定压比热容，单位为kj/(kg
·
k)；t
′
pg
和t
″
pg
分别为烟气侧进口温度和烟气侧出口温度，单位为℃；
[0042]
(8)水侧焓值差δh
s
计算公式如下：
[0043]
δh
s
＝c
ps
×
(t
″
s
‑
t
′
s
)，
[0044]
其中，c
ps
为水的平均定压比热容，单位为kj/(kg
·
k)；t
′
s
和t
″
s
分别为水侧进口温度和水侧出口温度，单位为℃；
[0045]
(9)对数平均温差δt
m
计算公式如下：
[0046][0047]
(10)以旁路省煤器的设计烟气量、旁路省煤器的设计水侧流量和旁路省煤器的设计进水温度替代试验值后，代入旁路省煤器烟气侧和水侧热平衡关系式，可得如下公式：
[0048][0049]
其中，ξ为传热系数的修正系数；k
′
为根据修正后旁路省煤器出口的排烟温度θ
′
py2
得到的旁路省煤器的传热系数，单位为w/(m2·
k)，结合受热面的结构尺寸、烟气流速和烟气温度，查询《锅炉机组热力计算方法》线算图获得k
′
的具体数值；δt
′
m
为修正后的对数平均温差，单位为℃；q
pg
和q
′
pg
分别为试验工况下的旁路省煤器换热量和修正后的旁路省煤器换热量，单位为kw；
[0050]
根据上述公式，先假定修正后旁路省煤器出口的排烟温度θ
′
py2
的值，计算得出旁路省煤器烟气侧换热量q
′
pg
；然后，根据假定的修正后旁路省煤器出口的排烟温度θ
′
py2
的值，计算得出空预器旁路省煤器的水侧出口温度t
″
s
，进而计算得出修正后的对数平均温差δt
′
m
和旁路省煤器受热面的对流换热量q
′
dl
，再通过迭代计算，最终可求得修正后的旁路省煤器出口烟气温度θ
′
py2
。
[0051]
本发明的技术方案至少具有以下有益效果：
[0052]
根据本发明的带旁路省煤器的锅炉的排烟温度的修正方法，可准确计算锅炉空预器和旁路省煤器混合后的修正后排烟温度，对考核评价锅炉的排烟温度和旁路省煤器以及
空预器的性能、指导锅炉运行均具有重要意义。
附图说明
[0053]
图1为本发明中带空预器旁路省煤器系统的主要组成结构示意图；
[0054]
图2为本发明带空预器旁路省煤器的锅炉的排烟温度的修正方法的流程图。
[0055]
附图标记：1
‑
空气预热器，2
‑
旁路省煤器，21
‑
高压省煤器，22
‑
低压省煤器，3
‑
烟气调节挡板，4
‑
暖风器，5
‑
低温省煤器，a
‑
烟气，b
‑
一次风，c
‑
二次风。
具体实施方式
[0056]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0057]
请参阅附图2的示意，本发明提供一种带空预器旁路省煤器的锅炉的排烟温度的修正方法，包括如下步骤：
[0058]
s1、计算/实测锅炉出口总烟气量w
out
；
[0059]
s2、计算旁路省煤器烟气量w
pg
；
[0060]
s3、计算修正后空预器出口的排烟温度θ
′
py1
；
[0061]
s4、计算修正后旁路省煤器出口的排烟温度θ
′
py2
；
[0062]
s5、根据以上结果，按照以下公式计算修正后锅炉的排烟温度，也即修正后空预器出口和旁路省煤器出口混合后的排烟温度：
[0063][0064]
其中，θ
′
py1
、θ
′
py2
、θ
′
py
分别为修正后空预器出口的排烟温度、修正后旁路省煤器出口的排烟温度、修正后空预器出口和旁路省煤器出口混合后的排烟温度，单位为℃；w
pgd
为旁路省煤器的设计烟气量、w
outd
为空预器出口和旁路省煤器出口混合后的设计烟气量，单位为kg/h。
[0065]
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述步骤s1中锅炉出口总烟气量w
out
按gb/t 10184或asme ptc4标准中的方法计算或者实测得到。
[0066]
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述步骤s2中旁路省煤器烟气量w
pg
根据如下公式计算得出：
[0067][0068]
其中，w
s
为通过旁路省煤器的水侧流量，单位为kg/h；δh
s
为水侧焓值差，单位为kj/kg；δh
pg
为烟气侧焓值差，单位为kj/kg。
[0069]
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述步骤s3中按gb/t 10184或asme ptc4标准进行计算得到修正后空预器出口的排烟温度θ
′
py1
。
[0070]
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述步骤s3中计算修正后
空预器出口的排烟温度θ
′
py1
时，需要对空预器出口的烟气量和x比偏离设计值进行修正。
[0071]
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述步骤s3中x比的计算公式为：
[0072][0073]
