DRS

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1、锅炉介绍

1.1、DRS产品说明及性能简介

DRS 型系列燃油﹙气﹚有机热载体炉本体采用卧式盘管、相当于蒸汽(热水)锅炉湿背式,三回程布置的结构,受热面由三套并联盘管组成,内圈盘管为燃烧炉膛,内圈盘管与中圈盘管及中圈与外圈盘管的间隙为对流受热面的流通烟道。为降低后烟箱温度,后部同时设置了环向盘管,该系列炉的大炉膛及充裕的受热面布置,确保炉子出力及热效率满足规定的要求。

根据配进口燃烧器的要求,该燃油(气)有机热载体炉的燃烧为正压燃烧状态,该炉设置有内、外护板,以达到炉体可靠的密封要求。

为用户检修、维护的方便,本系列炉前后烟箱均为可开启的整体烟箱门,打开后可方便检查、清理,内、中、外圈盘管。

对于燃气锅炉结构设计来说,就是降低NOx排放浓度和提高锅炉热效率。

针对此要求特富低氮型导热油锅炉结构设计特点:

  • 较大的炉膛直径和容积,降低了炉膛温度。
  • 加装了强化传热模块,实现真正意义上的逆流换热,让锅炉本体的排烟温度不大于出油温度,而传统意义的上炉型设计本体排烟温度会大于出油温度30度以上。充足的换热面积,大幅降低了炉体出烟温度,空预器后进燃烧器的热空气的温度也随之降低。
  • 全油冷壁的结构和前后烟箱设置蚊香盘管,有效降低炉表和前后烟箱的表面温度,大大提高了前后烟箱保温材料的使用寿命。前烟箱蚊香盘管有利于降低燃烧的峰值温度,减少热力型NOx的产生。
  • 采用FIR烟气内循环燃烧技术,有效降低烟气量排放从而达到节能的效果。

完善而又可靠的自动控制与保护功能是一台锅炉良好整体性能的反映,本炉自动控制及保护功能按如下要求设置:

  • 燃烧系统设有吹风、点火、燃烧等联锁和程序控制及炉膛熄火保护装置,前、后吹扫。
  • 有机热载体出口设有超温、超压、欠压报警及自动停炉保护装置。
  • 采用温度自动调节负荷以及启、停炉。
  • 故障自诊及记录。

本系列炉控制箱采用智能化设计,具有完善的自动控制功能和很强的抗干扰的能力,其液晶屏显示及中文汉字菜单提示,使司炉人员操作与监控极为方便。

本炉在本体设计中已充分考虑了燃料适应性,在无须改变本体结构条件下可适用重油、轻柴油、天然气、城市煤气等燃料的使用,用户在订货前,可提供确定的燃料及相应分析数据,由本厂选配合适的燃烧器。

对于有机热载体炉来说,选择合适的有机液,直接关系到炉子的使用寿命、安全性能及运行效益,通常要求有机液应具有稳定的化学特性、热性能,并无毒、无腐蚀、成本低、抗氧化能力强、使用寿命长。很重要的一点是有机液许用膜温度之差对于矿物型的有机液一般取20~30℃为宜,如高到40℃则更安全,鉴此,本系列炉设计的有机液出口温度确定为320℃,以适应目前国产有机液的状况,方便用户对有机液的选购。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2、导热油锅炉本体特点

  1. 锅炉本体采用内、中、外三圈盘管附加炉外受热面,烟气三回程设计方案,与国内外其他产品的结构设计相比,具有换热面积大,散热损失小、排烟温度低、热效率高、燃料耗量低、使用寿命长等特点。

B.锅炉炉膛容积大即辐射受热面积大,可有效降低炉膛容积热负荷及辐射面的热流密度,加之锅炉管圈经优化设计,充足的流量及流速以确保锅炉管圈内导热油的油膜温度适当,不但延长锅炉管圈寿命,且有效减缓导热油高温劣化。

C.锅炉炉体烟气出口的温度低,可小于等于锅炉出油温度,因此所配空气预热器的换热面积可适当减小,以降低进炉膛热空气的温度,从而达到降低NOx生成量之效果。

  1. 锅炉炉膛采用全水冷壁结构,前后炉墙设有蚊香形盘管,减少炉内耐火材料的蓄热,可有效减少NOx生成以达到环保高要求。
  2. 锅炉前后采用活动烟箱门,迷宫式双密封设计,确保不漏烟且维护方便。

F.锅炉内部采用硅酸铝、陶瓷纤维及耐火泥隔热,炉体外部保温采用四层式结构,1~3层采用硅酸铝,外层采用玻璃丝纤维棉加强保温,以使散热损失降到最低,并提高炉体严密性。

