加热炉陶瓷蓄热式空气预热器首次工业应用总结

介绍了中国石化海南炼油化工有限公司1号航煤加氢装置余热回收系统升级改造情况。改造方案:通过对加热炉热效率及热负荷进行重新核算,计划将原热管式空气预热器优化为新型陶瓷蓄热式空气预热器。具体改造内容:拆除设置在炉顶上的热管式空气预热器,在反应进料加热炉侧面地面新增4组陶瓷蓄热式空气预热器模块;原引风机作为冷烟气引风机利旧;新增一台鼓风机和烟风道。结果表明:装置实施改造后,加热炉排烟温度可降至70℃以下,加热炉热效率可提高至95%以上,排烟温度实现灵活调节,加热炉燃料气消耗量减少约10%。在装置长周期运行过程中,系统防腐性能良好,系统稳定可靠。

加热炉陶瓷蓄热式空气预热器应用总结

陶瓷蓄热式空气预热器以耐腐蚀的蜂窝陶瓷为蓄热体,突破露点腐蚀障碍,深度回收加热炉烟气余热。应用案例表明:可以实现排烟温度低于90℃、热效率大于95%的加热炉节能目标。排烟温度在线可调,可控制在70~90℃的目标范围内,可以动态匹配加热炉的负荷变化和环境温度的四季变化。八通换向挡板可确保烟气和空气的同步、低频换向,换向时间为480 s时,年换向频率约6.6万次,实现零泄漏。多个八通换向挡板并联布置,由DCS(集散控制系统)或PLC(可编程逻辑控制器)自动顺序控制。新实施例显示:换向时间为480 s时,工作组陶瓷蓄热式空气预热器排烟温度在47~57℃区间内动态循环变化,穿越了100℃的酸露点和55℃的水露点。

三分仓回转式空气预热器热力计算方法研究

回转式空气预热器是大型燃煤电站锅炉必不可少的设备之一,其运行参数对锅炉的经济性有重要影响。目前对于三分仓回转式空气预热器的热力计算尚无标准方法,通过对比分析已有的三分仓回转式空气预热器热力计算方法,结合空气预热器的结构和传热特点,在同时满足计算精度要求和易于工程求解的前提下,分别对基于微分求解的方法和基于一二次风配比的方法进行分析比较,并以4台典型600 MW机组的三分仓回转式空气预热器为例进行校核热力计算。结果表明:对于反转的空气预热器,基于微分求解方法得到的一次风温的计算值与设计值吻合较好,计算误差为3.1%;对于正转的空气预热器,基于一二次风配比的方法得到的一、二次风温计算值与设计值吻合较好,计算误差不超过3.7%。研究结果可为三分仓回转式空气预热器的热力计算方法提供参考。

三分仓空气预热器热力计算的研究

给出了回转式三分仓空气预热器传热计算的模型和求解方法,并定义了三分仓空气预热器的传热系数和温压,屏蔽了空气预热器转子热容,给出了不涉及转子本身热参数的计算方法。该方法不仅有足够的传热计算精度,更适于三分仓空气预热器的积灰状态在线实时监测。同时分析了转子单位时间热容Xr对三分仓空气预热器传热的影响。

三分仓回转再生式空气预热器漏风设计计算模型

由于采用旋转再生的热量传递方式,回转式空气预热器在运行中压力泄漏和携带泄漏难以避免,三分仓预热器的泄漏发生在多个部位,泄漏气流数目达18支,轴向和周向压力泄漏相互作用,形成复杂的气体流动网络。建立三分仓回转式空气预热器全面的漏风设计计算模型,在已知预热器进出口烟气和空气压力、温度以及出口空气流量、进口烟气流量的情况下,采用给定的密封间隙数据,通过求解描述泄漏和混合过程的方程组,确定所有泄漏气流的方向和流量,进而得到流过传热元件的实际气体流量等参数。利用一台600 MW锅炉三分仓回转式预热器的实际数据,模拟计算不同密封间隙时的气体泄漏,结果表明,一次风泄漏量约占空气泄漏量的75%;实际流过传热元件的一次风流量占预热器入口一次风流量的72%～86%;密封间隙变化对一次风系统的影响远大于二次风;忽略烟气携带泄漏会导致预热器漏风率的测量值比实际值低0.85%左右。

