CN104791835B - 一种提高锅炉进风温度的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高锅炉进风温度的方法及系统。该方法是充分利用烟气的热量或者其他热源充分提供锅炉的进风温度，所以优先利用烟气的高温段加热空气预热器进口的空气和/或磨煤机出口的空气，并利用烟气的低温段或者其他热源对进入空气预热器前的空气加热器的空气进入预热，以保障经过空气预热器前的空气加热器加热的空气的温度充分地提高；当经过该空气加热器的温度还有提高的必要时，可以考虑采用其它热源，如电厂抽气进一步提高温度，同样磨煤机出口空气温度被回收高温烟气热量加热后，考虑采用其它热源，如电厂抽气进一步提高温度。该方法和系统能直接提高锅炉效率，同时减少抽气，降低风机能耗，提供除尘效率，具有综合的节能和环保效果。

Description

一种提高锅炉进风温度的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种提高锅炉进风温度的方法及系统，尤其是一种利用锅炉烟气余热或其他热源，充分提高锅炉进风温度的方法和系统。

背景技术

常规的锅炉烟气余热回收，主要是用于加热给水，也有采用烟气余热回收加热锅炉进风的，如电厂燃煤锅炉烟气降温幅度设置暖风机，但提高锅炉进风温度的幅度有限，一种情况是锅炉烟气降温幅度小，回收能量有限，另一种情况采用高温换热器与低温换热器相结合，尽管烟气降温幅度大，回收能量较多，但很大一部分热量，尤其是温度较高的热能被用来加热锅炉给水，而不是进风，如 专利CN201010274101.X中采用了高温换热器与低温换热器，但高温换热被用来加热给水，低温换热器才被用来加热锅炉进风。

锅炉给水时采用其它低品位热源，如电厂采用抽汽加热给水，而锅炉进风采用抽汽等其它热源来加热远远不如锅炉给水加热普及。

实际上，提高锅炉进风温度可直接减少煤耗，与现有的利用回收锅炉烟气热量替代抽气加热锅炉给水相比，同样热量产生的节煤更多。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种提高锅炉进风温度的方法及系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种利用锅炉烟气余热或其它热源充分提高锅炉进风温度的方法，所述方法为加热空气预热器进风、或加热磨煤机出口空气、或加热空气预热器进风和磨煤机出口空气；所述空气预热器进风的加热为：在空气预热器烟气出口设置高温换热器，高温换热器回收烟气的热量，回收的热量优先加热进入空气预热器的进风，多余热量用来加热锅炉补水或作其它用途；或用外界热源加热进入空气预热器的进风；或采用高温换热器回收烟气的热量和外界热源联合加热进入空气预热器的进风；被加热的空气，先被低温换热器或其它热源预热，或由低温换热器和其它热源二者联合预热；所述磨煤机出口空气的加热为：用外界热源加热磨煤机出口空气、或在空气预热器烟气出口设置高温换热器，高温换热器回收烟气的热量，用高温换热器回收的热量加热磨煤机出口空气，或用外界热源和高温换热器回收的热量联合加热磨煤机出口空气。

进一步地，所述高温换热器下游设置有一个低温换热器，所述低温换热器位于高温换热器与脱硫塔之间的任意位置；或高温换热器下游设置有两个低温换热器，两个低温换热器分别设置在除尘器前后，或分别设置在高温换热器与除尘器之间和引风机与脱硫塔之间，或分别设置在引风机前后；烟气经高温换热器回收热量后，还被低温换热器进一步回收热量；回收热量用于空气预热器进口的空气的预热、脱硫塔出口处空气的加热、锅炉给水的加热中的一种或多种。

一种提高锅炉进风温度的系统，所述系统包括预热器，还包括第一高温加热器、或第二高温加热器、或包括第一高温加热器和第二高温加热器，所述预热器位于空气预热器上游，第二高温加热器位于所述预热器和空气预热器之间，第一高温加热器位于磨煤机出口。

进一步地，所述系统还包括位于烟气出口的烟气换热器和位于脱硫塔出口的烟气再热器，所述烟气换热器通过管道与烟气再热器相连，管道内具有传热介质。

一种提高锅炉进风温度的系统，所述系统包括高温换热器、预热器、第一加热器，所述高温换热器设置在烟气出口，预热器设置在空气预热器上游；第一加热器位于预热器和空气预热器之间；高温换热器与第一加热器通过管道相连，管道内具有传热介质；或系统包括高温换热器、预热器、第二加热器，第二加热器位于磨煤机出口；高温换热器与第二加热器通过管道相连，管道内具有传热介质；或所述系统包括高温换热器、预热器、第一加热器和第二加热器；高温换热器通过管道与第一加热器、第二加热器串联或并联，管道内具有传热介质。