  1. 结构紧凑,整体出厂,安装、操作方便,维护省时、省力。

 

1.3、循环系统概述

DRS型系列有机热载体炉循环系统推荐采用注入式,这样压力较高的介质先经过有机热载体炉本体而用热设备承压由较低,可提高用热设备的安全性。

有机液注入循环工作的具体回路,主要有基本循环回路、少液回路、停电保护回路组成。循环回路的工作是注油泵,通过闸门的切换,即可将外部用于系统工作的足量有机液注入储油槽,又可将储油槽内的有机液送往整个工作系统。同时也可将在停炉检修期间的存液卸入油槽。

当系统充满油后,启动循环泵,逐渐升高炉体的温度,使系统油温不断升高,将其中含有的水份,空气及低挥发份物质通过分离器引入膨胀槽内排除。

系统内水份等杂质排除后,便可按照所述基本循环回路投入正常运行。

为确保有机热载体炉整个循环系统安全可靠运行,除有机热载体炉主机外,同时也有成熟的循环系统附属设备以供用户选配。

1.4、主要配套辅机

  1. 膨胀槽

膨胀槽用于容纳有机液在高温下的容积热膨胀量(油温每升高100℃油膨胀量为10%),除此外还具有补充有机液并排除系统内水分、气体及低挥发物质的作用。

膨胀槽应装设在系统最高点,以起到稳定压头,避免有机液气化的作用,膨胀槽底部应比系统最高点至少高出1.5m。

膨胀槽为常压容器,设有与大气相通的放弃孔、溢流口,以及为确保系统安全工作的低液位报警和燃烧连锁装置。

膨胀槽内有机液的存量控制应是:当系统在常温时,只有1/4的容积充满度,而当系统处于运行温度时为3/4的容积充满度。

  1. 储液槽

储液槽的容积,应基本能满足存储全系统的有机液的要求,为常压容器,与膨胀槽连通,一般设置在整个系统的地面或地面以下低处。

  1. 过滤器

除有机液本身可能混入杂质以外,高温运行之下会产生化合物和残渣,为防止上述物质在炉体受热面内沉积或堵塞系统管道,并保持循环泵正常运行,在进入循环泵之前的配管上装设过滤器,过滤器应定期清理虑网上的沉积物。清理时,可暂行通过旁通阀门进行循环工作,清理完毕后及时切换回油管路。

  1. 分离器

用于分离系统中的空气,蒸汽及不凝气体,并将其导入膨胀槽内排除。

其安装的高度,应使水平进出口至少与管路最高点齐平。

  1. 循环泵

循环泵的流量、压头及功率的选择,直接影响系统的运行效果,同时决定了装置的功率消耗。从这两方面考虑,应通过计算比较,按所需热负荷及系统大致阻力来确定循环泵,型号和扬程见产品总清单。

  1. 注油泵

用来注油和卸油,考虑该泵非常用设备,而且泵送液量多少仅仅影响注液的时间,故采用小容量的齿轮泵,型号及规格见产品总清单。

 

1.5、锅炉工艺

燃气导热油锅炉是以有机热载体为介质,经过循环泵强制液相循环,将高温热载体输送给用热终端继而返回加热炉重新加热的特种工业锅炉。燃料(气)经过燃烧装置充分燃烧后产生高温烟气,这种高温烟气以辐射和对流的换热形式与热载体进行热交换。炉内高温热载体将热能供至用热设备后返回,从而实现热载体的闭路循环供热。尾部高温烟气通过余热蒸汽锅炉可实现一炉两用,提高用热效率。

1、开启系统内有关阀门(包括管路放气阀),开动注液泵,将储液槽内的有机液注入系统内。

2、当系统内注满了有机液,并且液面达到膨胀规定的1/4容积充满度时,关闭注液管路阀门。

3、开动循环泵,先进行系统冷循环,时间不少于1小时,并进行全面检查,其间开启过滤器检查,以确认无脏物。

4、当确认装置无异常时,启动风机和炉排,进行点火升温工作,此期间烟气进行自然排放。

5、进入热循环阶段需分二次进行,其升温过程必须缓慢。第一阶段低于100℃时,升温速度不得大于10℃/小时,每次升温应检查管路排气情况。温度达到100℃时,保持时间应长一些,当压力表反复出现不稳定现象时,说明有机液中的水、汽正在蒸发,当压力表完全稳定后,即可认为排气工作完成。

6、当完成升温工作后,可调整至正常工作温度,系统全面进入运行阶段。这期间对控制装置功能进行校验。

 

1.6、安全保障措施

1.在设计、制造、验收、调试时,严格遵守相关规范和标准;

2.外购设备必须选择性能可靠,满足导热油系统运行要求的产品;

