CN109539290B - 一种锅炉炉渣余热利用系统及工艺 - Google Patents

一种锅炉炉渣余热利用系统及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锅炉炉渣余热利用系统及工艺，由干式排渣机、旋风分离器、换热器组成，干式排渣机的空气进口、第一进渣口均设置在干式排渣机的前端，干式排渣机的出渣口设置在干式排渣机的后端，干式排渣机的出气口设置在干式排渣机的后部，干式排渣机的第一进渣口连接锅炉渣斗出口，干式排渣机的出气口连接旋风分离器的进气口，旋风分离器的出气口连接换热器的空气通道的进口，换热器的空气通道出口连接锅炉的一次风进口，换热器的烟气通道进口连接湿法脱硫塔的烟气出口，换热器的烟气通道出口连接烟囱进口。本发明不仅能够利用炉渣余热对湿法脱硫后降温的烟气进行再热升温，还能对剩下的余热进行回收，实现整个余热回收系统能量的梯级应用。

Description

一种锅炉炉渣余热利用系统及工艺
技术领域
本发明属于锅炉节能及环保领域，具体涉及一种锅炉炉渣余热利用系统及工艺。
背景技术
锅炉机组烟气处理系统中，脱硫多采用湿法脱硫系统，湿法烟气脱硫系统吸收塔出口净烟气由于处于湿饱和状态，在流经烟道、烟囱排入大气的过程中因温度降低，烟气中部分汽态水和污染物会发生凝结，液体状态的浆液量会增加，并在一定区域内有液滴飘落，沉积至地面干燥后呈白色石膏斑点，称为石膏雨。
烟气在烟囱口排入大气的过程中因温度降低，烟气中部分汽态水和污染物会发生凝结，在烟囱口形成雾状水汽，雾状水汽会因天空背景色和天空光照、观察角度等原因发生颜色的细微变化，形成“有色烟羽”，通常为白色、灰白色或蓝色等颜色。
石膏雨、有色烟羽等对环境造成严重污染，影响大气环境质量及周边群众的生活。石膏雨和有色烟羽的形成，是由于经过湿法脱硫后，排烟含湿量增大，导致露点温度升高，排至大气后露点温度降低，发生结露造成。现有的解决手段多是先对烟气降温，析出其中的部分水蒸气，降低烟气的绝对含湿量，再对烟气再热升温后予以排放。然而烟气再热升温导致能耗的增加。
锅炉燃烧后的高温炉渣温度高达700～1000℃，通常利用循环水进行冷却，循环水将炉渣余热带入冷却塔或其他冷区设施并最终排入大气。这种处理方式，不仅使炉渣含有大量余热不能得到充分利用，影响锅炉的热效率，而且循环水的蒸发也造成水资源在一定程度上的浪费，同时对环境也造成热污染。在循环水浸入炉渣过程中，产生的蒸汽在长期上也会对锅炉本体及锅炉房的结构造成腐蚀危害。因此，有必要对锅炉炉渣所含有的大量余热加以回收利用。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种锅炉炉渣余热利用系统，不仅能够利用炉渣余热对湿法脱硫后降温的烟气进行再热升温，还能对剩下的余热进行回收，实现整个余热回收系统能量的梯级应用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种锅炉炉渣余热利用系统，由干式排渣机、旋风分离器、换热器组成，所述干式排渣机的空气进口、第一进渣口均设置在干式排渣机的前端，干式排渣机的出渣口设置在干式排渣机的后端，干式排渣机的出气口设置在干式排渣机的后部，干式排渣机的第一进渣口连接锅炉渣斗出口，干式排渣机的出气口连接旋风分离器的进气口，旋风分离器的出气口连接换热器的空气通道的进口，换热器的空气通道出口连接锅炉的一次风进口，换热器的烟气通道进口连接湿法脱硫塔的烟气出口，换热器的烟气通道出口连接烟囱进口。
本发明的目的之二是提供一种锅炉炉渣余热利用工艺，提供上述系统，锅炉渣斗中炉渣排入干式排渣机后经过空气冷却排出，干式排渣机排出的热空气去除固体颗粒，再进入换热器冷却后作为一部分一次风进入锅炉，湿法脱硫后的湿烟气降低温度除湿后被去除固体颗粒的热空气加热，然后进入烟囱。
本发明的目的之三是提供一种上述系统或工艺在火力发电中的应用。
本发明的有益效果为：
(1)采用干式除渣机作为除渣设备，对锅炉炉渣余热回收利用，避免了传统的水力除渣所造成的能量损失及环境污染。
(2)将锅炉炉渣余热高质部分用于湿法脱硫后烟气再热，低质部分用于锅炉一次风，既减少了排烟温度低造成的石膏雨、有色烟羽等污染；又实现将能量梯级应用，最大限度发挥能效。
(3)炉渣换热产生的热空气与脱硫后烟气采用间接换热，既避免了热空气中所携带的煤渣粉尘进入净化后的烟气，造成烟气的二次污染从而导致排放不达标；又防止发生空气混入烟气所带来的氧量升高问题。
(4)空气管路系统合理设置，热空气首先经过旋风分离器除尘后进入换热器，经换热降温后送入锅炉一次风管道，减少了粉尘对换热器和管道的磨损，有利于系统长期稳定运行。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的系统的结构示意图；