进一步地，所述系统还包括第一高温加热器、或第二高温加热器、或包括第一高温加热器和第二高温加热器，第二高温加热器位于所述预热器和空气预热器之间，第一高温加热器位于磨煤机出口。

进一步地，所述系统还包括低温换热器、高温辅助换热器中的一种或两种；所述低温换热器为一个，设置在高温换热器下游，或所述低温换热器为两个，分别设置在除尘器前后，或分别设置在高温换热器与除尘器之间和引风机与脱硫塔之间，或分别设置在引风机前后；烟气经高温换热器回收热量后，还被低温换热器进一步回收热量；回收热量用于空气预热器进口的空气的预热、脱硫塔出口处空气的加热、锅炉给水的加热中的一种或多种；所述高温辅助换热器与高温换热器并联，或串联在高温换热器下游，高温辅助换热器将回收的热量加热锅炉进水。

进一步地，所述低温换热器为一个，低温换热器通过管道与预热器相连。

进一步地，所述低温换热器的数量为两个，高温换热器、两个低温换热器、预热器、加热器通过管道串联，或高温换热器和加热器通过管道相连，两个低温换热器和预热器通过管道相连；或高温换热器、一个低温换热器和加热器通过管道相连，另一个低温换热器和预热器通过管道相连，管道内具有传热介质。

进一步地，所述两个低温换热器和预热器通过管道相连，其中的两个低温换热器串联或并联；所述高温换热器、一个低温换热器和加热器通过管道相连，其中的高温换热器与一个低温换热器串联或并联。

本发明的有益效果在于：本发明利用烟气余热或其他热源来提高锅炉进风温度，同时利用加热锅炉进风后多余的热量进行烟气再热，或加热锅炉给水，该方法和系统能直接提高锅炉效率，同时减少抽气，降低风机能耗，提供除尘效率，具有综合的节能和环保效果。

附图说明

图1为利用高温换热器回收热量加热锅炉空气预热器前二次风的原理图；

图2为利用高温换热器回收热量加热锅炉空气预热器前一、二次风的原理图；

图3为利用高温换热器回收热量加热锅炉空气预热器前一、二次风及磨煤机3出口一次风的原理图；

图4为利用高温换热器回收热量加热锅炉空气预热器前二次风及磨煤机3出口一次风的原理图；

图5 为利用高温换热器回收热量加热锅炉空气预热器前一、二次风及磨煤机3出口一次风，并同时利用其它热源加热磨煤机3出口二次风原理图；

图6为利用高温换热器回收热量加热锅炉空气预热器前二次风及同时利用其它热源加热磨煤机3出口一次风原理图；

图7为利用高温换热器回收热量加热锅炉空气预热器前二次风及同时加热锅炉给水或作其他用途的示意图；

图8为利用其它热源加热磨煤机3出口一次风原理图；

图9 为利用高温换热器回收热量加热锅炉空气预热器前二次风及磨煤机3出口一次风，并同时利用其加热锅炉给水或作其他用途的原理图；

图10为利用高温换热器回收热量加热锅炉空气预热器前二次风及同时加热锅炉给水或作其他用途，并利用两个分置的低温换热器回收热量预热空气预热器前二次风的循环一的原理图；

图11为利用高温换热器回收热量加热锅炉空气预热器前二次风及同时加热锅炉给水或作其他用途，并利用两个分置的低温换热器回收的热量预热空气预热器前二次风的循环二的原理图；

图12 为除尘器前带有旁路烟道的循环的原理图；

图13为除尘器前带有旁路烟道，同时利用其它热源加热磨煤机3出口一次风的循环的原理图；

图14为利用高温换热器回收热量加热锅炉空气预热器前一、二次风，并同时利用低温换热器回收的热量预热空气预热器前一、二次风的循环的原理图；

图15为利用烟气换热器回收热量加热脱硫塔后烟气，并同时利用其它热源加热磨煤机出口一次风的循环的原理图；

图16为利用烟气换热器回收热量和外界热源来加热锅炉进气的原理图；

图17和18为采用低温换热器回收热量加热预热器的原理图；

图中，锅炉1、空气预热器2、磨煤机3、除尘器4、引风机5、脱硫塔6、高温换热器10、高温辅助换热器11、烟气换热器13、第一加热器21、第二加热器22、预热器30、第一高温加热器40、第二高温加热器41、第一低温换热器50、第二低温换热器51、旁路52、泵60、烟气再热器70。

