專利名稱：一種含有自動(dòng)控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種含有自動(dòng)控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于熱交換與自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含有自動(dòng)控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置。
背景技術(shù)：
[0002]在全球氣候變暖的背景下，以低能耗、低污染為基礎(chǔ)的“低碳經(jīng)濟(jì)”成為全球熱點(diǎn)。 低碳經(jīng)濟(jì)實(shí)質(zhì)是能源高效利用、清潔能源開(kāi)發(fā)、追求綠色GDP的問(wèn)題，核心是能源技術(shù)和減排技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和制度創(chuàng)新以及人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。因此，節(jié)能是我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，也是當(dāng)前一項(xiàng)極為緊迫的任務(wù)。[0003]對(duì)火力發(fā)電廠而言，鍋爐熱損失中最大的是排煙損失。據(jù)全國(guó)火電廠的排煙溫度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)小型鍋爐，燃用高硫煤時(shí)，排煙溫度較高，可以達(dá)到180 0C ^220 °C左右；中型鍋爐排煙溫度在110 0C ^180 °C。研究顯示，排煙溫度每升高15 0C ^20 °C，鍋爐效率大約降低I. 0%。因此，鍋爐排煙是一個(gè)潛力很大的余熱資源。針對(duì)我國(guó)能源和水資源短缺、環(huán)境惡化日趨嚴(yán)重等狀況，在電廠設(shè)計(jì)中優(yōu)化系統(tǒng)和設(shè)計(jì)，合理地利用電廠的煙氣余熱，提高機(jī)組效率，減少煤耗，是節(jié)能的主要措施之一。[0004]現(xiàn)階段的火電廠煙氣余熱回收裝置種類很多，一般是直接在煙道上串聯(lián)換熱裝置，煙氣經(jīng)過(guò)換熱裝置以后排出，由于存在低溫冷凝腐蝕和由此產(chǎn)生的黏性灰垢問(wèn)題，現(xiàn)有的換熱器在設(shè)計(jì)時(shí)都要避免換熱器出口的排煙溫度過(guò)低，以保證換熱器的使用壽命和安全?，F(xiàn)有的處理設(shè)計(jì)不能實(shí)時(shí)檢測(cè)排煙溫度，因此為了防止低溫腐蝕留有較多余量，排煙溫度與設(shè)計(jì)值一般高出10 0C ^50 °C。要降低排煙溫度就需要提高壁面抗腐蝕性，在綜合考慮節(jié)能與節(jié)材經(jīng)濟(jì)可行性時(shí)，對(duì)于150 °C左右的低排煙溫度，現(xiàn)有的換熱器不能從根本上解決低溫冷凝腐蝕和能量最優(yōu)利用問(wèn)題，能量的利用率低，設(shè)備靈活性差，無(wú)法在燃燒工質(zhì)的組分發(fā)生變化時(shí)，獲得最優(yōu)能量利用，致使大量熱量的煙氣從煙 排放到大氣中而未被充分利用，造成鍋爐熱效率下降，發(fā)電煤耗上升。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]針對(duì)目前低溫?zé)煔庥酂崂玫默F(xiàn)狀，本實(shí)用新型提供了一種含有自動(dòng)控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置。通過(guò)將低溫?zé)煔獾挠酂崂门c自動(dòng)控制器相結(jié)合的方式，有效地解決目前低溫?zé)煔庥酂峄厥绽貌怀浞侄斐慑仩t效率低下，發(fā)電煤耗高的問(wèn)題，達(dá)到低溫?zé)煔庥酂峄厥绽玫耐瑫r(shí)又能保護(hù)煙氣換熱設(shè)備不受酸腐蝕的目的。[0006]一種含有自動(dòng)控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置，在其引風(fēng)管道上順次設(shè)置引風(fēng)機(jī)、 低溫?zé)煔鈸Q熱裝置和煙 ;在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置上設(shè)置循環(huán)冷卻水管道，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置出口側(cè)的循環(huán)冷卻水管道上設(shè)置冷卻循環(huán)水泵；在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置入口處設(shè)置硫成分測(cè)量?jī)x，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置入口處和出口處分別設(shè)置I個(gè)溫度傳感器，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置中部設(shè)置煙氣流量監(jiān)測(cè)裝置；在控制柜中設(shè)置PID控制器和冷卻水循環(huán)變頻器；所述硫成分測(cè)量?jī)x、溫度傳感器和煙氣流量監(jiān)測(cè)裝置分別與控制柜中PID控制器相連；所述冷卻循環(huán)水泵與控制柜中的冷卻水循環(huán)變頻器相連。[0007]所述低溫?zé)煔鈸Q熱裝置為螺旋管束換熱器。[0008]本實(shí)用新型的有益效果為[0009]本實(shí)用新型由于在鍋爐或者爐窯引風(fēng)機(jī)和煙囪之間裝有余熱利用裝置，并采用了低溫?zé)煔庥酂崂门c自動(dòng)控制功能相結(jié)合的方式，故在低溫?zé)煔庥酂嶙罴牙玫耐瑫r(shí)保護(hù)低溫?zé)煔鈸Q熱裝置不受煙氣中的硫成分造成的酸腐蝕。在此系統(tǒng)中，煙氣與低溫?zé)煔鈸Q熱裝置中的水間接接觸進(jìn)行氣-水熱量交換，將熱量傳遞給低溫?zé)煔鈸Q熱裝置中的冷凝水， 同時(shí)由于控制裝置的前饋和反饋控制作用，當(dāng)煙氣流量在引風(fēng)機(jī)出口溫度以及煙氣中硫成分發(fā)生變化時(shí)，分別通過(guò)煙氣流量檢測(cè)裝置、溫度傳感器、硫成分測(cè)量?jī)x檢測(cè)出其變化，并將變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳遞給冷卻水循環(huán)變頻器，改變冷卻水循環(huán)變頻器的輸出頻率從而改變了冷卻循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速，使得冷凝水流量發(fā)生相應(yīng)的變化，故保證了低溫?zé)煔鈸Q熱裝置出口的煙氣溫度在酸腐蝕的露點(diǎn)溫度之上，避免出現(xiàn)酸的露點(diǎn)，這樣既能充分地利用了煙氣的余熱，又能保護(hù)換熱設(shè)備不受酸腐蝕。


