火力发电厂锅炉系统图冬季投入暖风器时应注意什么?

  (中煤平朔安太堡低热值煤电厂& 山西朔州)
  1 前言
  目前,燃煤电厂锅炉在运行维护过程中,时常会发生尾部受热面低温腐蚀的问题。低温腐蚀是指,当金属管壁温度低于烟气露点时,烟气中含有硫酸酐的水蒸汽在管壁上凝结,所造成的腐蚀称为低温腐蚀,也称酸性腐蚀。发生低温腐蚀后,会使受热面腐蚀穿孔而漏风;由于腐蚀表面潮湿粗糙,使积灰、堵灰加剧,结果是排烟温度升高,锅炉热效率下降;由于漏风及通风阻力增大,使厂用电增加,严重时会影响锅炉出力;被腐蚀的管子或管箱需要定期更换,增大检修维护费用。总之,低温腐蚀对锅炉运行的安全性、经济性均带来不利影响。为避免锅炉尾部受热面的低温腐蚀,一般采用暖风器预热风温的方式来解决。
  2 暖风器系统结构及作用
  现以某600MW煤粉炉电厂为例进行分析说明,锅炉暖风器是一种利用蒸汽凝结放热来加热空气的表面式换热器,本体由联箱、整体轧制螺旋翅片管、管排、管子支撑件、侧梁与横梁以及风道法兰等几部分组成。锅炉暖风器系统包括一次风暖风器、二次风暖风器、暖风器疏水箱、疏水泵、供汽、疏水管道、阀门及调节控制系统等组成。
  锅炉暖风器作用是在冬季气温较低时和锅炉启动及低负荷运行期间锅炉排烟温度较低时,采用蒸汽暖风器将室外冷空气加热到一定温度要求再进入空气预热器,以避免空气预热器冷段发生低温腐蚀。
  3 暖风器运行状况分析
  某600MW煤粉炉电厂锅炉在空预器入口一次风和二次风管道上设置暖风器,在锅炉冬季运行中连续使用,以防止低温腐蚀。
  3.1 锅炉暖风器系统的运行特点
  锅炉暖风器由辅汽联箱或五段抽汽供汽,蒸汽经过管道、供汽调节门分别进入左、右两侧一、二次风暖风器进行换热,经冷凝后成为凝结水随管道进入疏水箱,疏水聚集到一定水位由疏水泵打到定排或除氧器,运行中需要根据水质情况进行切换回收。(如图3.1 暖风器系统流程图)
  图3.1& 暖风器系统流程图
  (2)锅炉暖风器根据空预器冷端综合温度来调节各个暖风器供汽量的多少,该厂调节要求冷端综合温度(即左、右侧平均烟温与冷风温度之和)不低于148℃。
  (3)暖风器疏水泵靠暖风器疏水箱水位来实现联锁启、停。当疏水箱水位高于750mm时疏水泵联启,当疏水箱水位低于100mm时疏水泵联停。
  3.2 锅炉暖风器系统运行中常见问题分析
  由于锅炉暖风器系统比较复杂、管线较长,运行中较容易发生故障。根据运行统计,故障主要有暖风器振动和泄漏。
  3.2.1 暖风器振动分析&
  (1)由于锅炉暖风器管路较长,投运时暖管疏水不充分,供汽后冷热交换剧烈引起振动,另外汽水两相流导致水击现象发生,振动增大,严重时造成法兰泄漏、焊口开裂。
  (2)实际运行中一、二次风供汽量相差较大,产生的疏水量偏差也大,较大一侧疏水排挤另一侧疏水,导致受排挤侧疏水不畅而发生振动现象。
  (3)疏水泵随疏水箱水位高低频繁启停,当未按要求投入联锁,疏水箱水位过高返入暖风器疏水管道甚至暖风器内部时,导致暖风器发生水击和振动。
  3.2.2 暖风器振动的预防
  经过上面分析,暖风器振动主要是由于暖风器系统疏水不畅造成水击现象而导致,解决这一问题根本就在于充分疏水。
  (1)投入暖风器时要充分的暖管疏水。从汽源侧开始分段进行暖管疏水,当疏水门没有水流出且冒出干蒸汽时,进行汽源的正式投入。
  (2)同侧一、二次风暖风器供汽调门尽量开度接近,避免疏水排挤。
  (3)暖风器疏水泵水位联锁正常投入,确保不满水,疏水畅通。
  3.2.3 暖风器系统的泄漏及解决
  锅炉暖风器系统的泄漏发生部位主要是暖风器本体供汽、联箱焊口、疏水阀门法兰等处。经观察分析,主要原因是系统疏水不畅导致水击振动和安装焊接质量不佳造成。系统充分疏水和提高检修质量能从根本解决暖风器泄漏问题。
  暖风器疏水泵机封、泵体及冷却水管等泄漏,与疏水泵频繁启停密切相关。疏水泵进水温度较高(大于100℃),泵再循环门开度较小,入口区域在水位低或水箱压力低时极易发生汽蚀情况,这也容易导致疏水泵的高故障率。