具体实施方式

本发明的特征是充分利用烟气的热量或者其他热源充分提供锅炉1的进风温度，所以必须优先利用烟气的高温段加热空气预热器2进口的空气和/或磨煤机3出口的空气，并利用烟气的低温段或者其他热源对进入空气预热器2前的空气加热器的空气进入预热，以保障经过空气预热器2前的空气加热器加热的空气的温度充分地提高；当经过该空气加热器的温度还有提高的必要时，可以考虑采用其它热源，如电厂抽气进一步提高温度，同样磨煤机3出口空气温度被回收高温烟气热量加热后，考虑采用其它热源，如电厂抽气进一步提高温度。

当烟气的高温段的空气不便用来加热进入锅炉的空气，即一次、二次风时，可以考虑采用其它热源加热提高进风温度。

基于上面的原则，本发明的方法通过3种形式实现：（1）加热空气预热器2进风、（2）加热磨煤机3出口空气、（3）加热空气预热器2进风和磨煤机3出口空气；

其中，方式1为：在空气预热器2烟气出口设置高温换热器10，高温换热器10回收烟气的热量，回收的热量优先加热进入空气预热器2的进风，多余热量用来加热锅炉补水或作其它用途；或用外界热源加热进入空气预热器2的进风；或采用高温换热器10回收烟气的热量和外界热源联合加热进入空气预热器2的进风；在空气被高温换热器10回收烟气的热量和/或外界热源加热之前，先被低温换热器或其它热源预热，或由低温换热器和其它热源二者联合预热；即，进入空气预热器2的空气，先被预热，然后被空气被高温换热器10回收烟气的热量和/或外界热源进一步加热。

方式2为：所述磨煤机3出口空气的加热为：用外界热源加热磨煤机3出口空气、或在空气预热器2烟气出口设置高温换热器10，高温换热器10回收烟气的热量，用高温换热器10回收的热量加热磨煤机3出口空气，或用外界热源和高温换热器10回收的热量联合加热磨煤机3出口空气。即，在磨煤机3的出口设置一个“加热模块”，该“加热模块”的热量来自外界热源或来自高温换热器10回收的热量。

方式3即为上述方式1和2的结合。

根据上面的描述，实际应用可以有各种情况，但不限于此。

实现上述方法的系统可以包含第一加热器21、第二加热器22、第一高温加热器40、第二高温加热器41中的其中之一或任意多个，他们之间相互独立，其中第一加热器21、第二加热器22通过高温换热器10给热，第一高温加热器40、第二高温加热器41通过外接热源给热。图16中系统包括高温换热器10、预热器30、第一加热器21和第二加热器22；第一加热器21位于预热器30和空气预热器2之间，第二加热器22位于磨煤机3出口；高温换热器10通过管道与第一加热器21、第二加热器22并联（也可以将三者一次串联），管道内具有传热介质。传热介质将高温换热器10回收的热量传递给第一加热器21、第二加热器22，分别加热空气预热器2进气和磨煤机3出口的空气。在此基础上，系统还设置了第一高温加热器40和第二高温加热器41，第二高温加热器41位于所述预热器30和空气预热器2之间，第一高温加热器40位于磨煤机3出口。第二高温加热器41和第一高温加热器40分别加热空气预热器2进气和磨煤机3出口的空气。

图1利用利用高温换热器10回收热量加热锅炉1空气预热器二次风A2，即高温换热器10的回收烟气Y的热量H供给给空气预热器2前的第一加热器21（实现方式为：高温换热器10与第一加热器21通过管道L相连，泵60置于管道L中，驱动管道L内的换热介质循环，管道L内的介质将高温换热器10回收的热量传递到第一加热器21中，对空气预热器2前的进风进行加热，如图10），来自低温换热器或者其它热源的热量h供给空气预热器2前的空气预热器30，图1显示了低温换热器设置的一种情况。换热介质可以为液态或气体。

图1利用高温换热器10回收热量加热锅炉空气预热器2二次风A2，也可以只加热进入空气预热器2的一次风A1，或只加热经过磨煤机3的一次风A1。

图2利用高温换热器10回收热量加热锅炉空气预热器2二次风A2，同时加热锅炉空气预热器二次风A1，也可以利用高温换热器10回收热量加热空气预热器2的一次空气A1、二次空气A2和从磨煤机3出口的一次空气A1的任意两种，图4即加热二次空气A2和从磨煤机3出口的一次空气A1。

