相变换热器使用手册

复合相变换热器的基本原理一般常用的换热器为管式换热器，其金属受热面最低壁面温度与热流体排放温度之间大致处于一种倍数关系，即排烟温度为140°C时相应的最低壁温仅为70°C左右。对于热管换热器，“如果金属受热面壁面温度要求不低于77.8C时，其排烟温度通常不得低于155C，否则必然引起低温结露腐蚀”（参见顾维藻等著《强化传热》科学出版社）；上述换热器的壁温只能作为校核温度，也就是说，当运行工况因运行需要必须进行调整时，即便知道必然会发生低温腐蚀也无法避免，没有任何办法直接对壁温进行调整控制。复合相变换热技术是一个全新的换热技术，它采用了热管的原理，提出了“相变段”这一概念，开创了以“壁面温度”作为换热器最基本的设计参数这一新理念。从根本上解决了低温腐蚀难题。“相变段”的概念是将原热管换热器中相互独立的部分，通过优化设计构造成一个关联的整体。保证“相变段”受热面最低壁面温度只有微小的梯度温降。同时，利用“相变段”将被加热介质（如空气、水）的温度适当地提高。被预热了的空气可以保证下级空预器的安全，解决了低温腐蚀问题；被加热的水回收了烟气中的余热，实现了节能的目的。通过“相变段”水量的调节，可以对受热面最低壁温面度实现闭环控制，实现了壁面温度的恒定或调节。概括复合相变换热技术，其核心内涵在于：a、 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；b、 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堵灰现象的出现，大幅度降低设备的维护成本；c、 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，适应锅炉的燃料品种以及传热负荷的变化，使排烟温度和壁面温度保持相对稳定；d、 保留了热管换热器所具有的高效传热特性的同时，可通过排除不凝气体有效解决老化问题，大大延长了设备的使用寿命。换热器的系统接入在原锅炉烟气系统尾部水平段,即在锅炉出口水平烟道加装一台复合相变换热器（FXH）吸热段。其作用为：回收烟气中的热量，排烟温度可以从运行的200.9C降到130C左右。

同时FXH吸热段受热面壁面温度总是高于燃煤酸露点温度，从而保证换热器不结露、不积灰、不腐蚀。「自控装置 i'45.2°C i ―CXI '—! 曲一70°C 至出水母管| 16.5t/h200.9°C水平烟道rrwKO-mm_130^烟气相变段SZL(QX)7-1.0-95/70热水锅炉相变换热器设计参数序号参数单位数值1锅炉额定功率MW72烟气温度Nm3/h166473相变换热器入口烟气温度°C2204相变换热器出口烟气温度°C5-120+55相变换热器入口水温C556相变换热器出口水温C757相变换热器水流量t/h28.28相变换热器烟气侧压降PaW3509相变换热器回收热量kw98610相变换热器受热面最低壁面温度C2100