3.系统配备除尘装置,噪音、污染物要求负荷环保要求;

4.控制仪表安全可靠;

5.工作温度,炉膛负压,系统压力利用PLC集中控制;

6.试压,盘管成型后,炉管进行水压试验,合格后放尽水分并封口;

7.停电保障,停电时应该立刻关闭该炉出入口阀门,开启膨胀槽到炉体的冷液进出口阀门,降低导热油温度;

8.控制系统联锁保护;

9.控制系统对循环系统压力、温度及流量进行自动检测,确保锅炉安全高效运行。

 

 

2、导热油锅炉制造方案及特点介绍

DRS燃油(气)导热油锅炉是我司自行研制的一种集机电,燃烧,换热于一体的高新节能环保产品。锅炉采用模块化设计,本体由紧密螺旋盘管,并组合强化传热模块,形成烟气三回程的结构方案。炉膛前后都设置了蚊香形盘管,并在内圈盘管空缺处设置了过渡盘管,整个炉膛都被油管完全包覆。强化传热模块的应用,使锅炉有充裕的受热面积,结合高效的全油冷壁炉膛,确保锅炉热效率和环保排放满足规定要求。

根据配进口燃烧器的要求,该燃油(气)有机热载体炉的燃烧为正压燃烧状态,该炉设置有内、外护板,以达到炉体可靠的密封要求。

为用户检修、维护的方便,锅炉采用前快开式烟箱门,后检查人孔的设计,打开后可方便检查、清理。

完善而又可靠的自动控制与保护功能是一台锅炉良好整体性能的反映,本炉自动控制及保护功能按如下要求设置:

  • 燃烧系统设有吹风、点火、燃烧等联锁和程序控制及炉膛熄火保护装置,前、后吹扫。
  • 燃烧负荷采用全自动电子比例调节,燃气时最大调节比可达1:6
  • 燃烧器配独立风机适配工况需要,另配FGR烟气再循环,氮氧化物达到≤30mg/Nm³。
  • 有机热载体出口设有超温、超压、欠压报警及自动停炉保护装置。
  • 采用温度自动调节负荷以及启、停炉。
  • 故障自诊及记录。
  • 独有智慧锅炉(intelligent Boiler Syetem,简称iBS)

本系列炉控制箱采用智能化设计,具有完善的自动控制功能和很强的抗干扰的能力,其液晶屏显示及中文汉字菜单提示,使司炉人员操作与监控极为方便。

 

DRS系列燃油、天然气导热油锅炉采用液相导热油作为工作介质,能在较低的工作压力下获得较高的工作温度,并可进行稳定的加热和精确的温度调节,在各个等级负荷下锅炉热效率均能保持在最佳状态,且具有完备的运行控制和完善的检测装置。

2.1、导热油锅炉本体

特富低氮高效型导热油锅炉的特点

锅炉本体采用内、中、外三圈盘管附加炉外受热面,烟气三回程设计方案,与国内外其他产品的结构设计相比,具有换热面积大,散热损失小、排烟温度低、热效率高、燃料耗量低、使用寿命长等特点。

A.高效的全油冷壁。炉膛前后设有蚊香形盘管,内圈盘管空缺处设有过渡盘管,整个炉膛都被油管所完全包覆。增大了辐射换热面积,减少了炉膛内耐火材料的蓄热,锅炉前后烟箱的散热损失也大幅降低。前油冷壁的结构,有利于降低燃烧的峰值温度,减少热力型NOx的产生。

  1. 充足的换热面积。锅炉本体采用螺旋盘管,组合强化传热模块,形成烟气三回程的结构方案。采用模块化设计,加装了强化传热模块,实现了真正意义上的逆流换热。可实现炉体的出口烟温低于出油温度之目标,同时,也能保持炉体紧凑,减少炉体表面热损失。
  2. 完善的筒体绝热。锅炉外圈油管紧贴筒体内侧,筒体不受烟气冲刷,壁温低,寿命长。筒体外侧采用多层交错式保温结构,高热阻的绝热材料,使散热损失降到最低。锅炉内部采用硅酸铝、陶瓷纤维及耐火泥隔热,炉体外部保温采用四层式结构,1~3层采用硅酸铝,外层采用玻璃丝纤维棉加强保温,以使散热损失降到最低,并提高炉体严密性。
  3. 模块化炉体设计。炉体与强化传热模块之间,必要时可加装SCR,以满足超低氮的要求。这种设计既能满足SCR催化温度的要求,也能保证炉体的高效率。
  4. 便利的炉体维护。锅炉采用前快开式烟箱门,后检查人孔的设计,迷宫式双密封,确保不漏烟。
  5. 灵活的节能组合。根据业主的实际工况,可单独或组合配置空气预热器,余热蒸汽锅炉,热水节能器等节能设备。锅炉系统的总体效率可达92%-100%。
  6. 结构紧凑,整体出厂,安装、操作方便,维护省时、省力。
  7. 采用卧式结构,燃烧器安装于炉体前侧部,既可以有效保护燃烧器控制器件免受高温影响,又便于操作维护保养。

