CN103104907A - 基于分隔烟道与多级空气预热的锅炉受热结构及受热方法 - Google Patents

基于分隔烟道与多级空气预热的锅炉受热结构及受热方法 Download PDF

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Abstract

一种基于分隔烟道与多级空气预热的锅炉受热结构及受热方法属于电站节能设备领域。在锅炉尾部烟道的前段采用分隔板将烟道分隔成两路，在分隔板的两侧分别布置有省煤器和高温空气预热器，在烟道分隔段后的主烟道内依次布置主空气预热器、烟气-凝结水换热器、除尘器、前置式空气预热器、送风机。锅炉尾部450℃-500℃的烟气同时进入位于省煤器和高温空气预热器，出口烟气在主烟道混合后依次进入后续设备，直至降至80℃-100℃左右排出系统。本发明一方面强化煤粉燃烧，特别是在低负荷下稳定燃烧；另一方面利用烟气余热从空气侧提高空气温度、从凝结水侧减少回热抽汽量，从而降低机组煤耗、带来节能效益，使得烟气余热在在最优化条件下得以利用。

Description

基于分隔烟道与多级空气预热的锅炉受热结构及受热方法
技术领域
本发明属于电站节能设备领域，特别涉及一种基于分隔烟道与多级空气预热的锅炉受热结构及受热方法。
背景技术
在我国，燃煤电厂消耗了全国近一半的煤炭产量，随着近年来煤炭能源价格的不断上涨，以煤炭为基础的发电成本日益增加，各火力发电厂面临着巨大的节能压力，不断寻求降低煤耗、节约能源方面应用的新技术，并加大相关的资金投入。
出于避免尾部受热面酸露点腐蚀的考虑，火力发电厂中锅炉排烟温度一般在120～130℃左右；燃用高硫燃料的锅炉，排烟温度提高到150℃左右；加装暖风器的锅炉，排烟温度可达150～180℃，个别锅炉的排烟温度更高达180℃以上。排烟温度过高直接导致烟气中相当可观的能量未经利用就直接排向大气。从节能减排和经济性两方面考虑，进一步降低排烟温度成为目前电站锅炉发展节能减排技术的必然选择。
在国外，降低尾部排烟温度并加以回收热量的设备较早就得到了应用。德国Schwarze Pumpe电厂2×800MW褐煤发电机组在静电除尘器之后加装了烟气冷却器，利用烟气余热来加热锅炉给水。在中国，上海外高桥电厂在三期扩建百万千瓦级超超临界机组工程项目中，就应用到余热换热器来回收尾部烟气余热。
目前适合锅炉尾部烟气余热利用的都是直接考虑用空气预热器出口处低温烟气加热凝结水，由于空气预热器排烟温度约为120-140℃，其温度利用空间有限，形式单一。并且没有考虑锅炉尾部受热面结构布置给烟气余热利用带来的制约，使得烟气放出热量不能以最优化形式得以有效利用。本发明基于余热利用电厂，突破常规电站尾部受热面布置方式，提出尾部受热面布置方式，使烟气余热在加热热风温度和替代回热抽汽方面得到最优化利用。
发明内容
本发明针对燃煤电站，提出了一种基于分隔烟道与多级空气预热的锅炉受热结构及受热方法。
本发明所述的锅炉受热结构采用的技术方案为：
在锅炉尾部烟道的前段采用分隔板将烟道分隔成两路，在分隔板的两侧分别布置有省煤器和高温空气预热器，在烟道分隔段后的主烟道内依次布置主空气预热器、烟气-凝结水换热器、除尘器、前置式空气预热器、送风机。
所述烟气-凝结水换热器与汽轮机低压回热抽汽系统连接。
本发明所述的锅炉受热方法采用的技术方案为：
锅炉烟道内450-500℃的烟气首先进入布置在分隔烟道两侧的省煤器和高温空气预热器，烟气经对流换然后，再进入后续的主烟道；
主烟道内，300-350℃的烟气经主空气预热器，进入烟气-凝结水换热器，然后经除尘器进入前置式空气预热器，其排烟经引风机进入脱硫装置；
所述烟气-凝结水换热器工作在烟气温度为130-170℃的范围内，用来加热汽轮机低压回热抽汽系统中最高温度凝结水，替代较高级别抽汽，降低机组煤耗。
所述前置式空气预热器的入口烟气温度范围为120-140℃。
所述前置式空气预热器采用水媒式或热管式换热器，在保证换热效果的同时，可减少烟气的低温腐蚀。
本发明的有益效果为：
通过分隔烟道布置高温空气预热器来提高入炉热风温度；利用布置在两级空气预热器之间的烟气-空气换热器加热凝结水替代抽汽。通过合理的锅炉尾部受热面布置设计，一方面强化煤粉燃烧，特别是在低负荷下稳定燃烧；另一方面，利用烟气余热从空气侧提高空气温度、从凝结水侧减少回热抽汽量，从而降低机组煤耗、带来节能效益，使得烟气余热在在最优化条件下得以利用。
附图说明
图1为本发明所述结构的示意图。
图中标号：
1-省煤器；2-高温空气预热器；3-主空气预热器；4-烟气-凝结水换热器；5-除尘器；6-前置式空气预热器；7-送风机；8-汽轮机低压回热系统。
具体实施方式
本发明提供了一种基于分隔烟道与多级空气预热的锅炉受热结构及受热方法，下面结合附图和具体实施方式对其做进一步说明。
图1为本发明所述结构的示意图。在锅炉尾部烟道的前段采用分隔板将烟道分隔成两路，在分隔板的两侧分别布置有省煤器1和高温空气预热器2，在烟道分隔段后的主烟道内依次布置主空气预热器3、烟气-凝结水换热器4、除尘器5、前置式空气预热器6、送风机7。
本系统利用烟气余热加热入炉热风和部分低压凝结水，其原理如下；尾部烟道划分成分隔烟道和主烟道两部分，锅炉烟道内450-500℃的烟气首先进入布置在分隔烟道两侧的省煤器1和高温空气预热器2，烟气经对流换然后，进入尾部主烟道。主烟道内，300-350℃的烟气经主空气预热器3，进入烟气-凝结水换热器4，然后经除尘器5进入前置式空气预热器6，，直至降至80℃-100℃经引风机7进入脱硫装置。
在空气通道中，空气依次经过位于尾部主烟道的前置式空气预热器6、主空气预热器3和位于分隔烟道内的高温空气预热器1。位于分隔烟道内的高温空气预热器1工作在烟气温度为330-500℃的范围内；主空气预热器3工作在烟气温度为170-330℃的范围内，而为使除尘器5工作在高效稳定运行区域，前置式空气预热器6烟气入口工作温度约在120-140℃。空气经高温空气预热器2后，热风温度比常规布置升高约为15-40℃，一方面，强化了炉内煤粉气流的燃烧，降低炉内不完全燃烧损失，另一方面，用来加热入炉热风的所需燃料减少，在相同发电量的情况下，节约了燃料。
而布置在主空气预热器3和前置式空气预热器6之间的烟气-凝结水换热器4与汽轮机回热系统8相连接，工作在烟气温度为130-170℃的范围内，可以节省汽轮机低压回热抽汽系统8中5#回热加热器抽汽，获得较为可观的经济效益。