电站锅炉三分仓回转式空气预热器热力计算方法研究

基于两分仓回转式空气预热器热力计算标准方法,建立了三分仓空气预热器换热计算模型,同时给出了计算求解方法与热力计算程序。实际计算结果表明,该热力计算方法有较高的计算精度,可计算热段与冷段受热面交界截面的平均温度,且计算简便,其校核计算结果与原设计数据吻合较好。

火电厂烟风系统空气预热器漏风治理与节能应用

运用柔性接触式密封技术对某火电厂烟风系统三分仓回转式空气预热器(空预器)进行漏风治理和密封改造,与常规漏风治理措施相比进一步降低了空预器漏风率,在机组高负荷下空预器平均漏风率由8.350%降至4.045%,同时使供电煤耗下降约0.71g/(kW·h),引风机和一次风机电机功率平均下降12.2%和18.85%,引风机节电率达到12.15%,一次风机节电率达到19.51%,按0.373元/(kW·h)计算,空预器漏风改造每年能节约电费227.5万元,经济效益显著。

回转式空气预热器径向密封数值分析及监测

为实时掌握回转式空气预热器(空预器)的径向漏风情况,运用CFD软件建立了空预器传热的三维模型。该模型研究了空预器蓄热体上的温度分布和热传递,通过分析空预器漏风对烟气温度和CO2比例的影响,监测径向密封气密性,并在某300 MW机组实际测试中验证了计算结果。

考虑轴向导热的三分仓回转预热器传热模型及验证

推导并通过试验验证三分仓回转式空气预热器考虑轴向导热的传热模型。将方程中传热元件的局部结构参数替代成目前工程常用的整体数据,得到量纲一控制方程;采用实际运行的回转式预热器的测试数据,对传热控制方程进行求解,给出不同气体界面上边界条件的处理方法。对一台600MW锅炉回转式空气预热器进出口气流的温度、流量、泄漏量以及烟气成分进行测试,详细测定了预热器出口的烟气温度场。将测试数据与模型预测值进行对比,结果表明,该模型具有较好的精度,可用于预热器气流和金属温度场的计算分析,这是进行径向隔板变形计算,从而确定恰当的密封间隙,或选择合理的进口空气温度,保证安全的金属运行温度的基础。

三分仓回转式空预器通用模块化仿真模型

在培训用仿真模型的基础上,将工程上性能计算方法融入回转式空预器动态仿真模型中,从而提高了模型的精度。在STAR-90仿真支撑软件提供的建模环境下,将所建立的数学模型转化成一个具有标准化结构的通用算法模块。采用模块化建模方法,复用此算法模块,并通过各模块输出、输入变量名的连接的方式,建立了三分仓回转式空气预热器的多段仿真模型,从而校正了单段集中参数模型动态趋势中存在的某些错误响应。所建仿真模型,既可用于电站仿真机的开发,又可用于工程上对空预器的性能设计、分析。

三分仓回转式空气预热器泄漏和传热耦合计算

回转式预热器的气体泄漏发生在多个部位,由大空间之间的小孔流动、携带泄漏、质量和能量守恒组成的非线性方程组描述,泄漏模型确定的流过传热元件的气体流量是传热计算的基础;回转预热器的热量传递包括携带迁移和对流换热两个过程,传热模型确定的气体出口温度是泄漏计算的必要数据;采用考虑轴向导热的二维的偏微分方程描述三分仓回转式预热器的热量传递,该方程与泄漏模型的多维非线性方程构成泄漏和传热耦合模型,给出耦合模型的求解方法,它提供更为精细的回转式预热器设计计算方法。对一台实际运行的三分仓回转式预热器不同密封间隙下的性能进行模拟,并将理论计算值和实际测量数据进行对比,结果表明,模型有较好的精度;径向和轴向泄漏会降低锅炉排烟温度,使预热器漏风率增大;旁路漏风会引起锅炉排烟温度增加,但对预热器漏风影响很小;预热器不同部位的泄漏对漏风率和锅炉排烟温度有不同影响。