  3.3 暖风器节能优化措施
  烟气中硫酸蒸汽开始凝结的温度称为酸露点。建议在空预器后加装酸露点检测装置,通过检测酸露点温度,可以准确知道一定工况下的酸露点,并通过调整暖风器的运行参数来适当调整排烟温度,使排烟温度刚好维持在酸露点以上,达到防止低温腐蚀和保证锅炉效率的最佳条件。
  4 结语
  燃煤电厂锅炉暖风器是防止锅炉尾部受热面低温腐蚀的有效手段,暖风器能否正常运行主要取决于疏水是否通畅,疏水不畅是暖风器不能正常工作的主要原因,疏水不畅不仅导致暖风器冷凝水不能回收,甚至使暖风器无法正常投运。所以,保持疏水畅通并提高设备检修维护质量才是解决锅炉暖风器稳定运行的关键。同时建议,通过对烟气露点的监测,使暖风器运行处于最佳合理工况,控制较低排烟温度,同时防止低温腐蚀,达到锅炉效率和锅炉安全的最佳平衡。
  参考文献
  [1]陈禄,刘何.电站燃煤锅炉暖风器投入条件分析[J].热力发电,-50.
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旋转式暖风器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及旋转式暖风器,包括框架和安装在框架内的多个暖风器单片,其特征在于:暖风器单片包括前轴、后轴和换热组件,前轴、后轴分别固定在换热组件两端的垂直中轴位置处,前轴支承安装在框架的蒸汽侧边框上,后轴支承安装在框架的疏水侧边框上,前轴和后轴分别与换热组件内部相通;前轴通过旋转接头与蒸汽进汽管连接,后轴上设有疏水接头,疏水接头通过金属软管与排水管连接;每两个暖风器单片的前轴通过连杆机构与驱动装置连接,驱动装置通过连杆机构控制两个暖风器单片的前轴同步旋转。本实用新型结构巧妙,设计合理,解决了暖风器投入工作时因风阻力大造成的效率低问题,可有效地降低送风机电流,节能环保、减少维护费用,更加实用。
【专利说明】旋转式暖风器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及ー种暖风器,尤其涉及ー种应用于エ业锅炉入口热风管道中的新型旋转式暖风器。
【背景技术】
[0002]暖风器是我国北方火力发电厂必备的锅炉辅助设备,是加热进入空气预热器的冷空气的换热设备,大型电站锅炉分一次风暧风器和二次风暧风器,其结构和原理相同。火力发电厂冬季普遍采用投运暖风器来提高进入空气预热器的风温,防止空气预热器冷端发生硫酸结露引起的低温腐蚀,造成空气预热器冷端受热面堵灰,进而引起吸、送风阻カ的增カロ、空气预热器换热效率下降和排烟温度升高等不利エ况。
[0003]火力发电厂锅炉运行时一般采用低压蒸汽抽汽对空气预热器入口的一次风和ニ次风进行预热加热,暖风器在风道中的布置结构一般是固定式的,暖风器一般包括ー个框架和安装在框架内的多个暖风器单片,框架是整体固定在空气预热器入口处,暖风器单片之间留有空隙。因为暖风器主要在冬季低温时运行,运行时间短,其他时间因环境温度升高,暖风器停运;但是,在停运期间暖风器仍置于风道中,空气冲刷暖风器管束引起的一次风和二次风阻力依然存在,増加了厂用电。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足,提供一种旋转式暖风器,其结构巧妙,设计合理,解决了暖风器投入工作时因风阻カ大造成的效率低问题,可有效地降低送风机电流,节能环保、減少维护费用,更加实用。
[0005]按照本实用新型提供的技术方案,旋转式暖风器,包括框架和安装在框架内的多个暖风器单片,其特征在于:所述暖风器单片包括前轴、后轴和换热组件,前轴、后轴分别固定在换热组件两端的垂直中轴位置处,所述前轴支承安装在框架的蒸汽侧边框上,所述后轴支承安装在框架的疏水侧边框上,前轴和后轴分别与换热组件内部相通;所述前轴通过旋转接头与蒸汽进汽管连接,所述后轴上设有疏水接头,疏水接头通过金属软管与排水管连接;每两个暖风器单片的前轴通过连杆机构与驱动装置连接,驱动装置通过连杆机构控制两个暖风器单片的前轴同步旋转,进而控制暖风器单片在平行于框架平面和垂直于框架平面的两个角度之间转换。
