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奥金节能低温防腐相变换热器突破世界性难题
2013年04月26日 10:23 山东奥金节能工程有限公司
一、前言
锅炉的运行现状:由于低温腐蚀的原因,锅炉的设计排烟温度都很高,尤其是中小型锅炉为了避免腐蚀和灰堵,设计排烟温度都在160℃—230℃,大型锅炉一般在120℃—160℃,而排烟温度损失是锅炉热损失中*大的一项,占锅炉热损失的80%或更高,影响排烟热损失的主要原因是排烟温度过高。在锅炉节能上降低排烟温度是科技工作者**,但是降低排烟温度必须解决三个难题:
(一)低温腐蚀问题。在低温腐蚀过程中主要解决硫酸、氯酸、盐酸、氢氟酸等强酸的腐蚀。
(二)灰堵问题。由于降温就会出现结露,结露就会形成积灰,造成灰堵。
(三)磨损问题。由于积灰,烟气流速和烟气方向就会改变,这样就造成换热器局部的严重磨损,*高的局部磨损是正常磨损的200倍。
这些问题,是解决降低排烟温度的重要难题。
低温腐蚀的基理:由于燃料(煤、油、气)中含有硫、氯、氟等元素,在燃烧中生成二氧化硫,二氧化硫又与烟气中过剩的氧结合,在一定条件下生成三氧化硫,三氧化硫与烟气中的水蒸汽结合,形成硫酸蒸汽,在壁温低于烟气的酸露点以下的低温受热面上,凝结成硫酸液,从而引起该处受热面的低温腐蚀,同时硫酸液的存在又与受热面上的积灰发生化学反应,引起积灰硬化,这不仅影响受热面的传热,而且使受热面出现积灰和堵灰现象;受热面的低温腐蚀现象,表现在低参数、小容量的锅炉上为低温段省煤器,在高参数、大容量的锅炉上为低温段空气预热器。
在小锅炉设计上,为了防止低温腐蚀,一般不设计省煤器和空气预热器,有也是一些换热很差的铸铁省煤器。但往往小锅炉没有低温加热器,保证不了省煤器的进水温度高于酸露点。这样省煤器就会出现腐蚀、积灰、灰堵,使烟道阻力增加,排烟温度升高;锅炉在正常氧量下运行,引风机出力不足,带不上满负荷;而在满负荷运行时,锅炉的实际运行氧量又偏低,导致燃料不完全燃烧,损失增大,辅机电耗升高。
大型锅炉的空气预热器,由于排烟温度降低,冷风进入,尤其是北方冬季温度低的情况下空气预热器低温段就会出现腐蚀、积灰、灰堵、漏风现象,同时造成阻力增加,排烟温度升高,锅炉出力不足,带不上负荷等情况;由此可见,低温段空气预热器的烟气腐蚀,对锅炉的安全、经济运行影响很大。如何解决锅炉低温段空气预热器的低温腐蚀、漏风、积灰和灰堵一直是一个重要的课题。
我公司近年来致力于烟气低温余热回收利用项目的研发,所生产的奥金烟气余热回收装置,在多项关键技术上均取得了重大突破。
二、奥金余热回收设备简介
该设备是燃煤、油、气锅炉专用余热回收设备,安装在锅炉烟道上,是非标设备。每台设备都要根据用户的炉型、烟道尺寸、烟道、进风、进水、出水及引风机位置等因素综合考虑设计。回收的热量可以加热生产用水、生活用水、锅炉补水、冷凝水及冷风。
三、奥金低温防腐相变换热器主要特点
(1)奥金低温防腐相变换热器,彻底的解决了低温换热腐蚀的世界技术难题。这样可以根据企业要求,大幅度回收烟气余热,达到深度节能的目的。
(2)奥金低温防腐相变换热器,可根据烟气温度调整换热量。(专利技术)
(3)奥金低温防腐相变换热器,可根据在线烟气酸露点调整换热器壁温。(专利技术)
(4)奥金低温防腐相变换热器,对企业所提供条件要求很低,可以加热除盐水、冷凝水、低加水等,也可以直接加热冷空气防止空气预热器低温腐蚀。