电站锅炉回转式空气预热器的动态数学模型

针对回转式空气预热器的传热特性进行了理论分析,并应用金属质量流量的概念,建立了空气预热器的实时仿真模型。该模型具有物理意义明确、计算简单、准确的特点.该模型主要用于制作电站仿真机。

回转式空气预热器变速优化运行探讨

文中分析了回转式空气预热器采用变转速优化运行所带来的热经济收益，给出了优化的目标函数和一个算例，并对实现的方法作了具体的讨论。

风罩回转式空气预热器的改造

空气预热器是良好的节能设备，用于锅炉和余热回收，可得很高的经济效益。目前电站锅炉中尚存在一部分较早生产的风罩回转式空气预热器，性能较差，漏风较大，效率较低。现有不少实例应用新一预热器去替换这些早期产品，以获得机组的安全运行和良好的经济效益，这是对老机组更新换代改造的重要举措。

回转式空气预热器堵灰的预防与清除

锅炉回转式空气预热器的堵灰普遍存在,它对锅炉的安全、经济运行有很大影响。对回转式空气预热器堵灰产生的原因、机理和影响因素进行了分析研究,提出了防治措施。

协调余热与回热系统的热能梯级利用技术

针对目前常用余热利用技术的不足,开发了协调余热与回热系统的新型热能梯级利用系统。该系统将锅炉和汽轮机的余热利用与回热循环有机结合起来,可智能分配热流向,具有更好的参数调控性能和工况适应性,不仅动态优化了热能的梯级利用,也改善了空气预热器的性能。以某660 MW空冷机组为例,设置传统低温省煤器回收烟气余热可使供电标准煤耗率在额定功率工况和热耗率验收工况分别降低1.70、1.08 g/(k W·h),采用协调余热与回热系统改造后分别降低3.19、3.74 g/(k W·h),平均多节能约150%,热经济性显著提高。

空气预热器蓄热板硫酸氢铵动态积灰模型

为提升空气预热器(空预器)蓄热板硫酸氢铵(ABS)黏结性积灰的模拟精度,采用动网格技术和Fluent软件自定义编码(UDF)构建了可预测ABS黏结性积灰颗粒与蓄热板表面碰撞、黏附、生长及剥离的动态积灰模型,并对某600 MW机组回转式空预器的3种蓄热板型进行了数值模拟,分析了蓄热板积灰层、压力场分布和积灰强度的变化规律。结果表明:本文构建的动态积灰模型可描述灰垢外形生长过程及其导致的烟道压降变化;人字形波纹和弓形波纹蓄热板的结合可有效降低冷端ABS导致的黏结性积灰量,其黏结性积灰量仅为传统DU型板的50%;ABS黏结性积灰区的积灰强度为松散性积灰区的5倍及以上。该结论对脱硝机组空预器蓄热板改造及吹灰器吹扫具有一定的工程指导意义。

回转式空气预热器多道密封的技术特性

介绍了空气预热器多道密封的结构及特性以及多道密封与空气预热器漏风的关系,并从设计、工艺、制造及安装等方面入手,分析了最佳密封道数的选择原理。

再生式空气预热器的温度场及传热的计算与分析

通过对我国大型锅炉中常用的再生式空气预热器中传热元件的传热过程的分析，建立了它的传热数学模型，通过计算机求解，以《锅炉机组热力计算标准方法》￣［１］中回转式空气预热器的设计计算为例，进行了核算，平均数值符合很好。

基于效能-传热单元数的回转式空预器换热性能计算方法

针对回转式空气预热器(空预器)换热效率计算,提出了一种不需要烟风流量热容比修正曲线的近似方法,烟风流量热容比修正曲线在PTC 4.3的空预器效率计算中是必须的,但又是难以得到的。本方法以效能-传热单元数原理为基础,通过分析大量的、涵盖多种煤质和多种容量的锅炉空预器设计参数,得到不同传热单元数下的空预器效能和烟风流量热容比的关系,进而建立了空预器换热效率的计算模型。以某机组的空预器改造为例,采用该模型计算了空预器换热效率,得到的结果较为准确,与设计值和实际情况相符。