[发明专利]含硫烟气余热回收装置及控制方法在审
| 申请号： | 202111158391.6 | 申请日： | 2021-09-30 |
| 公开（公告）号： | CN113883544A | 公开（公告）日： | 2022-01-04 |
| 发明（设计）人： | 林日亿;张宇航;王新伟;李成林;杨正大;王丽娟;王琦 | 申请（专利权）人： | 中国石油大学（华东） |
| 主分类号： | F23J15/06 | 分类号： | F23J15/06;F28D15/02;F28D15/06 |
| 代理公司： | 北京高沃律师事务所 11569 | 代理人： | 赵丽恒 |
| 地址： | 266580 山东省*** | 国省代码： | 山东;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 烟气 余热 回收 装置 控制 方法 | ||
1.一种含硫烟气余热回收装置，其特征在于：包括烟气换热装置、SO2浓度监测装置和控制终端；
所述烟气换热装置用于与锅炉烟道连接并能够与锅炉烟道内烟气进行热交换，所述烟气换热装置上设有分别用于换热介质流入和流出的介质进口管和介质出口管以及用于控制所述烟气换热装置中的换热介质流量的流量控制装置；
所述SO2浓度监测装置用于设置于锅炉烟道进口和所述烟气换热装置之间的烟道中并与所述控制终端电连接；
所述控制终端能够根据所述SO2浓度监测装置测得的SO2浓度计算得到酸露点温度，并控制所述流量控制装置使热交换后的烟气温度高于酸露点温度。
2.根据权利要求1所述的含硫烟气余热回收装置，其特征在于：所述烟气换热装置包括相变换热器、相变换热汽包和换热盘管，所述相变换热器用于设置于锅炉烟道进口和出口之间的烟道中，所述相变换热器的进口和出口分别通过下降管和上升管与所述相变换热汽包内部连通，所述换热盘管设置于所述相变换热汽包内，所述换热盘管的两端分别与所述介质进口管和所述介质出口管连通。
3.根据权利要求2所述的含硫烟气余热回收装置，其特征在于：所述相变换热器为螺旋翅片管换热器，所述换热盘管为蛇形换热盘管。
4.根据权利要求1所述的含硫烟气余热回收装置，其特征在于：还包括水蒸气浓度监测装置和烟气压力监测装置，所述水蒸气浓度监测装置和所述烟气压力监测装置用于设置于锅炉烟道进口和所述烟气换热装置之间的烟道中并均与所述控制终端电连接。
5.根据权利要求4所述的含硫烟气余热回收装置，其特征在于：所述SO2浓度监测装置包括SO2浓度传感器，所述水蒸气浓度监测装置包括烟气水分仪，所述烟气压力监测装置包括烟气压力传感器，所述SO2浓度传感器、所述烟气水分仪和所述烟气压力传感器均与所述控制终端电连接。
6.根据权利要求1所述的含硫烟气余热回收装置，其特征在于：所述流量控制装置包括流量控制阀，所述流量控制阀设置于所述介质进口管上并与所述控制终端电连接。
7.根据权利要求1所述的含硫烟气余热回收装置，其特征在于：还包括进口烟温监测装置，所述进口烟温监测装置用于设置于锅炉烟道进口和所述烟气换热装置之间的烟道中；所述介质进口管上设有进口介质温度监测装置，所述介质出口管上设有出口介质温度监测装置；所述进口烟温监测装置、所述进口介质温度监测装置和所述出口介质温度监测装置均与所述控制终端电连接。
8.根据权利要求7所述的含硫烟气余热回收装置，其特征在于：所述进口烟温监测装置包括进口烟气温度传感器，所述进口介质温度监测装置包括进口介质温度传感器，所述出口介质温度监测装置包括出口介质温度传感器，所述进口烟气温度传感器、所述进口介质温度传感器和所述出口介质温度传感器均与所述控制终端电连接。
9.一种基于权利要求1～8中任意一项所述的含硫烟气余热回收装置的余热回收控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：所述SO2浓度监测装置实时监测锅炉烟道进口的SO2体积分数并传输至所述控制终端；
S2：所述控制终端根据S1中测得SO2体积分数计算得到烟气中SO3的体积分数；
S3：所述控制终端根据S2中SO3的体积分数计算得到烟气酸露点温度；
S4：保证锅炉低温受热面温度高出烟气酸露点t℃，即烟气出口温度高出烟气酸露点t℃，其中t＞0，所述控制终端控制所述流量控制装置使热交换后的烟气温度高于酸露点温度。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：
水蒸气浓度监测装置、进口烟温监测装置和烟气压力监测装置实时监测锅炉烟道进口的水蒸气体积分数、进口烟气温度和进口烟气压力并传输至所述控制终端，进口介质温度监测装置和出口介质温度监测装置实时监测所述烟气换热装置的进口介质温度和出口介质温度并传输至所述控制终端；
根据锅炉的类型选定SO2与SO3的转化率，则有：
式(1)中：
烟气中SO3的体积分数；
烟气中SO2的体积分数；
η：SO2与SO3的转化率；
所述控制终端根据式(1)计算得到烟气中SO3的体积分数；
若SO3的体积分数高于35ppm，根据И.A.Bapahoba公式有：
若SO3的体积分数不高于35ppm，根据HaaseBorgmann公式有：
其中，
式(2)-式(5)中：
tadp：酸露点温度；
烟气中水蒸气的体积分数；
烟气中SO3的分压；
烟气中水蒸气的分压；
p0：进口烟气压力；
所述控制终端根据式(2)-式(5)计算得到酸露点温度；
保证烟气出口温度高出烟气酸露点t℃，依据能量守恒定律有：
式(6)中：
K0：烟气换热装置换热效率；
K1：换热设备保温效率；
烟气热容；
换热介质热容；
t1：进口烟气温度；
烟气质量流量；
换热介质质量流量；
Δt：烟气换热装置的出口介质温度和进口介质温度的温差；
所述控制终端根据式(6)计算得到换热介质质量流量：
所述控制终端控制所述流量控制装置，使得所述烟气换热装置的换热介质质量流量
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