CN102252339B - 一种降低电站锅炉排烟温度的系统 - Google Patents

Abstract

一种降低电站锅炉排烟温度的系统属于余热回收利用技术领域。在锅炉的热一次风管道中设置换热管道，换热管道的两端分别连着进出水管道，进出水管道的另一端连接在空气预热器二次风进口风道的加热器上；同时增设旁路烟道，从而将原烟气分为两路，一路沿原有烟道送入空气预热器；另一路则通过旁路烟道送到低压高温省煤器中。即用热一次风来加热冷二次风，提高二次风进口风温，还可以通过改变换热管道中冷却介质流量来控制一次风温，从而减少制粉系统掺入的冷一次风量，并通过增加旁路烟道中烟气流量的方式，降低排烟温度。在保证二次风风温的前提下，将一次风的多余热量进行回收利用，降低锅炉煤耗和汽轮机的热耗率，提高电厂的经济性。

Description

一种降低电站锅炉排烟温度的系统

技术领域

本发明属于余热回收利用技术领域，具体涉及一种降低电站锅炉排烟温度的系统。

背景技术

目前，大型火电机组的节能减排是国家的重要国策之一，开发电站锅炉烟气余热利用技术，对降低锅炉煤耗，提高机组运行经济性，降低二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等污染物的排放，有着重要的工程实用价值。电站锅炉排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，一般约为5％～12％，占锅炉热损失的60％～70％。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度，而排烟温度升高的原因大致分为两类：①是可以通过运行调整、设备结构改造和检修可以消除的因素，如：炉膛、制粉系统及空预器漏风，磨煤机掺入冷风，受热面积灰等。②是难以克服的因素。如煤质变化、环境温度的影响等。原因②并未经过详细计算与测量验证，也未得到运行电厂以及锅炉制造商的一致认可，因此，缺乏有效的改进技术措施。所以下面着重分析一下磨煤机掺入冷风量对锅炉排烟温度的影响。

在火电机组燃煤锅炉的制粉系统设置时，为了保证制粉系统的安全经济运行，即磨煤机出口风粉混合物的温度应根据煤种的变化控制在允许的范围内，制粉系统均设计了冷一次风旁路装置。当磨煤机出口风粉温度偏高时，通过增加冷一次风的流量，以降低磨煤机的入口风温。由于在锅炉的实际运行中，空气预热器出口的热风温度基本不变，一般为300～340℃(除褐煤以外)，不仅足以满足制粉系统干燥出力的需要，而且常常超出制粉系统干燥出力的需要，所以必须通过冷一次风的掺入来控制磨煤机出口风粉温度，因而使制粉系统掺入的冷风量大大增加。以燃煤水分不高于10％的600MW机组为例，冷一次风量通常占到一次风量的20％以上，从而使空预器的换热量减少，经传热计算可得，由于掺冷风所引起的锅炉排烟温度升高一般在5～10℃左右，使机组供电煤耗增加1g/kw·h以上。由此可见，制粉系统掺入大量冷风对机组的经济性影响是非常明显的。

从上面的叙述可以看出，要解决燃煤锅炉制粉系统掺冷一次风量过大的问题，最有效的方法是在运行中能够有效的降低热一次风温。要做到这一点，同时既不影响排烟和二次风温度，而又能保证合理的磨煤机出口风粉温度，在现有的系统和设备上是无法解决的。因此，必须对现有的系统和设备进行改进，通过增加热一次风换热系统和烟气旁路系统，从而达到即不增加锅炉排烟损失，又能降低进入磨煤机热一次风温度的目的，这对降低煤耗，提高锅炉运行经济性具有重大的实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够使热一次风在进入制粉系统之前使其自身温度得到有效降低，从而将掺入制粉系统的冷风量减少，并同时能降低排烟温度的系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是

空气预热器上设有空气预热器出口烟道、冷二次风管道、一次风进口风道、空气预热器进口烟道、热二次风管道和热一次风管道。在所述热一次风管道和冷二次风管道中分别设置热一次风换热器和冷二次风换热器，热一次风换热器的入口端通过入口水调节阀和入口水管道与冷二次风换热器的出口端连接，热一次风换热器的出口端通过出口水管道与冷二次风换热器的入口端连接，并在出口水管道上安装膨胀水箱。

在所述空气预热器进口烟道上设置烟气旁路管道，并在烟气旁路管道上依次设置低压高温省煤器和调节阀门，并连接到空气预热器出口烟道上。

所述入口水管道和出口水管道上分别设置水泵。

所述调节阀门为逆止阀。

本发明的有益效果为：

通过在原有热一次风和冷二次风管道中设置换热管束的方式，降低一次风的温度，提高二次风的温度。换热管束中的冷却介质为水，循环流动于两个加热器之间。这样，可以通过调节冷却介质的流量使进入制粉系统的热一次风温度得到有效控制，从而减少或消除制粉系统掺入的冷风量，并且还能提高热二次风进口温度，从而减轻预热器的腐蚀。

