复合相变换热技术在蒸汽锅炉上应用研究

复合相变换热技术在蒸汽锅炉上应用研究第一页，共20页。前言五一社区服务中心北区供热站有2台DZL4-1.25-AⅡ型4T／H链条炉排卧式快装蒸汽锅炉，由于投资限制，设备整体技术水平较低。第二页，共20页。存在问题1）排烟温度过高，排烟热损失较大。排烟热损失是指锅炉排烟所拥有的热量随高温烟气排入大气而不能利用造成的热损失。排烟热损失是锅炉各项热损失中最多的一项，一般约占锅炉热损失的20％—30％或更多。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和过剩空气系数。因此，减少排烟热损失是提高锅炉的热效率的主要途径。北区供热站2台DZL4-1.25-AⅡ型4T／H链条炉排卧式快装蒸汽锅炉的排烟温度达到220℃，远远高于国家规定的指标，造成了能源极大浪费，并制约了锅炉热效率的有效提高。第三页，共20页。存在问题2）没有除氧装置，容易造成氧腐蚀给水中的溶解氧是造成热力设备腐蚀的主要原因,它可以导致锅炉系统在运行期间和停用期间的氧腐蚀。为防止和减轻锅炉运行期间的氧腐蚀，必须对锅炉给水进行除氧。热力除氧是防止和减轻锅炉氧腐蚀的有效方式。热力除氧原理是基于气体溶解定律（亨利定律），即气体在水中的溶解度与该气体在汽水界面上的分压成正比。气体在水中的溶解度与水的温度有关。在一定的压力下,随着水温升高,气体的溶解度相应降低。达到除氧和除二氧化碳的目的。

第四页，共20页。复合相变换热器技术

“复合相变换热器技术”是一种实用新型高效节能技术，可用于锅炉等排放烟气的余热回收再利用，能在大幅度降低排烟温度的同时，使换热器尾部的管壁温度保持较高水平（仅比排烟温度低15℃－20℃），远离低温露点腐蚀区；

第五页，共20页。复合相变换热器技术”在热水锅炉上的成功应用概括复合相变换热技术，其核心内涵在于：能够在锅炉的设计和改造中，大幅度降低烟气的排放温度，使大量的中低温热能被有效回收，产生十分可观的经济效益；在降低排烟温度的同时，保持金属受热面壁面温度处于较高的温度水平，远离酸露点的腐蚀区域，从根本上避免了结露腐蚀和由此发生的堵灰，大幅度降低设备的维护成本；实现了换热器金属受热面最低壁面温度处于可控可调状态，使复合相变换热器具有相当幅度的调节能力，使排烟温度和壁面温度保持相对稳定，并能适应锅炉的燃料品种以及负荷的变化；保留了热管换热器所具有的高效传热特性的同时，可通过排气体操作有效的解决相变换热器的老化问题，大大延长了设备的使用寿命。第六页，共20页。复合相变换热器技术”在热水锅炉上的成功应用

2005年10月,北区集中供热站在新建的三台DZL14-1.0/95/70-AⅡ锅炉锅炉省煤器后部增设复合相变换热器（取消原锅炉配套设计的空气预热器）.2006年2月15日，河南油田节能监测站对锅炉运行情况进行了锅炉热效率测试，综合两项，复合相变换热技术在供暖锅炉上应用使炉效提高7.4％。第七页，共20页。相变换热利用装置第八页，共20页。弱爆炸波清灰技术

炉膛辐射受热面或尾部对流受热面上的积灰层或结渣层，影响受热面的传热。

清除受热面上的积灰和结渣，维持其清洁，是保证锅炉安全经济运行的一个重要手段。弱爆炸波清灰器的工作原理是可燃气体（乙炔、煤气、天然气、石油液化气等）与空气按一定比例混合形成的预混气体，在特别设计的湍流燃烧室中快速燃烧，并在爆炸腔中加速产生高速脉冲射流，最后经球面波发生器向受热面发射高速脉冲球面波射流。受热面积灰由于受到高速脉冲球面波射流的冲刷和强烈的声波激振而脱落，并被烟气带走。第九页，共20页。“弱爆炸波清灰技术”在热水锅炉上的成功应用原北区供热队六台燃油加热炉12个对流受热面积灰较重,2003年根据实际情况设计了一套对流受热面弱爆炸波吹灰系统。实施后达到了以下技术指标：1、实现加热炉除灰效率≧85％；2、加热炉排烟温度平均下降16.8˚C以上，加热炉实际运行效率提高2.62％(实测)；3、提高了系统安全可靠性，大大降低了操作工人劳动强度。第十页，共20页。方案思路利用复合相变换热器技术降低排烟温度,回收的余热直接加热锅炉给水，将锅炉给水温度提高，以减小锅炉给水中的溶氧量，避免锅炉氧腐蚀。针对相变换热器容易积灰的问题，在相变换热器上安装弱爆除灰装置，对相变进行除灰，使排烟温度平均下降，锅炉实际运行效率提高.；第十一页，共20页。设计参数序号参数参数单位数值1锅炉蒸发量t/h42烟气流量Nm3/h69303入口烟气温度℃2204出口烟气温度℃1205入口水温℃106出口水温℃657水流量t/h48受热面最低壁面温度℃≥98第十二页，共20页。相变换热器结构示意图

第十三页，共20页。

相变换热器软化水系统流程图第十四页，共20页。复合相变换热技术在蒸汽锅炉上应用

第十五页，共20页。复合相变换热技术在蒸汽锅炉上应用第十六页，共20页。应用效果

2008年4月21日，河南油田节能监测站对锅炉运行情况进行了锅炉热效率测试，烟气经过复合相变换热器温度由227℃降至158℃；锅炉循环水经过复合相变换热器后，温度由19.6℃升至77℃。锅炉尾部烟气热量得到了一定利用，炉效提高1.5％。第十七页，共20页。效益分析节约燃煤量＝Ι×Ｑ×η＝2×3000×1.5％＝90吨以燃煤价格550元/吨计算,节约资金＝550×90＝4.95万元.由于实现了热力除氧,有效避免了氧腐蚀,节约了锅炉维修费用,延长了锅炉使用寿命,保证了锅炉安全.第十八页，共20页。下一步工作

相变换热器将排烟温度明显降低,但是回收的热量没有完全利用.一是管道泵功率偏小,