[发明专利]一种使用螺旋形翅片换热器提升空预器安全的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用螺旋形翅片换热器提升空预器安全的系统。

背景技术

由于燃料在炉内燃烧过程中会产生SO₂、SO₃，这些气体与烟气携带的水蒸气反应生成具有腐蚀性的硫酸蒸汽，其在温度低于硫酸露点温度的锅炉尾部烟道中凝结成硫酸溶液，造成空预器冷端等尾部烟道设备的腐蚀，而烟气中的灰粒更容易粘结在被腐蚀的部位，加剧积灰，如此恶性循环，致使空预器寿命降低。

同时，随着国家对节能减排的高度重视，锅炉烟气脱硝(SCR)装置大量配置，而SCR反应器中，作为还原剂的NH₃，并未完全和NO_X反应,有一部分NH₃会离开反应器逃逸出来，一般有3～5μL/L的氨进入空气预热器。另外,SCR脱硝装置中的催化剂对SO₂氧化产生SO₃也起一定的催化作用，逃逸的氨与SO₃反应，生成硫酸氢铵与硫酸铵，当温度在146℃～207℃时，硫酸氢铵呈现为液态，而这一温度段正好属于空气预热器的中、低温段。液态硫酸氢铵捕捉飞灰能力极强，会与烟气中的飞灰粒子相结合，附着于空气预热器传热元件上，形成融盐状的积灰，造成空气预热器的腐蚀与堵灰，严重影响空气预热器的正常运行。

空预器厂家规定：空预器冷端综合温度＝空预器出口排烟温度+空预器进口风温≥148℃。我国北方地区冬季夏季的最大温差可达到60℃，而空预器进风温度的设计值一般为25度左右，所以冬季空预器的腐蚀概率大大增加。

为缓解空预器冷端腐蚀，常用的方法是暖风器和热风再循环，但需要使用电厂汽轮机低压缸抽汽或空预器出口热风，虽可达到目的，但经济性较差。锅炉排烟热损失为锅炉总热损失的70～80％，为最大限度的节约能源，烟气余热利用作为“燃煤电厂节能减排主要参考技术”被发改能源[2014]2093号列入。并且机组供电煤耗率降低3g/kWh以上的项目，可申请国家发改委示范项目，申请国家资金支持。

因此，设计一个系统既能充分利用排烟余热；又能替代传统暖风器及热风再循环，防止空预器冷端腐蚀，使机组在节能的同时，又保证空预器安全稳定运行是本领域研发重点。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是提供一种使用螺旋形翅片换热器提升空预器安全的系统，旨在克服现有技术的不足，防止空预器冷端腐蚀，同时达到充分利用排烟余热的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种使用螺旋形翅片换热器提升空预器安全的系统，其特征在于：包括依次串接于锅炉烟道的空气预热器、除尘器、风机、低温换热器、脱硫塔和烟囱，以及包括依次串接于锅炉烟道外的空气换热器、二次风机及一次风机，所述二次风机及一次风机输出端经所述空气换热器连接所述空气预热器的空气侧输入端；本系统还包括第一水泵，所述低温换热器的换热介质输出端经所述第一水泵连接所述空气换热器的换热介质输入端，所述空气换热器的换热介质输出端连接所述低温换热器的换热介质输入端，所述低温换热器的出口温度为60℃～100℃，所述空气换热器采用螺旋形翅片结构，此系统可提高空预器入口风温40℃～60℃，预防空预器冷端腐蚀及堵塞，同时可回收锅炉排烟余热。

进一步，本系统还包括高温换热器、第二水泵和低压加热器，所述高温换热器设于所述空气预热器与除尘器之间，所述低压加热器串接于汽轮机的主凝结水管路中，所述低压加热器的输入端经所述第二水泵连接所述高温换热器的换热介质输入端，所述高温换热器的换热介质输出端连接所述低压加热器的输出端。

进一步，所述空气换热器及低温换热器均设有旁路；当机组负荷变化时，可通过旁路调节系统边界参数，以防换热器受低温腐蚀影响。

进一步，所述低温换热器采用耐腐蚀材料，可以为氟塑料材质或其他耐腐蚀的钢材或耐腐蚀高分子涂料。

进一步，所述空气换热器采用螺旋形翅片换热管，所述螺旋形翅片换热管包括金属圆管和复合翅片管，所述金属圆管和复合翅片管采用挤压处理，使金属圆管和复合翅片管完全接触，避免产生接触热阻；所述复合翅片管的翅片和圆管为一体化结构，所述复合翅片管采用钢材或金属铜或铝合金材质，铝合金材质由铝合金管直接轧制而成。

进一步，所述复合翅片管的翅片高度为8mm～12mm，所述螺旋翅片的齿厚为0.35mm～0.4mm，所述螺旋翅片的节距为3mm～4mm。