相变换热器结构示意图FXH投运前的检査与准备复合相变换热器本体汽、水系统无泄漏各仪表显示正常，控制系统无异常检查壁温、相变后烟气温度及出口水温是否显示正常检查复合相变换热器各阀门开、关状态是否正常：如相变换热器结构示意图所示：排污阀、排气阀、注水球阀处于关闭状态；出水阀、进水阀处于开启状态；PLC调节阀调整到手动状态并处于全开。设备的投运注水及排气1）注水前检查注水表是否正常，打开相变下段排污阀待水排净后，关闭排污阀，开启进水阀，PLC调节阀调整到手动状态并全开；开启排气阀、注水球阀，开始注水；注水时监视水表：汽包注水量到345Kg使，注水结束。2）排气在关闭汽包的注水球阀2，停止注水后进行。放气球阀1和针形阀处于开启状态，待相变下段受热产生蒸汽，可见放气球阀1有气体排出，即开始排气。排气持续半小时左右。先关闭针型阀，检查针型阀的严密性，同时观察注水球阀是否严密，不得有水迹；然后关闭排气球阀1，排气结束。排气过程中应适时适量开大相变换热器热网回水系统的出口阀，以排气口不产生负压、壁温显示仪显示温度在105°C〜120°C为宜。排气过程中，注意PLC控制壁温显示仪显示温度不得超过120C。注意：排气时操作人员应避开排气口，以免烫伤。2、调节相变段壁面温度和排烟温度排气结束后，切换PLC调节阀控制改为自动状态，调节阀自动调整相变换热器汽包的进水量，此后显示壁温值围绕100C上下波动。此时，排烟温度约为120C，设备进入正常运行状况。五、 设备运行中的操作1、相变换热器正常运行时，调节系统将自动调节相变段的壁面温度，排烟温度和壁面温度都将控制在设计范围内。PLC的PID控制参数已设置，但所设置的不一定是最佳参数，以后可由专业人员根据运行具体情况，修改控制参数，以达到最佳控制效果。当所在系统运行参数有较大变化（如煤种变化导致燃烧工况变化，相变换热器进口烟温或进口水温变化较大）时，应及时调整控制参数，以达到壁温偏离设定值最小的同时排烟温度稳定于最小值，即回收热量最大化。注意：正常运行中，无论何时相变段壁面温度显示仪显示温度值都不得低于98°C。六、 设备的停用1、停炉时的操作停炉过程中，随着锅炉负荷的递减，调节阀将自动调小进入复合相变换热器汽包的水量，直至阀门全关。调节阀有一定的泄漏量，因此，为保持相变段壁温显示值不低于100C，应手动尽量关小进水阀，但不能全关，以避免烟道余热使汽包管程热网会水汽化，造成水击。当排烟温度低于110C时，关严汽包进水阀门，此时复合相变换热器停止运行。注意：严禁同时关闭相变段热网回水系统（汽包管程）的进水阀和出水阀，否则将可能造成设备损坏的严重后果。2、停炉后的再启动锅炉启动后，切换PLC调节阀控制为自动状态。随着排烟温度的逐渐升高，显示壁温亦随之升高。当显示壁温超过100C时，缓慢打开进水阀至全开。此后调节阀自动调整相变换热器汽包的进水量，随着锅炉负荷的升高，调节阀自动开大，直至锅炉达额定负荷，此时，显示壁温值围绕100C上下波动，排烟温度约为120C，设备进入正常运行状况。3、紧急停用锅炉正常运行时，当发生故障无法保证进入相变换热器的热网回水流量或热网回水中断时，壁温显示仪显示温度将迅速上升。运行人员应在相变段壁温显示超过170C之前打开针阀和放气球阀1，进行排气减压；同时，打开相变段排污阀排净传热媒质，相变换热停止，换热器停止工作。排除故障后，复合相变换热器重新恢复工作的操作步骤详见“四、设备的运投”七、 维护和故障处理1、在复合相变换热器正常运行状况下，因相变下段的壁面温度总是高于烟气酸露点，加之吹灰器定时的正常吹灰，相变下段使不会积灰的。但由于复合相变换热器不可避免地运行于开、停炉或其他非正常状况，所以在某些时段，相变下段的壁面温度可能会低于烟气酸露点，从而难免会产生少量的积灰。随之积灰量的增加，相变段的烟气阻力将明显地增加。这时，可以在锅炉压火的状态下，通过清灰门进行人工清灰，以杜绝因积灰的长期积累而导致堵灰。2、复合相变换热器正常运行时，发生传热性能劣化（变现为壁面温度和排烟温度同时升高，且开大热网回水量不能有效降低排烟温度），则用户可在不注水的情况下自行进行三次以下排气操作。首先，将调节阀PLC切换至手动状态，通过PLC手动状态调小进水阀开度，当相变段壁温显示超过105°C时，依次打开放气球阀1和针型阀，进行排气。排气过程应密切监视，及时调整调节阀开度，使排汽连续、稳定，又不使相变段壁温显示过高（高于115C）。排汽5至10分钟后，依次关闭针型阀和放气球阀1。恢复PLC调节阀控制为自动状态，相变即能正常运行。3、 在锅炉停炉检修时，应重点检查相变段烟气侧的积灰、腐蚀及磨损情