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四氟换热器在烟气余热回收中的应用方向

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  • 发布时间:2020-09-28 15:11
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【概要描述】近年来,随着人们的环境保护、节能降耗意识的不断增强,我国对烟气余热回收的重视程度日益提高,现在已有大部分新建及改建电厂采用烟气余热回收系统,可提高整厂的运行效率,降低煤耗。针对烟气余热回收的问题,四氟换热器应运而生,满足了大温度区间的余热提取及除尘方案。

四氟换热器在烟气余热回收中的应用方向

【概要描述】近年来,随着人们的环境保护、节能降耗意识的不断增强,我国对烟气余热回收的重视程度日益提高,现在已有大部分新建及改建电厂采用烟气余热回收系统,可提高整厂的运行效率,降低煤耗。针对烟气余热回收的问题,四氟换热器应运而生,满足了大温度区间的余热提取及除尘方案。

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       近年来,随着人们的环境保护、节能降耗意识的不断增强,我国对烟气余热回收的重视程度日益提高,现在已有大部分新建及改建电厂采用烟气余热回收系统,可提高整厂的运行效率,降低煤耗。针对烟气余热回收的问题,四氟换热器应运而生,满足了大温度区间的余热提取及除尘方案。

    * 四氟换热器的特点

       在烟气余热利用系统中抗烟气腐蚀的材料选择大致经历了一下几个阶段:

     (1)316不锈钢+镍金属镀层:此方法在20世纪80年代中期被大量采用,经过运行后证明其无法满足抗烟气腐蚀要求,锈蚀堵塞严重,工作时间不超过两年就需要更换,无法满足电厂运行以及环保要求。

     (2)镍金属基材材料:20世纪90年代大量采用这一材料,经过实践证明其无法满足抗烟气腐蚀要求,只可以在脱硫后的净烟气再加热器中使用,并且造价高,经济型差。

     (3)哈氏合金材料:20世纪90年代末至21世纪初,大量采用这一材料,长期运行后证明其具有一定的抗烟气腐蚀能力,但耐腐蚀时间也只是比前两种材料长1—2年,

       经过前期的多种材料运行实践,需要有一种材质自身就具备特有的抗烟气腐蚀能力,只有这样才能在烟气余热利用方面有所作为 。基于以上分析,氟塑料材质的四氟换热器贴合市场需求,开始在烟气余热利用领域崭露头角,主要是因为其具有以下性能:

    (1)耐腐蚀性强:化学性能稳定,对化学品和溶剂呈惰性,它可以应用在大多数恶劣的工作环境中。

    (2)耐高温和低温:非金属材料在-190℃—260℃范围内低温不脆化、高温不软化,可正常使用。

    (3)优越的清灰功能:有固体材料中最小的表面张力,表面接触角非常大,不黏附任何物质;管壁表面光滑,并且有适度的挠性,使用时微有振动,故不易结垢;同时安装清灰装置,很好解决了积灰问题。

    (4)优良的耐磨损性:非金属材料本身具有优良的耐磨损性,并在设计师选取低磨损、低阻力的烟气流速,从而减少了对四氟换热器管束的磨损。

    (5)低阻力:非金属材料换热管本身表面光滑,摩擦系数小,对烟气的阻力小;具体设计时考虑四氟换热器本身对烟气的阻力,有最优化的结垢尺寸。

    (6)使用寿命长:非金属材料中不含光敏基因,耐老化,且耐磨损性强,不易堵灰,非金属换热器正常情况下可使用10—15年。

    (7)配置自动水冲洗及防积灰、结垢系统:冲洗系统是四氟换热器必不可少的组成部分,四氟换热器跟烟道连接,换热管束与烟气直接接触,运行环境恶劣,长时间运行换热管外壁于定位板将大量积灰,给换热带来极大的影响,导致换热能力严重下降,冲洗系统极好的解决了积灰的问题。冲洗系统在四氟换热器运行过程中,定时地对换热管束进行冲洗。