[0010]圖I為本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；[0011]圖2為本實(shí)用新型的自動(dòng)控制原理示意圖；[0012]圖中標(biāo)號(hào)1_引風(fēng)機(jī)；2_引風(fēng)管道；3_循環(huán)冷卻水管道；4_低溫?zé)煔鈸Q熱裝置； 5-冷卻循環(huán)水泵；6_控制柜；7_煙囪。
具體實(shí)施方式
[0013]本實(shí)用新型提供了一種含有自動(dòng)控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。[0014]一種含有自動(dòng)控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置，在其引風(fēng)管道2上順次設(shè)置引風(fēng)機(jī) I、低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4和煙 7 ;在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4上設(shè)置循環(huán)冷卻水管道3，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4出口側(cè)的循環(huán)冷卻水管道3上設(shè)置冷卻循環(huán)水泵5 ;在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4 入口處設(shè)置硫成分測(cè)量?jī)x，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4入口處和出口處分別設(shè)置I個(gè)溫度傳感器，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4中部設(shè)置煙氣流量監(jiān)測(cè)裝置；在控制柜6中設(shè)置PID控制器和冷卻水循環(huán)變頻器；所述硫成分測(cè)量?jī)x、溫度傳感器和煙氣流量監(jiān)測(cè)裝置分別與控制柜6中 PID控制器相連；所述冷卻循環(huán)水泵5與控制柜6中的冷卻水循環(huán)變頻器相連。[0015]所述低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4為螺旋管束換熱器。[0016]如圖I和圖2所示，低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4入口處的溫度傳感器用于采集低溫?zé)煔膺M(jìn)入低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4入口時(shí)的溫度，并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，送到控制柜6中的PID控制器；硫成分測(cè)量?jī)x用于采集低溫?zé)煔膺M(jìn)入低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4入口的硫成分，并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，送到控制柜6中的PID控制器；煙氣流量監(jiān)測(cè)裝置用于采集低溫?zé)煔獾牧髁啃盘?hào)，并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，并送到控制柜6中的PID控制器；低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4出口處的溫度傳感器用于采集低溫?zé)煔饨?jīng)低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4換熱后的出口溫度，并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，送到控制柜6中的PID控制器。冷卻水循環(huán)變頻器接受控制柜6中的PID控制器的輸出信號(hào)后，發(fā)出信號(hào)去控制冷卻循環(huán)水泵5的轉(zhuǎn)速。[0017]本實(shí)用新型的工作原理如圖2所示煙氣從引風(fēng)機(jī)I出口進(jìn)入低溫?zé)煔鈸Q熱裝置 4之前先經(jīng)過(guò)安裝在其入口處的硫成分測(cè)量?jī)x和溫度傳感器，測(cè)出煙氣中硫的成分含量和煙氣進(jìn)入低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4前的入口溫度A。根據(jù)硫成分含量與煙氣酸露點(diǎn)溫度之間的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，可以計(jì)算出低溫?zé)煔馑崧饵c(diǎn)溫度t2’，為了避免溫度傳感器的精度和經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式帶來(lái)的誤差，把此溫度再加上5°C的裕量作為煙氣在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4出口處的安全排煙溫度t2(t2= t2’+5)。當(dāng)煙氣沿著低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4到達(dá)中間位置時(shí)經(jīng)煙氣流量檢測(cè)裝置，該裝置可以實(shí)時(shí)地檢測(cè)出當(dāng)前煙氣的流量Q，當(dāng)煙氣沿著低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4到達(dá)其出口時(shí)經(jīng)溫度傳感器，此溫度傳感器測(cè)量的是煙氣經(jīng)低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4后在其出口的實(shí)際溫度t3。