图3利用高温换热器10回收的热量加热空气预热器2的一次空气A1、二次空气A2和从磨煤机3出口的空气，磨煤机3出口有第二加热器22。

图5 在图3的基础上，在第二加热器22的出口增加了第一高温加热器40，利用其它热源进一步提高锅炉进风温度。

图6在图1的基础上，在磨煤机3出口增加了第一高温加热器40，利用其它热源提高锅炉进风温度。

图7在图1的基础上，增加了一个并联的高温辅助换热器11，用来加热锅炉给水W或者其它用途，这主要是考虑锅炉优先将进风温度提高的情况下，如仍然有多余热量，可以用来加热给水，降低电厂抽气；或做其它用途。

图8 考虑到未对烟气进行热量回收时，可采用其它热量，如抽气，加热磨煤机3出口的空气，磨煤机3出口的空气，加热直接进入锅炉，热量可全部利用，应优先采用，而空气预热器前空气的加热，其热量有损耗，必要时可采用。

图9在图4的基础上，增加了一个与高温换热器10串联的高温辅助换热器11并置于高温换热器10的下游，用来加热锅炉给水W或者其它用途，这主要是考虑锅炉优先将进风温度提高的情况下，如仍然有多余热量，可以用来加热给水，降低电厂抽气；或做其它用途。

系统还可以包含低温换热器，设置在高温换热器10下游；烟气经高温换热器10回收热量后，还被低温换热器进一步回收热量；回收热量用于空气预热器2进口的空气的预热（图10、14）、脱硫塔6出口处空气的加热、锅炉给水的加热中的一种或多种；低温换热器可以为一个，也可以为两个；两个低温换热器（第一低温换热器50和第二低温换热器51）可以分别设置在除尘器4前后，也可以分别设置在高温换热器10与除尘器4之间和引风机5与脱硫塔6之间，还可以分别设置在引风机5前后。

图10在图7的基础上，增加了置于高温换热器10和除尘器4前的第一低温换热器50和置于引风机5与脱硫塔6之间的第二低温换热器51，为空气预热器2前的预热器30提高热量；高温换热器10与第一加热器21通过管道L相连，泵60驱动换热介质循环，高温换热器10为空气预热器2前的第一加热器21提供热量；第一低温换热器50、第二低温换热器51、预热器30通过管道L串联，泵60驱动换热介质循环，第一低温换热器50和第二低温换热器51为预热器30提供热量。

图18与图10不同处在于：第一低温换热器50与第二低温换热器51并联后再连接到预热器30的两端。

图11与图10不同处在于将：两个流体回路合并，即：高温换热器10，第一低温换热器50、第二低温换热器51、第一加热器21、预热器30通过管道L串联；泵60驱动换热介质循环。

图17与图10的不同在于，两个流体回路不一致，图17中高温换热器10、第一低温换热器50和第一加热器21通过管道相连，第二低温换热器51和预热器30通过管道相连，管道内具有传热介质。

图12在图11的基础上再除尘器前增加了与第一低温换热器50并联的旁路52，烟气一部分通过第一低温换热器50，另一部分通过旁路52，两者混合后进入除尘器4。

图13在图12的基础上，在磨煤机3出口增加了第一高温加热器40，采用其它热源加热磨煤机3出口空气。

图14 中将低温换热器为一个，图14在图4的基础上增加了第一低温换热器50，第一低温换热器50与空气预热器前预热器30通过换热介质管道L相连，泵60安装在管道上，泵驱动换热介质如水等在第一低温换热器50与空气预热器前预热器30间循环，高温换热器10，空气预热器前的第一加热器21，第二加热器22，通过换热介质管道L相连，泵60安装在管道上，驱动换热介质（如水等）在高温换热器10，与第一加热器21，第二加热器22间的循环。

图15系统由烟气换热器13，置于脱硫塔后烟气再热器70，磨煤机3出口的第一高温加热器40等组成，烟气换热器13置于烟气出口，回收烟气热量，烟气换热器13与烟气再热器70通过管道L相连，泵60驱动换热介质循环。加热器40采用其它热源，如电厂抽加热进入锅炉的一次空气。图15 主要考虑到对排烟有较高加热要求的场合，防止冒白烟，提升烟羽高度，减少烟道腐蚀，并利用其它热源加热磨煤机3出口空气或者空气预热器前空气。图15显示的是加热磨煤机3出口空气的情况。

Claims (8)