(5)奥金低温防腐相变换热器,可同时加热水和空气,也可以关闭任何一方,还可以调整被加热的水和空气温度。
(6)奥金低温防腐相变换热器,因为具有可调性,所以可以适合煤种(燃气、燃油)变化、季节变化、负荷变化及企业要求。
四、工程影响因素及解决措施
1.设备防腐蚀问题
(l)采用特种低温防腐技术【专利技术】
(2)采用全向固体热管技术(专利技术)
(3)使用设备换热温度可调功能(专利技术)
2.设备防堵防积灰问题
  酸露点以上解决方式:设备堵灰发生的原因是因为受热面金属壁面温度过低,低于酸露点,使受热面结露,从而导致烟气中灰分粘附在受热面上,形成堵灰。同时为了防止积灰,设计时会合理设计工艺流速,并且在进口喇叭管中增加导流板,在使喇叭管中烟气流速均匀的同时,提高喇叭管下部的局部流速。加之吹灰器定时的正常吹灰,节煤器是不会产生积灰的。
 酸露点以下解决方式:采用特殊结构设计,采用特种吹灰装置(公司专利)。
3.设备防磨问题
因为煤粉的含矸石量不同,对于省煤器、空预器、换热器的磨损不可忽视。强调防止磨损的主要措施是采用工艺流速降低到不堵灰、不沉降、换热系数不减少为准;同时设备设计会增加防磨瓦、导流板、为了保证节能装置的寿命,采取锰钢、镍钢等特殊防磨材料、改变散热片形状等是十分必要的。节能装置的烟气流速一般控制在8-10m/s以内。此外,为了防止磨损, 节能设备还可以根据企业实际情况进行进一步防磨处理。
4.节能装置设备寿命问题
  在保证节能装置基本功能不变的情况下,无需进行特别大修,只进行基本维护,能够保证节能装置寿命不低于8年(低温段3年)。
5.节能装置阻力增加的问题
  增加节能装置会增加阻力,但由于排烟温度降低使引风机入口体积流量减少可以抵消部分流阻,一般整个节能装置不高于200pa。
6.对除尘器影响
   静电除尘器
 应用相变技术对锅炉改造后,电除尘器的入口烟温降至酸露点以上20℃至30℃,对原电除尘系统的正常运行,是有利而无不良影响的。
   布袋除尘器
 降低排烟温度可以有效延长布袋的使用寿命。
7.对脱硫装置的影响
(1)脱硫反应是放热反应,要求烟温越低越有利于脱硫化学反应,因此,降低排烟温度有利于脱硫化学反应。
(2)通常降低烟温需要消耗大量冷却水,应用奥金烟气余热回收装置改造锅炉,可以降低、利用排烟温度,减少冷却水需求量,节省了水资源。
8.电耗
(1)本系统是无动力装置,系统本身没有能耗。
(2)引风机电耗会略有增加,新增的电耗占全年节能总量的5%以下。
五、日常维护及操作
  节能装置安装后,对烟气及悬浮物、颗粒物也有一定的净化效果。日常维护时,只需定期检查换热器烟道工作情况(底部与前面清灰门可以打开)。如出现粘灰时,可用压缩空气及蒸汽清扫。操作简单,如果安装电脑程控,不需要人员调整自动运行,如果安装电脑显示手动控制,只要根据屏幕上的数据调整水温、烟温和空气的温度即可。
  
综上所述,奥金低温防腐相变换热器的研制成功是锅炉烟气余热回收利用项目的进一步发展,奥金低温防腐相变换热器在电厂热电厂、炭素余热锅炉、炭黑余热锅炉等余热回收项目上的安全成功运行,真正做到了节能降耗,减排增效,环保、安全、可靠。且投资回收期短,经济和社会效率显著。是烟气余热回收技术的一大突破。
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