三维肋片管强化换热技术在燃煤机组中的创新研究及应用
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完成单位:广东省韶关粤江发电有限责任公司
登记编号:ZSCX-DL2019-J-1-28
登记年份:2019
发布时间:2019-11-18
成果主要完成人
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项目概况
燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫系统普遍装设回转式GGH,以加热净烟气,防止对烟囱造成腐蚀。GGH的设置可以充分利用原烟气余热,但随着燃煤电厂超低排放标准的实施,GGH漏风问题成为制约SO2达标排放的主要限制因素,尽管各GGH厂家采取了各种措施改善GGH密封性能,但根据近年来的现场测试结果,有相当一部分电厂在性能验收试验阶段的GGH泄漏率都超出了1%的要求,严重的甚至达到3%以上。无法满足超低排放背景下SO2排放浓度不高于35mg/m3的要求,且GGH存在较严重的腐蚀堵灰现象,为此,需取消原有回转式GGH。
相较回转式GGH换热器,管式GGH换热器具有调温能力强,换热管零泄漏,电能消耗低等显著优点,但是传统管式GGH换热器对布置空间要求大,同时金属耗用量大。为了更好的利用管式换热器的优点,避免传统管式GGH的缺点,本课题提出了一种新型三维内外肋片管换热技术。该技术利用有强化传热作用的三维肋片管作为换热管,可以大大减少金属耗量,使换热器本体重量减轻;采用流道分隔板设计,使冷媒与热媒共用流道隔板进行表面换热,增强换热系数,从而解决传统管式GGH换热器较回转式GGH换热器静荷载重的问题,并使换热器的结构紧凑,便于布置。改造系统简单,在满足超低排放要求的同时,解决现有脱硫回转式GGH换热器烟气泄漏、低温腐蚀、结垢、可靠性差等问题。
技术方案:
三维肋片管GGH系统主要包括两台GGH换热器、热烟气再循环系统及辅助蒸汽加热装置。换热器采用立式布置方式,原烟气经引风机后自下而上流经换热器管侧,加热管外冷净烟气后降温到85℃进入脱硫塔,脱硫后约47℃的净烟气水平进入换热器壳侧,被原烟气加热到80℃以上,经烟囱排入大气。系统流程如图1。
本课题拆除现有回转式GGH和进出口部分烟风道,在现有2~4号柱及A、B列之间框架区域布置三维肋片管GGH及其附属烟风道,安装标高+6.70m。具体如图2及图3。
换热器采用模块化设计,方便吊装及检修。
热烟气再循环系统的作用是将三维肋片管GGH出口处的热净烟气(约2%)送回至湿式除尘器出口烟道,与冷净烟气混合达到过热状态,烟气中携带的液滴气化,避免石膏微粒在换热管表面粘附造成严重腐蚀。
在机组冷态启动和50%负荷以下工况运行时,投用辅助蒸汽加热器,采用主厂房引来的辅助蒸汽(0.6~0.8MPa,250℃~300℃)加热再循环净烟气。
换热器采用在线吹灰、离线清灰方式,设置有高频高声强声波吹灰系统,采用压缩空气在线吹灰,停机时采用工艺水清灰。
为了使气流均匀通过GGH,采用 CFD数值模拟方法对流场进行优化,通过对GGH原烟气、净烟气烟道内布置合理的均流装置,改善烟气流场分布情况。