1.一种提高锅炉进风温度的方法，其特征在于：所述方法为加热空气预热器（2）进风、或加热磨煤机（3）出口空气、或加热空气预热器（2）进风和磨煤机（3）出口空气；所述空气预热器（2）进风的加热为：在空气预热器（2）烟气出口设置高温换热器（10），高温换热器（10）回收烟气的热量，回收的热量优先加热进入空气预热器（2）的进风，多余热量用来加热锅炉补水；或用外界热源加热进入空气预热器（2）的进风；或采用高温换热器（10）回收烟气的热量和外界热源联合加热进入空气预热器（2）的进风；被加热的空气，先被低温换热器预热，或由低温换热器和其它热源二者联合预热；所述磨煤机（3）出口空气的加热为：用外界热源加热磨煤机（3）出口空气、或在空气预热器（2）烟气出口设置高温换热器（10），高温换热器（10）回收烟气的热量，用高温换热器（10）回收的热量加热磨煤机（3）出口空气，或用外界热源和高温换热器（10）回收的热量联合加热磨煤机（3）出口空气：所述高温换热器（10）后部设置有一个低温换热器，所述低温换热器位于高温换热器（10）与脱硫塔（6）之间的任意位置；或高温换热器（10）后部设置有两个低温换热器，两个低温换热器分别设置在除尘器（4）前后，或分别设置在高温换热器（10）与除尘器（4）之间和引风机（5）与脱硫塔（6）之间，或分别设置在引风机（5）前后；烟气经高温换热器（10）回收热量后，还被低温换热器进一步回收热量；回收热量用于空气预热器（2）进口的空气的预热、脱硫塔（6）出口处空气的加热、锅炉给水的加热中的一种或多种。

2.一种实现权利要求1所述方法的系统，其特征在于，所述系统包括预热器（30），还包括第一高温加热器（40）、或第二高温加热器（41）、或包括第一高温加热器（40）和第二高温加热器（41），所述预热器（30）位于空气预热器（2）前部，第二高温加热器（41）位于所述预热器（30）和空气预热器（2）之间，第一高温加热器（40）位于磨煤机（3）出口；所述系统还包括位于烟气出口的烟气换热器（13）和位于脱硫塔（6）出口的烟气再热器（70），所述烟气换热器（13）通过管道与烟气再热器（70）相连，管道内具有传热介质。

3.一种实现权利要求1所述方法的系统，其特征在于，所述系统包括高温换热器（10）、预热器（30）、第一加热器（21），所述高温换热器（10）设置在烟气出口，预热器（30）设置在空气预热器（2）前部；第一加热器（21）位于预热器（30）和空气预热器（2）之间；高温换热器（10）与第一加热器（21）通过管道相连，管道内具有传热介质；或系统包括高温换热器（10）、预热器（30）、第二加热器（22），第二加热器（22）位于磨煤机（3）出口；高温换热器（10）与第二加热器（22）通过管道相连，管道内具有传热介质；或所述系统包括高温换热器（10）、预热器（30）、第一加热器（21）和第二加热器（22）；高温换热器（10）通过管道与第一加热器（21）、第二加热器（22）串联或并联，管道内具有传热介质。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一高温加热器（40）、或第二高温加热器（41）、或包括第一高温加热器（40）和第二高温加热器（41），第二高温加热器（41）位于所述预热器（30）和空气预热器（2）之间，第一高温加热器（40）位于磨煤机（3）出口。

5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括低温换热器、高温辅助换热器（11）中的一种或两种；所述低温换热器为一个，设置在高温换热器（10）后部，或所述低温换热器为两个，分别设置在除尘器（4）前后，或分别设置在高温换热器（10）与除尘器（4）之间和引风机（5）与脱硫塔（6）之间，或分别设置在引风机（5）前后；烟气经高温换热器（10）回收热量后，还被低温换热器进一步回收热量；回收热量用于空气预热器（2）进口的空气的预热、脱硫塔（6）出口处空气的加热、锅炉给水的加热中的一种或多种；所述高温辅助换热器（11）与高温换热器（10）并联，或串联在高温换热器（10）后部，高温辅助换热器（11）将回收的热量加热锅炉进水。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述低温换热器为一个，低温换热器通过管道与预热器（30）相连。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述低温换热器的数量为两个，高温换热器（10）、两个低温换热器、预热器（30）、加热器（21）通过管道串联，或高温换热器（10）和加热器（21）通过管道相连，两个低温换热器和预热器（30）通过管道相连；或高温换热器（10）、一个低温换热器和加热器（21）通过管道相连，另一个低温换热器和预热器（30）通过管道相连，管道内具有传热介质。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述两个低温换热器和预热器（30）通过管道相连，其中的两个低温换热器串联或并联；所述高温换热器（10）、一个低温换热器和加热器（21）通过管道相连，其中的高温换热器（10）与一个低温换热器串联或并联。