一种余热锅炉烟气引流系统及方法与流程

本申请涉及燃气轮机发电，更具体地，涉及一种余热锅炉烟气引流系统及方法。

背景技术：

1、联合循环机组通常包括一台燃气轮机和一台蒸汽轮机，它们通过共享一个余热锅炉来提高发电效率。余热锅炉在这种系统中的作用是回收并利用燃气轮机排放的高温烟气中的余热来产生蒸汽，然后用于驱动蒸汽轮机以再次产生电力。然而，余热锅炉低温段受热面常常受到低温腐蚀的困扰。

2、在常规的余热锅炉中，入口烟道的烟气温度较高，通常在600℃以上，在流过余热锅炉层层受热面后烟气不断换热，温度逐渐降低，而在通过余热锅炉尾部受热面时往往已经接近烟气露点温度，导致尾部受热面不断结露，水蒸气和酸性物质凝结在金属表面上，使尾部受热面发生低温腐蚀。此外，在余热锅炉中，烟气中可能含有酸性物质，如硫酸、硫酸雾、氯化物等。这些物质与金属表面接触时，可以引发化学反应，造成腐蚀。这种腐蚀现象会导致受热面的损坏，降低了锅炉的效率和寿命。因此，寻找一种有效的方法来预防余热锅炉受热面低温腐蚀成为工程技术领域的重要挑战。

3、当前已投运的联合循环机组均或多或少出现了低温腐蚀问题，针对该问题，现有技术中所能提供的解决方案相对有限，大多只能采取直接更换受热面的方法，工期长，投入大。由于余热锅炉低温段受热面的结构特征决定了一旦发生了低温腐蚀，则很难进行治理，如何预防低温腐蚀的发生是保证余热锅炉长期运行的关键问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种余热锅炉烟气引流系统，用以解决现有技术中余热锅炉尾部受热面易发生低温腐蚀的技术问题，包括：

2、余热锅炉；

3、引流烟道，一端连通余热锅炉的过热器段，另一端连通余热锅炉的尾部受热面；

4、引流风机，设置于引流烟道内；

5、控制挡板，设置于引流烟道内靠近引流风机的出风口一侧；

6、传感器组件，设置于余热锅炉的尾部受热面，用于计算余热锅炉的尾部受热面结露量；

7、控制单元，用于根据余热锅炉的尾部受热面结露量控制引流风机和控制挡板。

8、进一步地，所述传感器组件包括：

9、温度传感器，用于检测余热锅炉的尾部烟气温度；

10、含水量传感器，用于检测余热锅炉的尾部烟气含水量；

11、气体流量传感器，用于检测余热锅炉的尾部烟气流量；

12、判断单元，用于根据尾部烟气温度判断尾部受热面是否存在结露风险；

13、计算单元，用于根据尾部烟气含水量及尾部烟气流量计算尾部受热面的结露量。

14、进一步地，所述判断单元用于：

15、获取余热锅炉尾部烟气的结露温度，绘制尾部烟气温度与结露温度的差值随时间变化的曲线图；

16、根据预设结露温度容许阈值确定结露温度容许面积，计算尾部烟气温度与结露温度的差值随时间变化的曲线图在第一预设时段内与x轴围成区域的面积和结露温度容许面积的差值；

