CN105444148A - 一种空气分级预热锅炉 - Google Patents

Abstract

一种空气分级预热锅炉，涉及火力发电厂利用尾部烟道热烟气对冷空气进行预热的设备。该锅炉在现有锅炉结构的基础上，增加至少一级高温空气预热器，其布置在脱硝装置之前的尾部烟道中，沿烟气流动方向与省煤器串联布置，也可并联或混联布置；该锅炉还可以增设初级省煤器和中温空气预热器等部件。本发明通过多级空气预热器的设置，可深度降低锅炉排烟温度，大幅提高锅炉效率；同时可提高二次风入炉温度和锅炉的稳燃性，减少锅炉助燃用油；另外，通过初级省煤器的设置，可灵活调整脱硝装置所处烟道温度，使得脱硝装置在全负荷范围内都能实现高效脱硝。通过设置一次风、二次风抽气暖风系统，可改善低温受热面的腐蚀问题。

Description

一种空气分级预热锅炉

技术领域

一种空气分级预热锅炉，涉及火力发电厂利用尾部烟道热烟气对冷空气进行深度预热的技术。

背景技术

节能减排已逐渐成为全球最为关注的热点话题，提高能源利用率，降低能源消耗，俨然已成为各行各业研究人员所肩负的历史重任。而电力作为工业发展和社会经济不断进步的支撑行业，其中火力发电所消耗的煤炭资源约占煤炭总消耗量的一半，在能源结构上处于非常重要的位置。

对于火力发电机组，在同样蒸汽参数的条件下，锅炉效率是影响机组煤耗的最关键因素。当前技术水平下，锅炉设计效率大都在92％左右，其效率的损失中排烟损失首当其冲。采用空气预热器利用尾部烟道热烟气对冷空气进行加热是当前火力发电机组普遍采用的技术。然而由于常规锅炉通常将空气预热器布置于省煤器之后，其入口烟温限制了将其进行深度预热的可能，使得锅炉排烟温度难以进一步下降。

随着近年来整个社会对节能减排的日趋重视，国家层面出台越来越多越来越严的节能减排政策，火电行业开始从各个角度设法提高机、炉、辅的效率，国内为了进一步降低排烟损失，通常用低温省煤器等技术利用空气预热器后的低温余热加热汽轮机凝结水，进而排挤汽轮机低压抽汽，换取微薄的机组做功能力提升，其能量实际利用效果一般仅为20％左右。近年来也有在空气预热器侧设置旁路抽取部分较高温度烟气直接加热给水，并辅助低温省煤器等措施，以提高烟气余热利用的品质，但综合能量利用效率仍然不足40％。

发明内容

本发明的目的是提供一种空气分级预热锅炉，通过在该锅炉尾部烟道中设置高温利用高温尾部烟气对一次风、二次风进行深度预热，以实现进一步提高进入锅炉的一次风、二次风的温度，从而可以进一步降低锅炉排烟温度，并将获取排烟温度下降的热量全部用于提高锅炉效率的目的。

本发明的技术方案如下：

一种空气分级预热锅炉，所述的锅炉包括锅炉本体、尾部烟道、过热器、再热器、省煤器、脱硝装置、空气预热器、送风机出口管道和一次风机出口管道；脱硝装置布置在省煤器之后的尾部烟道中，空气预热器布置在脱硝装置之后的尾部烟道中，空气预热器的二次风进口与送风机出口管道相连，空气预热器的一次风进口与一次风机出口管道相连；的其特征在于：该空气分级预热锅炉还包括至少一级高温空气预热器，高温空气预热器布置在脱硝装置之前的尾部烟道中，沿烟气流动方向与省煤器串联布置，或并联布置，抑或混联布置；高温空气预热器的二次风进口与空气预热器的二次风出口通过管道相连，高温空气预热器的二次风出口与锅炉本体的二次风热风管道相连。

本发明的另一技术特征在于：该空气分级预热锅炉还包括初级省煤器，初级省煤器布置于脱硝装置与空气预热器之间的尾部烟道中；初级省煤器的水侧入口与锅炉给水管道相连，初级省煤器的水侧出口与省煤器的水侧入口通过管道相连。

本发明的又一技术特征在于：该空气分级预热锅炉还包括中温空气预热器，中温空气预热器布置于脱硝装置与空气预热器之间的尾部烟道中，沿烟气流动方向与初级省煤器串联布置，或并联布置，抑或混联布置；中温空气预热器的二次风进口与空气预热器的二次风出口通过管道相连，中温空气预热器的二次风出口与高温空气预热器的二次风进口通过管道相连；高温空气预热器的二次风进口不再与空气预热器的二次风出口直接相连。