同时在锅炉的原有烟道系统增设了旁路管道，从而将原烟气分为两路，一路沿原有烟道送入空气预热器；另一路则通过旁路装置送到低压高温省煤器中。单独使用烟气旁路装置时，排烟温度和热风温度将同时降低，排烟温度的降低可以提高锅炉效率，一次风温的降低则有利于制粉系统的安全运行，并增加空气预热器的通风量，但二次风温的降低将会影响到锅炉炉内的燃烧过程。所以，当两个系统联合起来使用时，就能在保证二次风风温的前提下，将原本浪费掉的一次风的多余热量进行回收利用给汽轮机凝结水系统和热二次风，减小制粉系统掺入冷风量，降低排烟温度，从而降低锅炉煤耗和汽轮机的热耗率，提高电厂的经济性。

附图说明

图1为一次风加热系统示意图；

图2为带烟气旁路装置的一次风加热系统示意图；

图中标号：

1-空气预热器；2-空气预热器出口烟道；3-二次风进口风道；4-一次风进口风道；5-空气预热器进口烟道；6-热二次风管道；7热一次风管道；8-热一次风换热器；9-入口水调节阀；10-入口水管道；11-出口水管道；12-冷二次风换热器；13-第一水泵；14-膨胀水箱；15-第二水泵；16-旁路调节阀门；17-烟气旁路管道；20-低压高温省煤器。

具体实施方式

本发明提供了一种降低电站锅炉排烟温度的系统，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1所示，空气预热器1上设有空气预热器出口烟道2、冷二次风管道3、一次风进口风道4、空气预热器进口烟道5、热二次风管道6和热一次风管道7。在所述热一次风管道7和冷二次风管道3中分别设置热一次风换热器8和冷二次风换热器12，热一次风换热器8的入口端通过入口水调节阀9和入口水管道10与冷二次风换热器12的出口端连接，热一次风换热器8的出口端通过出口水管道11与冷二次风换热器12的入口端连接，并在出口水管道11上安装膨胀水箱14。在入口水管道10和出口水管道11上分别设置第一水泵13和第二水泵15。其中，热一次风换热器8和冷二次风换热器12为普通的盘管，其中循环介质为水。运行时，相当于用热一次风来加热冷二次风的方式来降低一次风温提高二次风温。但上述装置存在着由于烟气和二次风温差减小而引起排烟温度略有升高的问题。

为了解决这个问题，在所述空气预热器进口烟道5上设置烟气旁路管道17，并在烟气旁路管道17上依次设置低压高温省煤器20和调节阀门16，并连接到空气预热器出口烟道2上，其中调节阀门16为逆止阀。从而将原烟气分为两路，一路沿空气预热器进口烟道5送入空气预热器1；另一路则通过旁路烟道17送到低压高温省煤器20中，其冷却介质为来自汽轮机侧的凝结水或给水系统的给水。这样就可以通过增加旁路烟道17中烟气流量的方式来降低排烟温度，并且烟气的旁路可以进一步降低热一次风温，而减少的二次风温则由一次风加热系统提高二次风进口风温来弥补。

与现有设备的送风装置相比，本发明带来的技术效果是：

(1)在保证二次风温的前提下，可减少制粉系统掺入冷风量，使助燃空气更多地通过空预器加热后进入炉膛，从而达到明显降低锅炉排烟温度的目的，提高锅炉热效率。

(2)在一定程度上起到暖风器或热风循环装置的调节作用，对机组夜间低负荷的安全运行以及高负荷运行时的经济性控制特别有利，并可以通过调节介质的流量来改变制粉系统干燥风的风温，从而提高制粉系统对燃煤水分变化的适应范围。

(3)在采用三分仓空气预热器的锅炉实际送风系统中，一次风温度通常高于300℃，二次风进口温度一般为20℃左右，与热一次风形成270℃左右的传热温差，传热效果比较高，因此换热器的面积比较小。由于空气中灰尘少，不会形成换热器受热面的沾污，并且还不存在烟气管道中的低温腐蚀问题。

(4)低压高温省煤器的进出口可以在汽轮机侧凝结水系统低压加热器及其管道之间选择合适的点，从而能使凝结水得到高品味的余热。

Claims (3)

1.一种降低电站锅炉排烟温度的系统，其空气预热器（1）上设有空气预热器出口烟道（2）、冷二次风管道（3）、一次风进口风道（4）、空气预热器进口烟道（5）、热二次风管道（6）和热一次风管道（7），其特征在于，在所述热一次风管道（7）和冷二次风管道（3）中分别设置热一次风换热器（8）和冷二次风换热器（12），热一次风换热器（8）的入口端通过入口水调节阀（9）和入口水管道（10）与冷二次风换热器（12）的出口端连接，热一次风换热器（8）的出口端通过出口水管道（11）与冷二次风换热器（12）的入口端连接，并在出口水管道（11）上安装膨胀水箱（14）；所述空气预热器进口烟道（5）上设置烟气旁路管道（17），并在烟气旁路管道（17）上依次设置低压高温省煤器（20）和调节阀门（16），并连接到空气预热器出口烟道（2）上。

2.根据权利要求1所述的一种降低电站锅炉排烟温度的系统，其特征在于：所述入口水管道（10）和出口水管道（11）上分别设置水泵。

3.根据权利要求1所述的一种降低电站锅炉排烟温度的系统，其特征在于：所述调节阀门（16）为逆止阀。

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