17、若面积差值的绝对值小于或等于第一预设阈值，则判断尾部受热面存在结露风险；

18、若面积差值的绝对值大于第一预设阈值，则判断尾部受热面不存在结露风险。

19、进一步地，所述判断单元用于：

20、以第一预设时段作为横向长度，以结露温度容许阈值与x轴之间的距离作为纵向高度，确定结露温度容许区间，将结露温度容许区间围成的面积作为结露温度容许面积。

21、进一步地，所述计算单元用于：

22、若判断单元判断尾部受热面存在结露风险，则根据结露量计算公式计算尾部受热面的每小时结露量；

23、根据尾部受热面每小时结露量结合结露风险发生时间计算尾部受热面结露量；

24、结露量计算公式具体为，

25、

26、其中，s为尾部受热面的每小时结露量，为尾部烟气流量，a为尾部受热面的烟气接触面积，g为尾部烟气含水量。

27、进一步地，所述控制单元用于：

28、若尾部受热面结露量大于第二预设阈值，则开启控制挡板；

29、绘制开启控制挡板后的尾部烟气温度随时间变化的曲线图，根据尾部烟气温度随时间变化的曲线图判断是否开启引流风机；

30、若判断为不开启引流风机，则在尾部烟气温度与结露温度的差值大于第三预设阈值时关闭控制挡板。

31、进一步地，所述控制单元用于：

32、计算尾部烟气温度随时间变化的曲线图中温度在第二预设时段内的斜率均值，若斜率均值大于第四预设阈值，则不开启引流风机；

33、若斜率均值小于或等于第四预设阈值，则开启引流风机。

34、进一步地，所述控制单元用于：

35、根据尾部烟气温度随时间变化的曲线图中温度在第二预设时段内的斜率均值设定初始引流风机流速；

36、监测引流风机开启后的尾部烟气温度，当尾部烟气温度大于预设烟气温度安全值时，对初始引流风机流速进行调整；

37、计算尾部烟气温度与预设烟气温度安全值的差值，根据尾部烟气温度与预设烟气温度安全值的差值设定引流风机流速的调整量。

38、为了实现上述目的，本发明还提供了一种余热锅炉烟气引流方法，包括：

39、获取余热锅炉的尾部烟气温度，尾部烟气含水量及尾部烟气流量；

40、根据尾部烟气温度判断尾部受热面是否存在结露风险；

41、若存在结露风险，则根据尾部烟气含水量及尾部烟气流量计算尾部受热面的结露量；

42、根据尾部受热面的结露量判断是否开启控制挡板；

43、绘制尾部烟气温度随时间变化的曲线图，根据尾部烟气温度随时间变化的曲线图判断是否开启引流风机。

44、进一步地，所述方法还包括：

45、若判断为需要开启引流风机，则根据尾部烟气温度随时间变化的曲线图设定初始引流风机流速；

46、监测引流风机开启后的尾部烟气温度，当尾部烟气温度大于预设烟气温度安全值时，对初始引流风机流速进行调整；

47、计算尾部烟气温度与预设烟气温度安全值的差值，根据尾部烟气温度与预设烟气温度安全值的差值设定引流风机流速的调整量。

48、本发明的有益效果在于：

49、通过应用以上技术方案，本发明通过设置引流烟道引导高温烟气至余热锅炉尾部受热面，提高了受热面温度，有效预防了低温腐蚀，从而提高了余热锅炉的效率和寿命，通过在引流烟道内设置控制挡板及引流风机，并设定自动控制挡板和风机开关的策略，可在有效预防低温腐蚀的同时，减少高温烟气的热量损失，提升了引流烟道的运行效率，实现稳定可控的受热面温度，提高了设备的稳定性和可靠性，兼顾了机组节能特性。

技术特征：

1.一种余热锅炉烟气引流系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的余热锅炉烟气引流系统，其特征在于，所述传感器组件包括：

3.如权利要求2所述的余热锅炉烟气引流系统，其特征在于，所述判断单元用于：

4.如权利要求3所述的余热锅炉烟气引流系统，其特征在于，所述判断单元用于：

5.如权利要求2所述的余热锅炉烟气引流系统，其特征在于，所述计算单元用于：

6.如权利要求1所述的余热锅炉烟气引流系统，其特征在于，所述控制单元用于：

7.如权利要求6所述的余热锅炉烟气引流系统，其特征在于，所述控制单元用于：

8.如权利要求7所述的余热锅炉烟气引流系统，其特征在于，所述控制单元用于：

9.一种余热锅炉烟气引流方法，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的余热锅炉烟气引流方法，其特征在于，还包括：

技术总结本发明涉及燃气轮机发电技术领域，具体公开了一种余热锅炉烟气引流系统及方法，包括余热锅炉；引流烟道，一端连通余热锅炉的过热器段，另一端连通余热锅炉的尾部受热面；引流风机，设置于引流烟道内；控制挡板，设置于引流烟道内靠近引流风机的出风口一侧；传感器组件，设置于余热锅炉的尾部受热面，用于计算余热锅炉的尾部受热面结露量；控制单元，用于根据余热锅炉的尾部受热面结露量控制引流风机和控制挡板。通过引导高温烟气至余热锅炉尾部受热面，提高了受热面温度，有效预防了低温腐蚀，从而提高了余热锅炉的效率和寿命。技术研发人员：郑永峰,陆圣斌,张立群,陈忠华,葛云飞,曹铮,沈峰,张晓康,裴修远,王凯,施金豆,沈雨豪,曹伟,丁紫剑,韩骏捷,聂雨,钟平,史燕红,王安庆受保护的技术使用者：华能苏州热电有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5