优选地，中温空气预热器还设有一次风受热面，中温空气预热器的一次风进口与空气预热器的一次风出口通过管道相连，中温空气预热器的一次风出口与锅炉本体的一次风热风管道相连。

优选地，高温空气预热器还设有一次风受热面，高温空气预热器的一次风进口与中温空气预热器的一次风出口通过管道相连，高温空气预热器的一次风出口与锅炉本体的一次风热风管道相连；中温空气预热器的一次风出口不再直接与锅炉本体的一次风热风管道相连。

本发明的又一技术特征在于：该空气分级预热锅炉还包括除尘器装置和脱硫塔，除尘器装置布置在空气预热器之后的尾部烟道中，脱硫塔布置在除尘器装置之后的尾部烟道中，在除尘器装置与脱硫塔之间设置二次风前置空气预热器；二次风前置空气预热器的二次风进口与送风机出口管道相连，二次风前置空气预热器的二次风出口与空气预热器的二次风进口通过管道相连；空气预热器的二次风进口不再与送风机出口管道直接相连。

优选地，在除尘器装置与脱硫塔之间设置一次风前置空气预热器，一次风前置空气预热器的一次风进口与一次风机出口管道相连，一次风前置空气预热器的一次风出口与空气预热器的一次风进口通过管道相连；空气预热器的一次风进口不再与一次风机出口管道直接相连；。

本发明的又一技术特征在于：当二次风前置空气预热器与一次风前置空气预热器同时存在时，一次风前置空气预热器沿烟气流动方向与二次风前置空气预热器并联布置，或串联布置，抑或混联布置；一次风前置空气预热器的一次风进口与一次风机出口管道相连，一次风前置空气预热器的一次风出口与空气预热器的一次风进口通过管道相连；空气预热器的二次风进口不再与送风机出口管道直接相连，空气预热器的一次风进口不再与一次风机出口管道直接相连。

本发明的又一技术特征在于：该空气分级预热锅炉还包括二次风抽气风机，所述的二次风抽气风机通过管道从空气预热器或中温空气预热器抑或高温空气预热器的二次风出口引出部分热二次风，并通过管道与送风机出口管道连接。

本发明的又一技术特征在于：该空气分级预热锅炉还包括一次风抽气风机，所述的一次风抽气风机通过管道从空气预热器或中温空气预热器抑或高温空气预热器的一次风出口引出部分热一次风，并通过管道与一次风机出口管道连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性的技术效果：

①通过设置高温空气预热器的多级空气预热器设置，深度降低锅炉排烟温度，大幅提高锅炉效率；②提高二次风入炉温度，大幅提高锅炉稳燃性能与低负荷带负荷能力，减少锅炉助燃用油；③通过提高二次风温，可优化锅炉过量空气系数，进一步提高锅炉效率；④通过初级省煤器的设置，可以灵活调整脱硝装置所处烟道温度，使得脱硝装置在全负荷范围内都能实现高效脱硝；⑤通过设置一次风、二次风抽气暖风系统，可以提高低温部分空气预热器的入口冷风温度，改善低温受热面的腐蚀问题。

附图说明

图1为本发明提供的一种空气分级预热锅炉的结构原理示意图。

图中：1‐锅炉本体；2‐尾部烟道；3‐过热器；4‐再热器；5‐省煤器；6‐脱硝装置；7‐空气预热器；8‐送风机出口管道；9一次风机出口管道；10‐高温空气预热器；11‐初级省煤器；12‐中温空气预热器；13‐除尘器装置；14‐脱硫塔；15‐二次风前置空气预热器；16‐一次风前置空气预热器；17‐二次风抽气风机；18‐一次风抽气风机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的工作原理、具体结构及实施方法作进一步说明：