[0006]作为本实用新型的进ー步改进,所述暖风器单片包括前轴、后轴、进汽联箱、传热管束、管束固定板和疏水联箱;若干个传热管束平行排列并通过管束固定板固定,传热管束的两端分别与进汽联箱和疏水联箱连接相通;所述前轴安装在进汽联箱的垂直中轴位置处,前轴内部中空并与进汽联箱内部连通;所述后轴安装在疏水联箱的垂直中轴位置处,后轴内部中空并与疏水联箱内部连通。
[0007]作为本实用新型的进ー步改进,所述进汽联箱主要是由半片无缝钢管、端板和管板组成,半片无缝钢管沿轴线方向的两边与管板的两边连接密封,半片无缝钢管和管板的两端通过端板密封,管板上设有与传热管束数量一致的通孔,传热管束内部与管板上的通孔相连通;所述疏水联箱的结构与进汽联箱相同。
[0008]作为本实用新型的进ー步改进,所述前轴与进汽联箱的连接部位、后轴与疏水联箱的连接部位均设置有补强圏。
[0009]作为本实用新型的进ー步改进,所述补强圈是横断面为圆弧形的半片管,半片管两侧边对应的圆心角为120°。
[0010]作为本实用新型的进ー步改进,所述传热管束的外周壁上设有沿传热管束轴线方向均匀排布的多个螺旋翅片。
[0011]作为本实用新型的进ー步改进,所述传热管束采用钢铝复合材料制成。
[0012]作为本实用新型的进ー步改进,所述连杆机构包括联动杆、驱动轴曲柄和传动轴曲柄,驱动轴曲柄一端固定在驱动装置的输出驱动轴上,驱动轴曲柄另一端铰连联动杆的中部,所述联动杆的两端分别与传动轴曲柄的一端铰连,传动轴曲柄的另一端固定连接在暖风器单片的前轴上。
[0013]本实用新型与现有技术相比,优点在于:本实用新型结构巧妙,设计合理,解决了暖风器投入工作时因风阻カ大造成的效率低问题,可有效地降低送风机电流,节能环保、减少维护费用,更加实用。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型实施例的结构主视图。
[0015]图2为图1的左视图。
[0016]图3为图1的俯视图。
[0017]图4为本实用新型实施例中的暖风器单片的结构主视图。
[0018]图5为图4的左视图。
[0019]图6为图4的俯视图。
[0020]图7为图4中的A-A向局部剖视图。
[0021]图8为图4中的B-B向剖视图。
[0022]图9为本实用新型实施例中的旋转接头的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进ー步说明。
[0024]如图所示:实施例中的旋转式暖风器主要由框架I和安装在框架I内的多个暖风器单片2组成;所述暖风器单片2主要由前轴2.1、后轴2.2和换热组件组成,前轴2.1、后轴2.2分别固定在换热组件两端的垂直中轴位置处,所述前轴2.1支承安装在框架I的蒸汽侧边框1.1上,所述后轴2.2支承安装在框架I的疏水侧边框1.2上,前轴2.1和后轴
2.2分别与换热组件内部相通;所述前轴2.1通过旋转接头3与蒸汽进汽管连接,所述后轴
2.2上设有疏水接头2.3,疏水接头2.3通过金属软管与排水管连接;每两个暖风器单片2的前轴2.1通过连杆机构与驱动装置4连接,驱动装置4通过连杆机构控制两个暖风器单片2的前轴2.1同步旋转,进而控制暖风器单片2在平行于框架I平面和垂直于框架I平面的两个角度之间转换。[0025]本实用新型中,所述暖风器单片2的结构如图图8所示,其主要由前轴2.1、后轴2.2、进汽联箱2.5、传热管束2.6、管束固定板2.7和疏水联箱2.8组成;若干个传热管束2.6平行排列并通过管束固定板2.7固定,传热管束2.6的两端分别与进汽联箱2.5和疏水联箱2.8连接相通;所述前轴2.1安装在进汽联箱2.5的垂直中轴位置处,前轴2.1内部中空并与进汽联箱2.5内部连通;所述后轴2.2安装在疏水联箱2.8的垂直中轴位置处,后轴2.2内部中空并与疏水联箱2.8内部连通。