Claims (5)

1.一种基于分隔烟道与多级空气预热的锅炉受热结构，其特征在于，在锅炉尾部烟道的前段采用分隔板将烟道分隔成两路，在分隔板的两侧分别布置有省煤器（1）和高温空气预热器（2），在烟道分隔段后的主烟道内依次布置主空气预热器（3）、烟气-凝结水换热器（4）、除尘器（5）、前置式空气预热器（6）、送风机（7）。
2.权利要求1所述的基于分隔烟道与多级空气预热的锅炉受热结构，其特征在于，所述烟气-凝结水换热器（4）与汽轮机低压回热抽汽系统（8）连接。
3.一种基于分隔烟道与多级空气预热的锅炉受热方法，其特征在于，在锅炉尾部烟道的前段内采用分隔板将烟道分隔成两路，在分隔板的两侧分别布置有省煤器（1）和高温空气预热器（2），在烟道分隔段后的主烟道内依次布置主空气预热器（3）、烟气-凝结水换热器（4）、除尘器（5）、前置式空气预热器（6）、送风机（7）；
锅炉烟道内450-500℃的烟气首先进入布置在分隔烟道两侧的省煤器（1）和高温空气预热器（2），烟气经对流换然后，再进入后续的主烟道；
主烟道内，300-350℃的烟气经主空气预热器（3），进入烟气-凝结水换热器（4），然后经除尘器（5）进入前置式空气预热器（6），其排烟经引风机（7）进入脱硫装置。
4.根据权利要求3所述的一种基于分隔烟道与多级空气预热的锅炉受热方法，其特征在于，所述烟气-凝结水换热器（4）与汽轮机低压回热抽汽系统（8）连接，烟气-凝结水换热器（4）工作在烟气温度为130-170℃的范围内，用来加热汽轮机低压回热抽汽系统（8）中最高温度凝结水，替代较高级别抽汽，降低机组煤耗。 
5.根据权利要求3所述的一种基于分隔烟道与多级空气预热的锅炉受热方法，其特征在于，所述前置式空气预热器（6）的入口烟气温度范围为120-140℃。 
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