由能量守恒，QX (Vt2)的值便是我們可以利用的最佳能量，由于引風(fēng)機(jī)I 所引送的煙氣量是受鍋爐的熱負(fù)荷控制，熱負(fù)荷是由調(diào)度所決定，不能改變，煙氣的入口溫度h和安全溫度t2是由工質(zhì)確定，也不能改變。所以為了能夠最佳地利用低溫?zé)煔獾臒崃浚?同時(shí)為了達(dá)到控制的快速性和實(shí)時(shí)性，以引風(fēng)機(jī)I所引送的煙氣流量及溫度差(h、)的乘積為控制系統(tǒng)的前饋值，粗調(diào)控制冷卻循環(huán)水泵5的轉(zhuǎn)速進(jìn)而控制冷卻循環(huán)水的流量，從而構(gòu)成前饋控制。另外根據(jù)低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4入口煙氣中硫成分含量和酸露點(diǎn)之間的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式推算出的溫度t2’再加上5 V的溫度裕量作為安全排放溫度t2，以此溫度作為煙氣在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4出口溫度的設(shè)定值，把該設(shè)定值與經(jīng)過(guò)低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4換熱后的煙氣出口實(shí)際溫度值t3作差，用此偏差信號(hào)(t2-t3)作為PID控制器的輸入信號(hào)去控制冷卻水循環(huán)變頻器的輸出頻率，精調(diào)控制冷卻循環(huán)水泵5的轉(zhuǎn)速，減少控制偏差，最終達(dá)到煙氣在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4的出口設(shè)定溫度和煙氣在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置4的出口實(shí)際溫度相等，從而構(gòu)成反饋控制。由上面前饋控制和反饋控制組成復(fù)合控制系統(tǒng)不但抗干擾能力強(qiáng)、適用性好、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，而且使得在低溫?zé)煔庵械牧虿辉斐傻蜏責(zé)煔鈸Q熱裝置4酸腐蝕的情況下，煙氣中的余熱能得到最佳利用。
權(quán)利要求1.一種含有自動(dòng)控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置，其特征在于在引風(fēng)管道(2)上順次設(shè)置引風(fēng)機(jī)(I)、低溫?zé)煔鈸Q熱裝置(4)和煙 (7);在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置(4)上設(shè)置循環(huán)冷卻水管道(3)，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置(4)出口側(cè)的循環(huán)冷卻水管道(3)上設(shè)置冷卻循環(huán)水泵(5);在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置(4)入口處設(shè)置硫成分測(cè)量?jī)x，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置(4)入口處和出口處分別設(shè)置I個(gè)溫度傳感器，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置(4)中部設(shè)置煙氣流量監(jiān)測(cè)裝置；在控制柜(6)中設(shè)置PID控制器和冷卻水循環(huán)變頻器；所述硫成分測(cè)量?jī)x、溫度傳感器和煙氣流量監(jiān)測(cè)裝置分別與控制柜(6)中PID控制器相連；所述冷卻循環(huán)水泵(5)與控制柜(6)中的冷卻水循環(huán)變頻器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種含有自動(dòng)控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置，其特征在于所述低溫?zé)煔鈸Q熱裝置(4)為螺旋管束換熱器。
專利摘要本實(shí)用新型屬于熱交換與自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含有自動(dòng)控制的低溫?zé)煔庥酂崂醚b置。本實(shí)用新型在引風(fēng)管道上順次設(shè)置引風(fēng)機(jī)、低溫?zé)煔鈸Q熱裝置和煙囪；在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置上設(shè)置循環(huán)冷卻水管道，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置出口側(cè)的循環(huán)冷卻水管道上設(shè)置冷卻循環(huán)水泵；在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置入口處設(shè)置硫成分測(cè)量?jī)x，在其入口處和出口處分別設(shè)置1個(gè)溫度傳感器，在低溫?zé)煔鈸Q熱裝置中部設(shè)置煙氣流量監(jiān)測(cè)裝置；所述冷卻循環(huán)水泵、硫成分測(cè)量?jī)x、溫度傳感器和煙氣流量監(jiān)測(cè)裝置分別與控制柜相連。本實(shí)用新型抗干擾能力強(qiáng)、適用性好、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，而且使得在低溫?zé)煔庵械牧虿辉斐傻蜏責(zé)煔鈸Q熱裝置酸腐蝕的情況下，煙氣中的余熱能得到最佳利用。
文檔編號(hào)F27D17/00GK202813408SQ201220498058
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者錢殿偉, 劉倩, 文登宇, 袁桂麗, 劉向杰, 侯國(guó)蓮 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)