图1为本发明提供的一种空气分级预热锅炉的一种实施方案的结构原理图，其基本结构包括锅炉本体1、尾部烟道2、过热器3、再热器4、省煤器5、脱硝装置6、空气预热器7、送风机出口管道8、一次风机出口管道9、高温空气预热器10、初级省煤器11、中温空气预热器12、除尘器装置13、脱硫塔14、二次风前置空气预热器15、一次风前置空气预热器16、二次风抽气风机17和一次风抽气风机18；脱硝装置6布置在省煤器5之后的尾部烟道中，空气预热器7布置在脱硝装置6之后的尾部烟道中；高温空气预热器10布置在脱硝装置6之前的尾部烟道中，沿烟气流动方向与省煤器5并联布置(根据实际情况也可以串联布置于省煤器5之前，或与省煤器5混联布置)，高温空气预热器10的二次风进口与空气预热器7的二次风出口通过管道相连，高温空气预热器10的二次风出口与锅炉本体1的二次风热风管道相连；初级省煤器11布置于脱硝装置6与空气预热器7之间的尾部烟道中；中温空气预热器12布置于烟气脱硝装置6与空气预热器7之间的尾部烟道中，沿烟气流动方向与初级省煤器11并联布置(根据实际情况也可以串联布置于初级省煤器11之前，或与初级省煤器11混联布置)；除尘器装置13布置在空气预热器7之后的尾部烟道中，脱硫塔14布置在除尘器装置13之后的尾部烟道中，在除尘器装置13与脱硫塔14之间设置二次风前置空气预热器15和一次风前置空气预热器16，一次风前置空气预热器16沿烟气流动方向与二次风前置空气预热器15并联布置(根据实际情况需要，也可以串联布置，或混联布置)。

高温空气预热器10的二次风进口与中温空气预热器12的二次风出口通过管道相连(如果没有中温空气预热器12情况下直接与空气预热器7的二次风出口通过管道相连)，高温空气预热器10的二次风出口与锅炉本体1的二次风热风管道相连；初级省煤器11的水侧入口与锅炉给水管道相连，初级省煤器11的水侧出口与省煤器5的水侧入口通过管道相连；中温空气预热器12的二次风进口与空气预热器7的二次风出口通过管道相连，中温空气预热器12的二次风出口与高温空气预热器10的二次风进口通过管道相连；如果中温空气预热器12还设有一次风受热面，中温空气预热器12的一次风进口与空气预热器7的一次风出口通过管道相连，中温空气预热器12的一次风出口与锅炉本体1的一次风热风管道相连；如果高温空气预热器10还设有一次风受热面，高温空气预热器10的一次风进口与中温空气预热器12的一次风出口通过管道相连，高温空气预热器10的一次风出口与锅炉本体1的一次风热风管道相连，中温空气预热器12的一次风出口不再直接与锅炉本体1的一次风热风管道相连；当设置二次风前置空气预热器15时，二次风前置空气预热器15的二次风进口与送风机出口管道8相连，二次风前置空气预热器15的二次风出口与空气预热器7的二次风进口通过管道相连，空气预热器7的二次风进口不再直接与送风机出口管道8直接相连；当设置一次风前置空气预热器16时，一次风前置空气预热器16的一次风进口与一次风机出口管道9相连，一次风前置空气预热器16的一次风出口与空气预热器7的一次风进口通过管道相连，空气预热器7的二次风进口不再直接与送风机出口管道8直接相连。

当设置二次风抽气风机17时，二次风抽气风机17通过管道从空气预热器7的二次风出口(根据实际情况也可以从中温空气预热器12的二次风出口，或者高温空气预热器10的二次风出口)引出一部分热二次风，并通过管道与送风机出口管道8连接，将抽取的热二次风与冷二次风混合后进入二次风前置空气预热器15的二次风入口进一步加热(如无二次风前置空气预热器15情况下，直接进入空气预热器的二次风入口进一步加热)；当设置一次风抽气风机18时，一次风抽气风机18通过管道从空气预热器7的一次风出口(根据实际情况也可以从中温空气预热器12的一次风出口，或者高温空气预热器8的一次风出口)引出一部分热一次风，并通过管道与一次风机出口管道9连接，将抽取的热一次风与冷一次风混合后进入一次风前置空气预热器15的一次风入口进一步加热(如无一次风前置空气预热器16情况下，直接进入空气预热器的一次风入口进一步加热)。

Claims (10)

1.一种空气分级预热锅炉，所述的锅炉包括锅炉本体(1)、尾部烟道(2)、过热器(3)、再热器(4)、省煤器(5)、脱硝装置(6)、空气预热器(7)、送风机出口管道(8)和一次风机出口管道(9)；脱硝装置(6)布置在省煤器之后的尾部烟道中，空气预热器(7)布置在脱硝装置(6)之后的尾部烟道中，空气预热器(7)的二次风进口与送风机出口管道(8)相连，空气预热器(7)的一次风进口与一次风机出口管道(9)相连；的其特征在于：该空气分级预热锅炉还包括至少一级高温空气预热器(10)，高温空气预热器(10)布置在脱硝装置(6)之前的尾部烟道中，沿烟气流动方向与省煤器(5)串联布置，或并联布置，抑或混联布置；高温空气预热器(10)的二次风进口与空气预热器(7)的二次风出口通过管道相连，高温空气预热器(10)的二次风出口与锅炉本体(1)的二次风热风管道相连。