其中，x
r
表示x比，w
a
为出空预器的空气量，单位为kg/h；c
pa
为空气的定压比热，单位为kj/(kg
·
k)；w
g
为进入空预器的烟气量，单位为kg/h；c
pg
为烟气定压比热，单位为kj/(kg
·
k)。
[0074]
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述步骤s4中计算修正后旁路省煤器出口的排烟温度θ
′
py2
，包括如下步骤：
[0075]
(1)为简化计算，不考虑旁路省煤器的漏风量和旁路省煤器的散热量；
[0076]
(2)调整旁路省煤器水侧进口温度和旁路省煤器水侧出口温度，以使实测值与设计值的偏差小于3℃；
[0077]
(3)根据旁路省煤器烟气侧和旁路省煤器水侧热平衡关系式，得到如下公式：
[0078]
q
pg
＝q
s
＝q
dl
，
[0079]
其中，q
pg
、q
s
、q
dl
分别为旁路省煤器烟气侧换热量、旁路省煤器水侧换热量和旁路省煤器受热面的对流换热量，单位为kw；
[0080]
(4)旁路省煤器烟气侧换热量q
pg
的计算公式如下：
[0081]
q
pg
＝w
pg
×
δh
pg
，
[0082]
其中，w
pg
为旁路省煤器烟气量，单位为kg/h；δh
pg
为烟气焓值差，单位为kj/kg。
[0083]
(5)旁路省煤器水侧换热量q
s
的计算公式如下：
[0084]
q
s
＝w
s
×
δh
s
，
[0085]
其中，w
s
为通过旁路省煤器的水侧流量，单位为kg/h；δh
s
为水侧焓值差，单位为kj/kg；
[0086]
(6)旁路省煤器受热面的对流换热量q
dl
的计算公式如下：
[0087]
q
dl
＝k
×
a
×
δt
m
，
[0088]
其中，k为旁路省煤器的传热系数，单位为w/(m2·
k)；a为旁路省煤器的换热面积，单位为m2；δt
m
为对数平均温差，单位为℃；
[0089]
(7)烟气焓值差δh
pg
的计算公式如下：
[0090]
δh
pg
＝c
pg
×
(t
′
pg
‑
t
″
pg
)
[0091]
其中，c
pg
为烟气平均定压比热容，单位为kj/(kg
·
k)；t
′
pg
和t
″
pg
分别为烟气侧进口温度和烟气侧出口温度，单位为℃；
[0092]
(8)水侧焓值差δh
s
计算公式如下：
[0093]
δh
s
＝c
ps
×
(t
″
s
‑
t
′
s
)，
[0094]
其中，c
ps
为水的平均定压比热容，单位为kj/(kg
·
k)；t
′
s
和t
″
s
分别为水侧进口温度和水侧出口温度，单位为℃；
[0095]
(9)对数平均温差δt
m
计算公式如下：
[0096][0097]
(10)以旁路省煤器的设计烟气量、旁路省煤器的设计水侧流量和旁路省煤器的设计进水温度替代试验值后，代入旁路省煤器烟气侧和水侧热平衡关系式，可得如下公式：
[0098][0099]
其中，ξ为传热系数的修正系数；k
′
为根据修正后旁路省煤器出口的排烟温度θ
′
py2
得到的旁路省煤器的传热系数，单位为w/(m2·
k)，结合受热面的结构尺寸、烟气流速和烟气温度，查询《锅炉机组热力计算方法》线算图获得k
′
的具体数值；δt
′
m
为修正后的对数平均温差，单位为℃；q
pg
和q
′
pg
分别为试验工况下的旁路省煤器换热量和修正后的旁路省煤器换热量，单位为kw；
[0100]
根据上述公式，先假定修正后旁路省煤器出口的排烟温度θ
′
py2
的值，计算得出旁路省煤器烟气侧换热量q
′
pg
。然后，根据假定的修正后旁路省煤器出口的排烟温度θ
′
py2
的值，计算得出空预器旁路省煤器的水侧出口温度t
″
s
，进而计算得出修正后的对数平均温差δt
′
m
和对流换热量q
′
dl
，再通过迭代计算，最终可求得修正后的旁路省煤器出口烟气温度θ
′
py2
。也即先假定修正后假定旁路省煤器出口的排烟温度θ
′
py2
的值，然后进行迭代计算，逐步逼近，最后获得修正后旁路省煤器出口的排烟温度θ
′
py2
的值。
[0101]
根据上述一种带空预器旁路省煤器的锅炉的排烟温度的修正方法，可准确计算锅炉空预器和旁路省煤器混合后的修正后排烟温度，对考核评价锅炉的排烟温度和旁路省煤器以及空预器的性能、指导锅炉运行均具有重要意义。
[0102]
参照附图1的示意，本发明中的空预器旁路省煤器由高压省煤器和低压省煤器组成，烟气分两路分别进入空预器和旁路省煤器，换热后混合。尾部烟道布置低温省煤器，将烟气余热吸收后再通过暖风器加热二次风。
[0103]
在本实施例中，采用上述的带空预器旁路省煤器的锅炉排烟温度的修正方法，对带有附图1中空预器旁路省煤器的锅炉，计算修正后锅炉出口的排烟温度，也即修正后空预器出口和旁路省煤器出口混合后的排烟温度，计算所得到的各项指标的具体数值如下表1所示。
[0104]
表1带空预器旁路省煤器的锅炉排烟温度修正计算表
[0105][0106][0107]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。