 

2.2、导热油锅炉制造材料

  1. 换热管的材质: 20#锅炉用无缝钢管,采用国内知名钢材制造商,符合国家标准要求。
  2. 换热管的规格: φ89×4mm,φ60×3mm。
  3. 换热管的制造: 满足JB/T1611标准。
  4. 焊缝外观和射线探伤: 符合国家标准,探伤比例大于10%,二级合格。
  5. 炉壳的材质: 锅炉钢,符合国家标准。

 

2.3、导热油锅炉节能方案(空气预热器)说明:

  • 本方案选用分体式热风型燃烧器和空气预热器回收锅炉排放烟气的余热。可实现烟气余热的自适应回收利用。燃烧器燃烧所需的助燃空气和燃烧产生的烟气量都与燃烧负荷相对应,通过空气预热器的换热,助燃空气可以实时吸收热媒锅炉排放烟气的高温余热,并将回收的热量直接送入锅炉加以吸收利用,达到自行匹配的余热循环利用,充分利用余热,回收利用率最高(参见下图所示)。
  • 节能型导热油锅炉设计目标
  • 本方案将导热油锅炉烟气排放温度降到155℃以下,其回收效益分析如下:
  • 锅炉本体的排烟温度约为: 275 ℃(炉体出油温度265℃时),其锅炉本体热效率约为:5%
  • 按照经验数据,烟气排放温度每降低21 ℃,可以节省燃料约1 %
  • 经过空预器余热回收后,排烟温度降至:155 ℃以下,锅炉整体热效率可达:92 % 以上。
  • 因此,烟气余热回收的直接效益将可节省燃料7 %以上 。

 

2.4、低氮型DRS锅炉技术特点

  • 锅炉结构

高效的全油冷壁。炉膛前后设有蚊香形盘管,内圈盘管空缺处设有过渡盘管,整个炉膛都被油管所完全包覆。增大了辐射换热面积,减少了炉膛内耐火材料的蓄热,锅炉前后烟箱的散热损失也大幅降低。前油冷壁的结构,有利于降低燃烧的峰值温度,减少热力型NOx的产生。

充足的换热面积。锅炉本体采用螺旋盘管,组合强化传热模块,形成烟气三回程的结构方案。采用模块化设计,加装了强化传热模块,实现了真正意义上的逆流换热。可实现炉体的出口烟温低于出油温度之目标,同时,也能保持炉体紧凑,减少炉体表面热损失。

完善的筒体绝热。锅炉外圈油管紧贴筒体内侧,筒体不受烟气冲刷,壁温低,寿命长。筒体外侧采用多层交错式保温结构,高热阻的绝热材料,使散热损失降到最低。

模块化炉体设计。炉体与强化传热模块之间,必要时可加装SCR,以满足超低氮的要求。这种设计既能满足SCR催化温度的要求,也能保证炉体的高效率。

便利的炉体维护。锅炉采用前快开式烟箱门,后检查人孔的设计,迷宫式双密封,确保不漏烟。

灵活的节能组合。根据业主的实际工况,可单独或组合配置空气预热器,余热蒸汽锅炉,热水节能器等节能设备。锅炉系统的总体效率可达92%-100%。

 

  • 分项说明

   1.节能。

    节能主要就是提高锅炉效率,减少燃料耗量。燃气锅炉效率的提升主要有两方面:锅炉散热损失减少和锅炉排烟热损失降低(就是降低排烟温度)。

锅炉散热损失减少的结构设计特点:

  • 炉膛全油冷壁结构;
  • 锅炉外圈油管紧贴筒体内侧,降低筒体壁温;
  • 锅炉换热面积虽然很大,但炉体结构依然紧凑,减少了炉体外表面积。

降低排烟温度的结构设计特点:

  • 炉膛全油冷壁结构;
  • 充足的换热面积;
  • 真正意义上的逆流换热;

2.环保

   环保对于燃气锅炉结构设计来说,就是降低NOx排放浓度。针对此要求结构设计特点:

  • 较大的炉膛直径和容积,降低了炉膛温度。
  • 前油冷壁的结构,有利于降低燃烧的峰值温度,减少热力型NOx的产生。

加装了强化传热模块,充足的换热面积,大幅降低了炉体出烟温度,热空气的温度也随之降低。

 

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