2.按照权利要求1所述的一种空气分级预热锅炉，其特征在于：该空气分级预热锅炉还包括初级省煤器(11)，初级省煤器(11)布置于脱硝装置(6)与空气预热器(7)之间的尾部烟道中；初级省煤器(11)的水侧入口与锅炉给水管道相连，初级省煤器(11)的水侧出口与省煤器(5)的水侧入口通过管道相连。

3.按照权利要求2所述的一种空气分级预热锅炉，其特征在于：该空气分级预热锅炉还包括中温空气预热器(12)，中温空气预热器(12)布置于脱硝装置(6)与空气预热器(7)之间的尾部烟道中，沿烟气流动方向与初级省煤器(11)串联布置，或并联布置，抑或混联布置；中温空气预热器(12)的二次风进口与空气预热器(7)的二次风出口通过管道相连，中温空气预热器(12)的二次风出口与高温空气预热器(10)的二次风进口通过管道相连；高温空气预热器(10)的二次风进口不再与空气预热器(7)的二次风出口直接相连。

4.按照权利要求3所述的一种空气分级预热锅炉，其特征在于：中温空气预热器(12)还设有一次风受热面，中温空气预热器(12)的一次风进口与空气预热器(7)的一次风出口通过管道相连，中温空气预热器(12)的一次风出口与锅炉本体(1)的一次风热风管道相连。

5.按照权利要求4所述的一种空气分级预热锅炉，其特征在于：高温空气预热器(10)还设有一次风受热面，高温空气预热器(10)的一次风进口与中温空气预热器(12)的一次风出口通过管道相连，高温空气预热器(10)的一次风出口与锅炉本体(1)的一次风热风管道相连；中温空气预热器(12)的一次风出口不再直接与锅炉本体(1)的一次风热风管道相连。

6.按照权利要求1～5任一权利要求所述的一种空气分级预热锅炉，其特征在于：该空气分级预热锅炉还包括除尘器装置(13)和脱硫塔(14)，除尘器装置(13)布置在空气预热器(7)之后的尾部烟道中，脱硫塔(14)布置在除尘器装置(13)之后的尾部烟道中，在除尘器装置(13)与脱硫塔(14)之间设置二次风前置空气预热器(15)；二次风前置空气预热器(15)的二次风进口与送风机出口管道(8)相连，二次风前置空气预热器(15)的二次风出口与空气预热器(7)的二次风进口通过管道相连；空气预热器(7)的二次风进口不再与送风机出口管道(8)直接相连。

7.按照权利要求1～5任一权利要求所述的一种空气分级预热锅炉，其特征在于：该空气分级预热锅炉还包括除尘器装置(13)和脱硫塔(14)，除尘器装置(13)布置在空气预热器(7)之后的尾部烟道中，脱硫塔(14)布置在除尘器装置(13)之后的尾部烟道中，在除尘器装置(13)与脱硫塔(14)之间设置一次风前置空气预热器(16)，一次风前置空气预热器(16)的一次风进口与一次风机出口管道(9)相连，一次风前置空气预热器(16)的一次风出口与空气预热器(7)的一次风进口通过管道相连；空气预热器(7)的一次风进口不再与一次风机出口管道(9)直接相连。

8.按照权利要求6所述的一种空气分级预热锅炉，其特征在于：在除尘器装置(13)与脱硫塔(14)之间还设置一次风前置空气预热器(16)，一次风前置空气预热器(16)沿烟气流动方向与二次风前置空气预热器(15)并联布置，或串联布置，抑或混联布置；一次风前置空气预热器(16)的一次风进口与一次风机出口管道(9)相连，一次风前置空气预热器(16)的一次风出口与空气预热器(7)的一次风进口通过管道相连；空气预热器(7)的一次风进口不再与一次风机出口管道(9)直接相连。

9.按照权利要求1～5任一权利要求所述的一种空气分级预热锅炉，其特征在于：该空气分级预热锅炉还包括二次风抽气风机(17)，所述的二次风抽气风机(17)通过管道与空气预热器(7)、中温空气预热器(12)或高温空气预热器(10)的二次风出口相连，并通过管道与送风机出口管道(8)连接。

10.按照权利要求1～5任一权利要求所述的一种空气分级预热锅炉，其特征在于：该空气分级预热锅炉还包括一次风抽气风机(18)，所述的一次风抽气风机(18)通过管道从空气预热器(7)、中温空气预热器(12)或高温空气预热器(10)的一次风出口引出部分热一次风，并通过管道与一次风机出口管道(9)连接。