热管余热锅炉在低温发电中的应用


随着窑外分解技术的出现,水泥生产的单机产量大幅度提高,热耗下降。但其烧成系统的排烟热损失仍占其热耗的40%左右。目前,欧美、日本对SP/NSP窑低温发电的研究早已达到了实用化程度,而我国在这方面的研究则刚刚起步。本文将对低温发电所用余热锅炉的选择做一探讨。


　　低温发电用锅炉有三类:立式余热锅炉、卧式余热锅炉、热管余热锅炉。前两种锅炉为常规的余热锅炉,这里重点介绍热管余热锅炉。




在“八五”科技攻关“85-518-01”低温余热发电课题中,我们所采用的热管余热锅炉与上述几种余热锅炉又有所不同。为了更多地利用废气低温的能量,在热力系统中,采用了两相流螺杆膨胀机发电(详见图2)。




由热管余热锅炉产生2.7MPa,228℃的水及水蒸汽(80%热水,20%水蒸汽)引入螺杆膨胀机膨胀作功,推动螺杆机发电机组发电。出螺杆机的汽水压力为0.45MPa,经扩容分离器分离出的水送回锅炉,蒸汽引入汽轮机发电。出锅炉烟气温度140℃以下。




    对于4000KW燃气发电机组，燃气燃料的能量只有约35%被发电机组转化为电能，30%—35%随高温烟气排出（排烟温度达550℃），20%—25%被发电机冷却水带走，通过机身散热等其他损失占10%，排气余热和冷却水损失的能量比有用能量还多。占燃气发电机燃料近35%热能的烟气余热资源基本上被白白浪费掉。我公司针对这一工况，充分利用燃气发电机组烟气余热，安装NZG型燃气发电机组配套的热管式余热锅炉，产生的蒸汽带动汽轮机组二次发电。使燃料资源得到了充分利用，环境得到有效保护，实现了企业的节约发展、清洁发展和可持续发展，创造了良好的经济、环保和社会综合效益。


 
热管余热回收装置特点 
1．传热效率高，节能效果显著。由于热管内部是真空的，管内工质汽、液相变传热的热阻很小，具有很高的导热能力。 
2．安全可靠可长期连续运行。常规余热回收设备一般都是间壁式换热，冷热流体分别在器壁的两侧流过，任何一根管壁损坏都会造成泄漏，甚至停产。而由热管组成的热管余热回收装置，则是二次间壁换热，即热流体的热量要通过热管的加热段的管壁和冷凝段的管壁才能传到冷流体，而热管一般不可能在加热段和冷凝段同时破坏，所以，大大增强了设备运行的可靠性。 
3．管壁温度可调，通过调整热管冷热段换热面积改变热管表面工作温度，避免酸露点腐蚀。 
4．清灰方便。该装置两侧设有快开清灰门，清灰方便。
5．热管余热回收器单支热管可更换。

该设备已在煤矿，污水处理厂，酒精厂，养殖场，焦化厂的气体发电机组中得到成功的应用。发电机组的排烟温度一般在500度，一台500KW的发电机组可产蒸汽400公斤。典型用户：双汇集团，山西阳泉集团

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内燃机发电机组上的蒸汽余热锅炉


 产品描述：


  燃气发电机组余热锅炉是专为燃气发电机组的烟气余热回收而设计的产品。采用H型鳍片管+螺纹管强化传热元件扩展受热面，水管烟侧的受热面大大增加，同时烟气流经螺纹管和H型鳍片管表面时形成强烈的紊流，起到提升瓦斯发电机组余热锅炉的传热效率和减少烟灰积聚的作用。发电机组余热回收装置具有结构简单、运行寿命长、维护方便等优点。该余热锅炉用于燃气发电机组联合循环发电装置，利用燃气内燃发电机组的尾气导入锅炉进行热交换，产生蒸汽可推动汽轮机发电机组进行余热发电。目前已在各类燃气发电机组上应用了几百台，均取得了可观的经济效益。


产品特点：


  1、过热器及省煤器采用H型鳍片管扩展受热面的换热结构，降低钢材耗量；


  2、蒸发器采用螺纹管结构，使烟气形成强烈紊流，提高换热系数；


  3、采用PLC控制实现蒸发器的自动；


  4、过热蒸汽集中控制。



产品优势：
  对于自然循环的必须有足够大的汽水分离空间，以保证蒸汽质量。筒体上一般有人孔、手孔以利于锅炉内部检查，这种结构的锅炉受热面部分的烟灰容易清洗，水侧由于它的热负荷比较低，所以不易结垢，这种锅炉的维修也很方便。


  这种自然循环的锅炉筒体上装有水位表和水位控制系统，而强制循环的在汽水分离筒上。锅炉本体上装有安全阀，强制循环的需要在本体和汽水分离器上都设有安全阀。这种锅炉可以直接从锅炉筒体里取出水样进行检查。


  螺纹管是经特殊加工的，管内有螺纹线，烟气从内通过时会产生旋转，这样就强化了传热，就可以减少锅炉的受热面积，从而减少锅炉尺寸和重量。另外烟气在管内的流动可以有单回程和双回程。


  螺纹管是整个烟道式余热锅炉中主要的热交换部件。为了使余热发电锅炉充分回收燃油、燃气发电机组的排气废热，获得的蒸汽产量，烟气在管内的流动形式采用的是双回程。




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余热锅炉耐磨损、密封好、占地面积小，锅炉本体重量轻仅是常规锅炉的1/2-2/3倍、体积小仅是常规锅炉的1/2倍，从而保证了锅炉的安装方便


4)锅炉基础投资小投资额仅占常规锅炉的50%-70%，价格便宜，性价比高


5)余热锅炉使用自动控制，有效减少现场操作人员的劳动强度，减少现场操作人员数量


6)余热锅炉具有维修简单，更换换热管束方便节约人力物力成本，最大化减少经济损失


产品优势:


1、余热锅炉采用强制循环，即汽、水工质在管内是依外力(给水泵、热水循环泵)驱动。这样可使受热面布置不受任何限制，且使受热面布置的十分紧凑，换热效果好。


2、KNPT系


列针形管余热锅炉，是专为烟气余热回收而设计的专用高效节能产品。采用带有扩展受热面的针形管强化传热元件作为余热锅炉的受热面，水管烟侧的受热面可大大


增加，同时烟气流经针形管表面时形成强烈的紊流，起到提高传热效率和减少烟灰积聚的作用。该余热锅炉具有结构简单、热效率高、运行寿命长、安全可靠、维护方便等优点。


3、结构紧凑、热效率高


单位长度上的受热面积大，现用的针形管为光管的7.8倍，是螺旋翅片管的1.3倍，对接焊缝全部采用氩弧焊焊接，其焊接质量比手工焊接质量大大提高;设备的体积、重量大幅度降低，因而，在相同换热面积下，设备投资大大降低，在设备布置安装方面，为用户提供了较大空间。


4、耐震消音


由于设备结构设计和针形管的自身结构特点，使其具有消声器的结构特征，因此设备能起到消声器的作用。


5、安装、使用、维修方便


设备安装时只需将设备联接到冶炼炉的排烟出口上，设备即可投入正常运行;余热锅炉设有检查门，可根据实际情况确定清灰周期，确保换热效果，增长使用寿命。