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锅炉排烟余热利用(烟气余热利用装置)

锅炉排烟余热利用(烟气余热利用装置) 锅炉尾部烟气余热在除尘过程中的利用

电站锅炉的除尘方式通常采用电除尘或袋式除尘,无论是袋式除尘器还是电除尘器,在除尘器开始投入运行期间都很容易发生内部结露现象。除尘器内部结露的原因主要是由于在启动初期除尘器内部结构件的温度低于烟气的露点,当烟气接触这些低温表面时,烟气中的水蒸气就会在低温表面凝结形成水滴,产生结露现象。

凝结后,水滴会与锅炉烟气中的灰粒或除尘器内部分离出的灰粒结合形成浆液。浆液的形成不仅会造成灰渣的板结和结块,还会影响灰渣的输送和流动性以及除尘器的安全运行。对于袋式除尘器来说,滤袋的阻力会在短时间内急剧上升,不仅会造成引风机的耗电量急剧增加,严重影响锅炉的正常运行,同时还会大大缩短滤袋的运行周期和使用寿命。对于静电除尘器来说,会大大降低除尘效率,增加除尘电耗,甚至造成内部短路,造成重大事故。

1锅炉点火过程中的除尘

在锅炉点火启动过程中,随着点火过程的继续和锅炉负荷的增加,锅炉尾部烟道的排烟温度逐渐升高。在点火初期,当排烟温度较低时,为避免烟气直接进入除尘器内部凝结的现象,此时关闭除尘器入口烟道阀,打开旁路烟道阀,废气流经除尘旁路烟道,经引风机排入烟囱;随着点火过程的继续和锅炉负荷的增加,当排烟温度上升到一个比较高的水平时,迅速打开除尘器的入口烟道阀,关闭旁路烟道阀,使大量的高温烟气迅速流过除尘器内部,迅速加热除尘器内部。由于此时烟气量大,烟气温度水平高,可以在一定程度上减少结露的发生。

在现场通常的运行条件下,锅炉点火启动过程中,为保证烟气进入除尘器且不会引起除尘器内部结露,当锅炉尾部排烟温度低于120℃时,烟气通过除尘器旁路直接排放;只有当锅炉尾部的烟气温度高于120℃并达到一定的流量时,才能直接进入除尘器。因此,这不仅造成点火时间长,而且造成很大程度的能量浪费。

2过去通常采取的解决方案

为了防止锅炉启动时温度相对较低的烟气进入除尘器造成结露,目前通常的措施是对除尘器灰斗进行预热,一般采用电加热的方式加热。锅炉启动过程中,烟气进入除尘器前,启动除尘器灰斗电加热装置,预热除尘器灰斗。一般情况下,当除尘器内温度上升到80℃以上,锅炉尾部排烟温度达到120℃以上时,关闭除尘器旁路,打开除尘器入口烟道阀,使高温烟气迅速充满除尘器,迅速提高除尘器内部温度,避免烟气中的水分形成冷凝。除尘器预热采用灰斗电加热方式,首先存在设备故障率高、能耗大的问题。其次,由于除尘器内部是通过加热灰斗间接加热的,所以加热效率比较低,加热时间比较长;另外,在加热初期,通过加热灰斗来间接加热除尘器内部,也会造成灰斗内产生的部分水蒸气凝结在除尘器上部,不能完全消除除尘器内部的结露现象。

3新的除尘器预热方法

介绍了一种在锅炉点火升压阶段,利用乏汽中所含的热能对除尘器进行预热的方法。首先设计了除尘器预热装置,该装置由循环风机、空气加热器、除尘器循环加热风道及相应的控制阀组成。为了避免锅炉尾部排出的烟气在点火阶段直接进入除尘器,通常需要对除尘器进行预热。根据实践经验,一般需要将除尘器预热到80℃以上,同时当烟气温度达到120℃以上时,让大量烟气在除尘器内部快速流动,基本可以避免除尘器内部结露的发生。

正常情况下,从点火升压开始到汽轮机轻负荷期间,汽包产生的蒸汽在空排气阀的控制下,通过排气管直接排入大气,蒸汽中所含的大量热能白白浪费。在锅炉点火阶段利用乏汽中所含的热能来空预热除尘器,不仅可以有效避免锅炉点火阶段引起的除尘器内部结露,还可以节约能源。锅炉启动时产生的高温蒸汽通过空排气支管引入空气加热器的蒸汽冷凝放热段,除尘器内的空气体在循环风机的作用下流经空气加热器的空气体吸热段,完成蒸汽的冷凝放热和空气加热器内空气体的吸热升温。

除尘器内部释放并冷却的空气体从除尘器出口流出,再通过循环风机再次进入空气加热器的空气体吸收段吸热升温,从而完成除尘器内部预热的热空气体的整个循环过程。蒸汽在加热器中凝结放热后产生的冷凝水通过冷凝水排水管排至疏水箱进行回收利用。热空气体的整个循环过程流经除尘器出口烟道、循环风机、空气加热器中空气体的吸热段、除尘器入口烟道、除尘器内部及其他相关设备。由于吸尘器内部采用循环空气流逐渐加热的预热方式,加热更均匀,加热效率更高,热能利用率更高。同时,由于采用了除尘器内部空气体的循环加热方式,在整个加热过程中,除尘器内部不会出现结露现象。

为了提高加热效率和热能利用效率,除尘器采用空气体循环加热技术。为了实现空气体的循环加热,防止烟气漏入循环空气体中,在除尘器出口烟道设置除尘器出口烟道阀。为了实现空气体在除尘器内的循环加热,空气加热器安装在除尘器的循环加热风道上。

为了保持原锅炉排汽系统至空的完整性,保持原排汽通道至空的畅通性,实现加热器的方便维护,在锅炉排汽门至空前的排汽管道上设置加热器蒸汽侧的管道入口。锅炉点火阶段产生的蒸汽通过排气支管流经空气加热器,预热除尘器。集尘器预热阶段完成后,关闭排气支管阀。

为了更有效地实现锅炉启动初期产生的蒸汽对除尘中空气体的加热,采用热管式空气加热器。与常用的管式空气加热器相比,热管式空气加热器的优点是:第一,热管式空气加热器的传热系数和换热效率比较高,结构紧凑,体积小;其次,热管空气加热器的抗腐蚀能力和安全运行性能更好;最后,热管加热器可以更有效地避免蒸汽和空气体的混合和泄漏。

4节能效果

目前常用的除尘器预热方式采用灰斗电加热,电加热的功率一般在几百千瓦。通常,电站锅炉的点火时间在3小时以上。利用锅炉消防乏汽预热除尘器的方法和装置,不仅可以提高加热效率,节约电能,缩短加热时间,而且可以大大降低除尘器内结露的风险,延长除尘器的使用寿命。

5结论

(1)利用锅炉点火阶段排出的蒸汽热能预热除尘器,节约能源。

(2)采用除尘器内部空气体循环加热技术,提高加热效率和热能利用率。

(3)消除锅炉点火阶段可能出现的除尘器内结露现象。

(4)结构简单,易于工程实现。

 

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