一种基于热管式换热器的烟气余热梯级利用系统的制作方法

本技术涉及烟气余热利用，具体来说涉及一种基于热管式换热器的烟气余热梯级利用系统。

背景技术：

1、我国火力发电厂中，锅炉的排烟热损失占锅炉总热损失的60％～70％，排烟温度每上升10℃，锅炉效率就下降0.6％～1.0％，相应增多耗煤1.2％～2.4％，造成大量能源浪费。随着节能减排的要求日益严格，提高烟气余热利用率，降低排烟温度已成为提高机组效率的重要途径。

2、目前，大型燃煤电站锅炉的空气预热器排烟温度一般在115℃～150℃，而空气预热器后的电除尘装置一般要求进口烟温在80℃～90℃，很多电厂采用烟气余热利用技术，应用最为广泛的是在在空气预热器和电除尘器之间设置低温省煤器加热凝结水降低烟气温度，但受限于较低温度的烟气余热利用区，常规低温省煤器仅限于加热较低温度的凝结水，排挤低品位的汽轮机抽汽，但不改变空气预热器及其之前的烟道布置，并不能够实现烟气热量的充分梯级利用，节能效果十分有限，同时，低温省煤器设置电除尘器之前的高尘区，管壁磨损严重，烟气温度降低后导致空气预热器发生低温腐蚀现象，传统的低温省煤器还存在磨损泄露、局部腐蚀和受热面积灰等问题，不能满足系统稳定高效运行的要求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种基于热管式换热器的烟气余热梯级利用系统，以实现锅炉机组长期稳定运行。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种基于热管式换热器的烟气余热梯级利用系统，包括热管换热器，其包括凝结水-烟气换热器和热媒水-烟气换热器，其中：

4、凝结水-烟气换热器与空气预热器连接；

5、通过热媒水-烟气换热器使凝结水-烟气换热器与电除尘器连接；

6、低压加热器凝结水管路与所述凝结水-烟气换热器的热媒通道连接的锅炉；

7、冷空气加热的热媒水暖风器与热媒水-烟气换热器的热媒通道连接的空气预热器。

8、作为优选的，还包括与所述热媒水-烟气换热器的冷端连接的第一风暖风器和第二风暖风器的热端连接以形成热媒水闭式循环回路；

9、其中，所述热媒水-烟气换热器的冷端入口设有第一入口阀，而冷端出口设有第二出口阀；

10、所述第一风暖风器的冷端入口连接第一风机的冷风出口和空气预热器第一风道冷端入口；

11、所述第二风暖风器冷端入口连接送风机的冷风出口和空气预热器第二风道冷端入口。

12、作为优选的，所述热媒水-烟气换热器的进水管路上沿水流方向依次设有定压膨胀水箱、凝结水进口阀、热媒水增压循环变频泵和旁路热媒水蒸汽加热器，所述定压膨胀水箱入口与变频补水泵的出口连通，所述热媒水蒸汽加热器进、出水管路分别设有第一入口阀和第二出口阀；

13、所述定压膨胀水箱设置于除尘器的烟道框架旁，并通过供水管路连接于热媒水增压循环变频泵的入口管道。

14、所述热媒水回路设有热媒水旁路管道，所述热媒水旁路管道一端与热媒水-烟气换热器的进水管路连接，一端与热媒水-烟气换热器的出水管路连接，热媒水旁路管道上设有热媒水旁路调节阀。

15、作为优选的，还包括锅炉引风机、脱硫塔和烟囱；

16、其中，沿着烟气流动方向依次布置有：

17、所述凝结水-烟气换热器上的进水端和出水端均连接锅炉低压加热器的凝结水管路；

18、所述凝结水-烟气换热器上的：

19、冷端出口管路设有凝结水出口阀和凝结水增压变频泵；

20、冷端入口管路设有凝结水进口阀；

21、还包括，其进水管路包括两点取水回路，所述两点取水回路的一个取水点接于九号低压加热器前的凝结水管路，另一个取水点接于九号低压加热器和八号低压加热器之间的凝结水管路。