     * 四氟换热器的应用方向

       四氟换热器能吸收烟气余热,将流经脱硫塔的烟气通过冷凝方式析出其中水分,进一步将脱硫塔未脱除的SO3、SO2等酸性气体以酸液的形式凝结析出。通过烟尘于换热管束表面凝结水膜碰撞、吸附降低烟尘浓度。主要应用方向分为预热助燃空气、加热热网水、凝结水等。

     (1)空气预热:即以一次循环水为热媒,将在烟气侧吸收的热量释放给一、二次冷风,将进入预热器前的冷风预加热,从而减少蒸汽暖风器所需蒸汽用量,节约能源。具体工艺路线如图1所示

                                       

 

 

      (2)利用烟气余热加热凝结水,提高热效率,降低煤耗。低温的锅炉回水及凝结水进入四氟换热器后,吸收烟气的热量,温度得到提升后进入温度较高的一级加热器,水的热量释放后回到四氟换热器继续循环。这种方式提取了烟气肿得废热,减少了烟气中的酸性及大颗粒粉尘数量,起到了节能减排的作用。具体工艺路线如图2所示。

 

       (3)利用烟气余热加热水暖系统热网循环水,提高效率,降低煤耗。此种方式适合于有供热需求的区域,温度较低的热网回水进入热泵,热泵提取了循环水的热量传递给热网回水,加热热网回水后继续供暖。循环水则是提取了烟气中的废热。这种方式提取了烟气中的废热,减少了烟气中的酸性及大颗粒粉尘数量,起到了节能减排的作用。具体工艺路线如图3所示。

 

      * 经济性分析

       有实验证明,以某地电厂330MW机组为例,在脱硫塔后、烟囱前设置四氟换热器,用于提取低温烟气余热,减少烟尘排放量。根据实际测试数据分析其经济性,其中工业水按照7元/t,标煤按照600元/t,计算项目整体收益后得出,烟气入口温度:54.58℃,出口温度:52.1℃,循环水出入口温度:45.65℃和40.94℃,提取余热量:3.72MW,冷凝水量:5.9t/h,实验得出四氟换热器年节省烟囱维护费用在30万元,年节省水收益在27万元左右,年节省煤收益在178万元左右。

        相对于金属换热器来说,四氟换热器具有很明显的优势,如下表

 

         净化除尘功能:烟气经过四氟换热器后降温,随之大量的水蒸气在四氟换热器的小管径密集管束外表面凝结成水膜,烟气中的粉尘颗粒、SO2、H2SO4、(SO3)气溶胶、HCL等酸性气体流经密集管束时,充分与密集管束外表面的水膜接触、黏结、吸附,随凝液一起凝结排入地坑,并对管束外表面进行定期喷淋冲洗,达到超净化除尘的目的。

       综上所述,四氟换热器凭借自身特有的防腐蚀性能及换热性能,对比金属换热器更具经济型,并且维护费用低,一次安装。四氟换热器正常使用寿命长,使用过程中运行成本低,只是涉及到循环水、部分喷淋水水泵的用电,其他无能耗部件,基本不需要维护,四氟换热器在工程领域中的应用前景十分广阔。

 

       陕西瑞特热工四氟换热器烟气余热回收用氟塑料换热器是采用美国杜邦和日本大金的PFA(氟塑料)制造的换热器。PFA(氟塑料)换热器耐烟气酸露点腐蚀,可回收低温烟气,材质耐高温(260℃左右);管束排布方向和烟道方向平行,烟阻很小;氟塑料管束表面光滑,使用时微有震动,不易积灰,且设有清灰装置,以保证换热器正常运行。

       工艺保障:我厂氟塑料一次性焊接成功率高达98%,焊缝质量有保障。管材不会发生应力裂缝、点蚀,无泄漏风险。

       该设备典型应用场合:冶炼厂锅炉烟气余热回收、玻璃企业的窑炉烟气余热回收、热电厂的锅炉、窑炉烟气余热回收、焦化厂焦炉烟气余热回收、水泥厂窑炉余热回收等。我公司可根据客户具体工况参数进行设计,满足客户的生产需求。

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