[0026]本实用新型实施例中,所述进汽联箱2.5主要是由半片无缝钢管2.4a、端板2.4c和管板2.4b组成,半片无缝钢管2.4a沿轴线方向的两边与管板2.4b的两边连接密封,半片无缝钢管2.4a和管板2.4b的两端通过端板2.4c密封,管板2.4b上设有与传热管束2.6数量一致的通孔,传热管束2.6内部与管板2.4b上的通孔相连通;所述疏水联箱2.8的结构与进汽联箱2.5相同,故此处不在赘述。
[0027]为了提高暖风器单片2的结构强度,所述前轴2.1与进汽联箱2.5的连接部位、后轴2.2与疏水联箱2.8的连接部位均设置有补强圈2.4。所述补强圈2.4是横断面为圆弧形的半片管,半片管两侧边对应的圆心角为120°。
[0028]为了确保暖风器单片2的传热效率,所述传热管束2.6的外周壁上设有沿传热管束2.6轴线方向均匀排布的多个螺旋翅片2.9。并且传热管束2.6优选采用钢铝复合材料制成。
[0029]本实用新型实施例中,所述连杆机构主要由联动杆5、驱动轴曲柄6和传动轴曲柄7组成,驱动轴曲柄6 —端固定在驱动装置4的输出驱动轴上,驱动轴曲柄6另一端铰连联动杆5的中部,所述联动杆5的两端分别与传动轴曲柄7的一端铰连,传动轴曲柄7的另一端固定连接在暖风器单片2的前轴2.1上。本实用新型中,所述的驱动装置4可直接采用外购产品,如可以采用配备手轮的蜗轮蜗杆传 动结构,只要其具备ー个能够带动联动杆5摆动的输出驱动轴即可。
[0030]本实用新型实施例中,所述旋转接头3也可以采用现有技术中的常规产品,本实用新型实施例中提供了一种如图9所示的旋转接头3,其主要由旋转接头函3.1、旋转轴
3.2、压盖3.3、紧固连接件3.4、填料3.5和进汽ロ法兰3.6组成,所述旋转接头函3.1用于与前轴2.1端部的旋转连接法兰连接,旋转轴3.2 一端插入旋转接头函3.1内,填料3.5填充在旋转轴3.2外壁与旋转接头函3.1内壁之间并通过压盖3.3压紧封装,压盖3.3通过紧固连接件3.4连接在旋转接头函3.1上,进汽ロ法兰3.6连接在旋转轴3.2另一端,进汽ロ法兰3.6用干与蒸汽进汽管连接。
[0031]本实用新型的工作过程如下:
[0032]当需要使用暖风器时,操作驱动装置4,使暖风器单片2处于平行于框架I平面状态,暖风器单片2正面迎向来风方向【图6中箭头所示】。蒸汽通过蒸汽进汽管经暖风器单片2的前轴2.1进入进汽联箱2.5内,然后通过进汽联箱2.5上的通孔进入传热管束2.6,将蒸汽中的热量传递给螺旋翅片2.9,从而将流经传热管束2.6的风加热,起到暖风作用。放热后的蒸汽冷凝为疏水,疏水流入疏水联箱2.8,然后经后轴2.2、疏水接头2.3和金属软管排至排水管。
[0033]当需要停用暖风器吋,操作驱动装置4,使暖风器单片2旋转90°,处于垂直于框架I平面状态,暖风器单片2正面垂直于来风方向即可。
【权利要求】
1.旋转式暖风器,包括框架(I)和安装在框架(I)内的多个暖风器单片(2),其特征在于:所述暖风器单片(2)包括前轴(2.1)、后轴(2.2)和换热组件,前轴(2.1)、后轴(2.2)分别固定在换热组件两端的垂直中轴位置处,所述前轴(2.1)支承安装在框架(I)的蒸汽侧边框(1.1)上,所述后轴(2.2)支承安装在框架(I)的疏水侧边框(1.2)上,前轴(2.1)和后轴(2.2)分别与换热组件内部相通;所述前轴(2.1)通过旋转接头(3)与蒸汽进汽管连接,所述后轴(2.2)上设有疏水接头(2.3),疏水接头(2.3)通过金属软管与排水管连接;每两个暖风器单片(2)的前轴(2.1)通过连杆机构与驱动装置(4)连接,驱动装置(4)通过连杆机构控制两个暖风器单片(2 )的前轴(2.1)同步旋转,进而控制暖风器单片(2 )在平行于框架(I)平面和垂直于框架(I)平面的两个角度之间转换。