22、作为优选的，所述凝结水-烟气换热器、热媒水-烟气换热器内布置多根重力热管，所述重力热管为真空管；

23、所述凝结水-烟气换热器、热媒水-烟气换热器上的热管蒸发段与热管冷凝段之间设置有双夹层管板，所述热管冷凝段管外设有夹套管，所述热管蒸发段为翅片管。

24、作为优选的，还包括热管换热器，其沿烟气流动方向可分为高温段的凝结水-烟气换热器和低温段的热媒水-烟气换热器；

25、所述热管换热器烟气出口与除尘器入口留有5m-8m直段。

26、作为优选的，所述第一风暖风器、第二风暖风器和热媒水蒸汽加热器均选用管壳式换热器，管程介质为热媒水，壳程介质分别为冷空气和辅助蒸汽；

27、所述热媒水暖风器为钢铝复合螺旋管；

28、所述热媒水蒸汽加热器通过回水疏水阀门控制，加热蒸汽气源为电厂辅汽，蒸汽压力在1.0～1.2mpa之间，温度在300～350℃之间。

29、作为优选的，所述热管换热器、第一风暖风器和第二风暖风器、热媒水蒸汽加热器均采用逆流换热形式，且水侧设置进口集箱和出口集箱，下方的出水口设置有排水阀，上方的出气口设置有排气阀。

30、作为优选的，还包括：

31、用于调节热媒水-烟气换热器的调节热媒水流量的热媒水增压循环变频泵；

32、对所述调节热媒水-烟气换热器控制入口烟温的除尘器，且入口烟温维持在90±1℃；

33、所述凝结-水烟气换热器与加热锅炉的热网回路连通。

34、在上述技术方案中，本实用新型提供的一种基于热管式换热器的烟气余热梯级利用系统，具备以下有益效果：通过在空气预热器和电除尘器之间的水平烟道上设置凝结水烟气换热器和热媒水烟气换热器，高效回收利用烟气余热。凝结水换热器冷端进水口与锅炉凝结水管路两点取水回路的主取水回路连接，通过烟气温度测点信号反馈，调控凝结水混合温度，保证凝结水换热器不发生露点腐蚀，凝结水换热器冷端出口连接凝结水回水管路，通过凝结水增压变频泵为凝结水管路提供动能，控制凝结水换热器出口烟温在115℃左右。

35、其次，热媒水烟气换热器与热媒水暖风器通过热媒水闭式循环管路连接，热媒水利用烟气余热加热后作为暖风器的热源加热冷空气，通过热媒水控制系统控制空气预热器进口风温不低于50℃，保证空气预热器不发生露点腐蚀，同时提高机组燃煤效率。

36、再者，通过热媒水回路旁路调节阀和热媒水换热器冷端进口阀调节热媒水水量，控制除尘器入口烟温在90±1℃，烟气温度降低后，粉尘比电阻降低，可以提高除尘效率，解决下游设备腐蚀问题；烟气体积减小，减少引风机和除尘器电耗；烟气温度降低，减少脱硫水耗，节能功能显著。

37、进一步的，热媒水回路设置旁路热媒水蒸汽加热器，在冬季或低负荷工况时辅助蒸汽加热热媒水，以抵消环境温度等因素对暖风器出口风温的影响。

38、其中，凝结水换热器作为烟气热量满足热媒水暖风器出口风温时的多余调节手段，同时通过加热凝结水，排挤汽轮机抽汽，达到节能降耗效果。

39、再者，该系统引入热管技术，利用热管超导特性、等温性及热流密度可变性，控制热管壁温高于烟气露点温度，解决换热器露点腐蚀问题，换热器烟气侧和水侧彻底隔离且磨损只发生在烟气侧，保证设备安全性。

40、更进一步的，热管采用排气阀式结构，防止不凝性气体恶化传热，烟气侧采用翅片结构，扩展传热面提高传热效率的同时，有效减轻烟气飞灰颗粒对基管的磨损。