CN102997262A - 提高烟气余热利用品位的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明一种提高烟气余热利用品位的系统，包括设在锅炉烟道尾部的空气预热器，还包括烟气余热利用装置和进风预热装置，进风预热装置包括相连的吸热段和放热段，烟气余热利用装置和进风预热装置的吸热段前后排列在锅炉烟道内并位于空气预热器的后方，放热段置于空气预热器的进风通道中。本发明提高烟气余热利用品位的系统，在不影响锅炉出力的情况下，降低排烟温度，同时提高空气预热器后方烟气余热利用品位，并且安全回收锅炉尾部的烟气余热。

Description

提高烟气余热利用品位的系统
技术领域
本发明涉及锅炉排烟的余热回收利用，特别涉及一种提高烟气余热利用品位的系统。
背景技术
锅炉排放的烟气中含有酸性气体，烟温高时它们会以气态的形式流经锅炉各受热面直至到脱硫塔里被除去。当烟温低于某一温度时，它们会与烟气中的水蒸气结合成硫酸而腐蚀换热设备。低温腐蚀通常出现在空气预热器的冷端以及给水温度低的省煤器中。当受热面的温度低于烟气的酸露点时，烟气中的水蒸气和煤燃烧后所生成的三氧化硫(只是硫的燃料产物的很少一部分)结合成的硫酸会凝结在受热面上，严重腐蚀受热面。为避免锅炉尾部受热面的酸露腐蚀，通常锅炉排烟温度设计较高，新锅炉140℃左右，运行一段时间后往往会高达160℃，这部分烟气的直接排放造成了很大的能源浪费。
限于烟气自身的热能品位较低，现有对这部分烟气余热回收主要为热管换热器，单纯地把这部分烟气余热用来加热锅炉的给风或给水。热管换热器是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的元件。热管可分为蒸发段、冷凝段两个部分，当热源在蒸发段对其供热时，工质自热源吸热汽化变为蒸汽，蒸汽在压差的作用下沿中间通道高速流向另一端，蒸汽在冷凝段向冷源放出潜热后冷凝成液体；工质在蒸发段蒸发时，其气液交界面下凹，形成许多弯月形液面，产生毛细压力，液态工质在管芯毛细压力和重力等的回流动力作用下又返回蒸发段，继续吸热蒸发，如此循环往复，工质的蒸发和冷凝便把热量不断地从热端传递到冷端。由于热管是利用工质的相变换热来传递热量，因此热管具有很大的传热能力和传热效率，加之设备本身制造工艺简单，因此在中小型工业锅炉上用途较广。中国实用新型专利CN201107005Y公开一种带中低压蒸发器的复合相变换热器，通过复合相变换热器吸收空气预热器后方的烟气余热来加热锅炉给风。
而在某些大的电站锅炉或热电联产锅炉上，低压省煤器技术应用更加广泛，它安装在锅炉尾部烟道中，利用汽轮机回热系统中的低压加热器水侧的凝结水而非高压给水来冷却烟气，其换热条件类似于省煤器，但水侧的压力远远低于省煤器的压力，故称其低压省煤器。低压省煤器的安装使得汽轮机换热系统得到一份外来热量，节省了一部分抽汽，很好的回收排烟热损失，提高了全厂的热效率。
然而以上种种都是基于用户有这种低温热能需求才能进行改造的，由于烟气温度相对较低，其热能品位有时无法满足有些用户的用热要求，特别是需要用余热产生蒸汽的用户，因此以上技术并不能完全解决锅炉尾部烟气余热回收利用的问题。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种提高烟气余热利用品位的系统，克服现有技术中存在的上述问题。
本发明一种提高烟气余热利用品位的系统，包括设在锅炉烟道尾部的空气预热器，还包括烟气余热利用装置和进风预热装置，进风预热装置包括相连的吸热段和放热段，烟气余热利用装置和进风预热装置的吸热段前后排列在锅炉烟道内并位于所述空气预热器的后方，所述放热段置于空气预热器的进风通道中。
本发明还包括控制系统，所述吸热段上设有温度传感器，所述空气预热器进风通道的旁路管道中设有风门调节阀，温度传感器和风门调节阀与控制系统相连。
本发明还包括控制系统，所述吸热段上设有温度传感器，在所述烟气余热利用装置的进口管道上设有流量调节阀，温度传感器和流量调节阀与控制系统相连。
本发明所述锅炉烟道内还设有除尘脱硫装置，所述吸热段设于除尘脱硫装置之前。
本发明所述烟气余热利用装置为余热蒸发器、导热油加热器或热水加热器。
通过以上技术方案，本发明提高烟气余热利用品位的系统，通过加装在进风通道中的进风预热装置的放热段，使进空气预热器的一二次风温度升高，从而使空气与烟气温差减小，换热量减小，空气预热器出口处温度升高，一般可升高30℃左右。空气预热器进口风温升高后，虽然空气预热器换热量减少，但空气预热器出口风温没有降低，因此该系统在不影响锅炉出力的情况下，降低排烟温度，同时提高空气预热器后方烟气余热利用品位，并且安全回收该部分烟气余热。回收的烟气余热部分加热了锅炉的给风，利用品味被提高的烟气余热可用来产生低压饱和蒸汽，也可用来加热热水或加热导热油，同时保证各个设备不受酸露腐蚀影响，提高了烟气余热利用率。
附图说明
图1本发明提高烟气余热利用品位的系统一实施例结构图。
图2本发明提高烟气余热利用品位的系统另一实施例结构图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种提高烟气余热利用品位系统的一实施例，其包括设在锅炉烟道尾部的空气预热器2，还包括烟气余热利用装置3和进风预热装置，进风预热装置包括相连的吸热段4和放热段7，烟气余热利用装置3和进风预热装置的吸热段前后排列在锅炉烟道1内并位于空气预热器2的后方，其中放热段7置于空气预热器的进风通道8中。
本发明通过进风预热装置吸热段4吸收部分烟气余热，并将这部分余热通过放热段7用于加热锅炉一二次风，一二次风温度升高后，使得空气预热器2内烟与风的传热温差减小，传热量变小，因此空气预热器2出口处的烟温能提高到180℃左右，可使烟气余热利用装置3进口烟温提高30℃左右，提高了进烟气余热利用装置3的烟气温度，即提高了其利用品位。烟气余热利用装置3位于空气预热器2和吸热段4之间，吸收从空气预热器2出来提高了利用品位的烟气余热。
为避免各个设备受到酸露腐蚀，本发明还包括控制系统，空气预热器的进风通道8的旁路中设有风门调节阀6，在吸热段4上设有温度传感器5，温度传感器5和风门调节阀6与控制系统相连。控制系统接收温度传感器5测得的吸热段上的壁温，根据壁温的高低实时调节风门调节阀6，以此调节空气预热器的进风风量，确保各个设备不受酸露腐蚀。
在锅炉烟道1内还设有除尘脱硫装置，吸热段4设于除尘脱硫装置之前，烟气经过除尘脱硫装置后流入烟囱排出。
空气预热器出口烟温一般在150℃左右，此烟温不能被吸收用来产生低压饱和蒸汽，本发明在空气预热器后方的锅炉烟道中加设烟气余热利用装置和进风预热装置，烟气的余热经进风预热装置的吸热段吸热，通过放热段7在空气预热器进风通道中把热量传递给进入空气预热器的冷风，冷风吸收热量后风温提高，使得空气预热器2内烟与风的传热温差减小，传热量变小，因此空气预热器2出口处的烟温能提高到180℃左右，使得烟气余热利用装置3进口烟温提高了30℃左右，因此该烟温可被吸收用于产生低压饱和蒸汽，同时空气预热器传热量虽然减小，但是由于空气预热器2进风温度比原来的有所提高，空气预热器出口风温并不会降低。
如图2所示，本发明提高烟气余热利用品位系统的另一实施例，与上述实施例不同之处在于控制系统的具体设计，在吸热段4上设有温度传感器5，在烟气余热利用装置3的进口管道上设有流量调节阀9，温度传感器5和流量调节阀9与控制系统相连。控制系统接收温度传感器5测得的吸热段上的壁温，根据壁温的高低实时调节流量调节阀，以此调节烟气余热利用装置的流量来控制其吸收烟气的温度，确保各个设备不受酸露腐蚀。
本发明在锅炉烟道1中加设烟气余热利用装置3，用来吸收提高了品位的烟气余热，烟气余热利用装置3为烟气余热蒸发器用来产生低压饱和蒸汽。也可以按客户要求上述烟气余热利用装置3为冷水加热器或导热油加热器，来加热热水或者导热油。温度传感器5测量吸热段4上的壁面温度，当壁面温度小于烟气的酸露点温度时，温度传感器5将信号传至控制系统，控制系统控制流量调节阀或风门调节阀，以此来调节吸热段的壁温，使其始终高于酸露点温度，确保各个受热面不受酸露腐蚀影响。