2.如权利要求1所述的旋转式暖风器,其特征在于:所述暖风器单片(2)包括前轴(2.1)、后轴(2.2)、进汽联箱(2.5)、传热管束(2.6)、管束固定板(2.7)和疏水联箱(2.8);若干个传热管束(2.6)平行排列并通过管束固定板(2.7)固定,传热管束(2.6)的两端分别与进汽联箱(2.5)和疏水联箱(2.8)连接相通;所述前轴(2.1)安装在进汽联箱(2.5 )的垂直中轴位置处,前轴(2.1)内部中空并与进汽联箱(2.5)内部连通;所述后轴(2.2)安装在疏水联箱(2.8)的垂直中轴位置处,后轴(2.2)内部中空并与疏水联箱(2.8)内部连通。
3.如权利要求1所述的旋转式暖风器,其特征在于:所述进汽联箱(2.5)主要是由半片无缝钢管(2.4a)、端板(2.4c)和管板(2.4b)组成,半片无缝钢管(2.4a)沿轴线方向的两边与管板(2.4b)的两边连接密封,半片无缝钢管(2.4a)和管板(2.4b)的两端通过端板(2.4c)密封,管板(2.4b)上设有与传热管束(2.6)数量一致的通孔,传热管束(2.6)内部与管板(2.4b)上的通孔相连通;所述疏水联箱(2.8)的结构与进汽联箱(2.5)相同。
4.如权利要求1所述的旋转式暖风器,其特征在于:所述前轴(2.1)与进汽联箱(2.5)的连接部位、后轴(2.2)与疏水联箱(2.8)的连接部位均设置有补强圈(2.4)。
5.如权利要求4所述的旋转式暖风器,其特征在于:所述补强圈(2.4)是横断面为圆弧形的半片管,半片管两侧边对应的圆心角为120°。
6.如权利要求1所述的旋转式暖风器,其特征在于:所述传热管束(2.6)的外周壁上设有沿传热管束(2.6)轴线方向均匀排布的多个螺旋翅片(2.9)。
7.如权利要求1所述的旋转式暖风器,其特征在于:所述传热管束(2.6)采用钢铝复合材料制成。
8.如权利要求1所述的旋转式暖风器,其特征在于:所述连杆机构包括联动杆(5)、驱动轴曲柄(6)和传动轴曲柄(7),驱动轴曲柄(6)—端固定在驱动装置(4)的输出驱动轴上,驱动轴曲柄(6)另一端铰连联动杆(5)的中部,所述联动杆(5)的两端分别与传动轴曲柄(7)的一端铰连,传动轴曲柄(7)的另一端固定连接在暖风器单片(2)的前轴(2.1)上。
9.如权利要求1所述的旋转式暖风器,其特征在于:所述旋转接头(3)包括旋转接头函(3.1)、旋转轴(3.2)、压盖(3.3)、紧固连接件(3.4)、填料(3.5)和进汽ロ法兰(3.6),所述旋转接头函(3.1)用于与前轴(2.1)端部的旋转连接法兰连接,旋转轴(3.2)—端插入旋转接头函(3.1)内,填料(3.5)填充在旋转轴(3.2)外壁与旋转接头函(3.1)内壁之间并通过压盖(3.3)压紧封装,压盖(3.3)通过紧固连接件(3.4)连接在旋转接头函(3.1)上,进汽ロ法兰(3.6)连接在旋转轴(3.2)另一端,进汽ロ法兰(3.6)用于与蒸汽进汽管连接。
【文档编号】F28F9/02GKSQ
【公开日】日
申请日期:日
优先权日:日
【发明者】陆昕, 周立锋
申请人:无锡市华通电力设备有限公司扫二维码下载作业帮
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火力发电厂在冬季运行和夏季运行时,哪个季节热效率高,为什么?
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当然是冬天,因为冬天进入凝汽器的循环水温度较低,相对来说,和主蒸汽的温差就越大.根据热力循环原理,温差越大,蒸汽的热能转换成为动力就越容易. 对锅炉来说,由于冬天的进风温度较低,和夏天比起来,同样的风量升高到同样的温度就需要吸收更多的热量,因此就降低了锅炉的排烟温度,提高了锅炉的热效率.不过对于北方那些需要投入暖风器的电厂来说,就要另外计算了.
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