Claims (7)

1.一种提高烟气余热利用品位的系统，包括设在锅炉烟道尾部的空气预热器(2)，其特征在于，还包括烟气余热利用装置(3)和进风预热装置，进风预热装置包括相连的吸热段(4)和放热段(7)，烟气余热利用装置(3)和进风预热装置的吸热段(4)前后排列在锅炉烟道(1)内并位于所述空气预热器(2)的后方，所述放热段(7)置于空气预热器的进风通道(8)中。
2.根据权利要求1所述提高烟气余热利用品位的系统，其特征在于，还包括控制系统，所述吸热段(4)上设有温度传感器(5)，所述空气预热器的进风通道(8)的旁路管道中设有风门调节阀(6)，温度传感器和风门调节阀(6)与控制系统相连。
3.根据权利要求1所述提高烟气余热利用品位的系统，其特征在于，还包括控制系统，所述吸热段(4)上设有温度传感器(5)，在所述烟气余热利用装置(3)的进口管道上设有流量调节阀(9)，温度传感器(5)和流量调节阀(9)与控制系统相连。
4.根据权利要求1所述提高烟气余热利用品位的系统，其特征在于，所述锅炉烟道(1)内还设有除尘脱硫装置，所述吸热段(4)设于除尘脱硫装置之前。
5.根据权利要求1所述提高烟气余热利用品位的系统，其特征在于，所述烟气余热利用装置为余热蒸发器。
6.根据权利要求1所述提高烟气余热利用品位的系统，其特征在于，所述烟气余热利用装置为导热油加热器。
7.根据权利要求1所述提高烟气余热利用品位的系统，其特征在于，所述烟气余热利用装置为热水加热器。
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