其中，10.锅炉，11.锅炉渣斗出口，20.干式排渣机，21.第一进渣口，22.第二进渣口，23.出渣口，24.进气口，25.出气口，30.旋风分离器，31.旋风分离器进气口，32.旋风分离器出气口，33.旋风分离器灰斗出口，40.换热器，50.引风机，60.湿法脱硫塔。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
干式排渣机中炉渣由干式排渣机的前端流向干式排渣机的后端，并从干式排渣机的后端进行排渣，干式排渣机的后部是指靠近干式排渣机后端的干式排渣机部分。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在湿法脱硫烟气再热的能源消耗及锅炉炉渣余热利用不足的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种锅炉炉渣余热利用系统及工艺。
本申请的一种典型实施方式，提供了一种锅炉炉渣余热利用系统，由干式排渣机、旋风分离器、换热器组成，所述干式排渣机的空气进口、第一进渣口均设置在干式排渣机的前端，干式排渣机的出渣口设置在干式排渣机的后端，干式排渣机的出气口设置在干式排渣机的后部，干式排渣机的第一进渣口连接锅炉渣斗出口，干式排渣机的出气口连接旋风分离器的进气口，旋风分离器的出气口连接换热器的空气通道的进口，换热器的空气通道出口连接锅炉的一次风进口，换热器的烟气通道进口连接湿法脱硫塔的烟气出口，换热器的烟气通道出口连接烟囱进口。
优选的，干式排渣机的后端开始第二进渣口，旋风分离器的灰斗出口连接第二进渣口。
优选的，换热器的空气通道出口连接锅炉的一次风进口的管道上设有引风机。在换热器的出口管道设置引风机，热空气在换热器中经过降温，能够使防止空气温度过高损坏引风机。同时，通过引风机控制空气进入量，从而控制热空气的温度。
优选的，换热器的空气通道出口连接在锅炉一次风管道上。能够利用换热后的低温热空气对部分锅炉一次风进行预热，进一步降低锅炉能耗。
本申请的另一种实施方式，提供了一种锅炉炉渣余热利用工艺，提供上述系统，锅炉渣斗中炉渣排入干式排渣机后经过空气冷却排出，干式排渣机排出的热空气去除固体颗粒，再进入换热器冷却后作为一部分一次风进入锅炉，湿法脱硫后的湿烟气降低温度除湿后被去除固体颗粒的热空气加热，然后进入烟囱。
湿法脱硫后的湿烟气，可以在脱硫塔内直接冷却除湿，也可以在脱硫塔之后进行冷却除湿。
优选的，热空气去除的固体颗粒进入干式排渣机后排出。
优选的，经换热器冷却后的热空气进入锅炉一次风管道，与另一部分一次风混合后进入锅炉。
优选的，干式排渣机排出的热空气的温度为300～600℃。
优选的，换热器冷却后经引风机引出的空气的温度为120～220℃。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
实施例
一种锅炉炉渣余热利用系统，如图1所示，包括锅炉10、干式排渣机20、旋风分离器30、换热器40、引风机50、湿法脱硫塔60。
锅炉10燃烧产生的炉渣从锅炉渣斗出口11排出，从干式排渣机20的第一进渣口21进入干式排渣机20。
干式排渣机20原理是将常温空气通入冷渣机内部，通过空气和炉渣在冷渣机内部的换热，将炉渣的热量传递给空气，实现冷却炉渣的目的，同时将升温后的空气排出冷渣机。
经过空气冷却后的炉渣从23出渣口排放。
空气作为换热介质，从进气口24进入干式排渣机20内，经换热升温后从出气口25排出，排气温度控制为300～600℃。通过控制空气与炉渣的质量比控制排气温度，例如空气由20℃加热到320℃，空气量与炉渣量质量比约为1.3：1；如将空气由20℃加热到520℃，空气量与炉渣量质量比约为0.8：1。引风机50为变频风机，可通过调节频率来调节转速，从而控制空气量。
热空气从旋风分离器进气口31进入旋风分离器30，旋风分离器的作用是去除在干式排渣机20内换热过程中由空气所携带的细小炉渣，以保证后续换热过程中，作为介质的空气的清洁性，减少后续换热器及管道的堵塞和磨损，减少换热器换热管的沾污，提高换热效率。
经分离后的热空气从旋风分离器出气口32排出，分离下的炉渣粉尘从旋风分离器灰斗出口33排出，从第二进渣口22进入干式排渣机20，与换热后的炉渣共同排放。
热空气和从湿法脱硫塔60排出的湿烟气(该湿烟气已在湿法脱硫塔60内进行冷却除湿)在换热器50内进行换热，换热器50的形式为间接换热，即热空气与烟气不直接接触，既避免了热空气中所携带的煤渣粉尘进入净化后的烟气，造成烟气的二次污染从而导致排放不达标；又防止发生空气混入烟气所带来的氧量升高问题。
经过换热升温后的烟气，通入锅炉的烟囱排放；降温后的空气，温度控制于120～220℃，经引风机50排入锅炉10的一次风进风管道，作为锅炉一次风使用，进一步利用其热量。
引风机50设置于换热器之后，所输送的介质为中低温空气，降低其使用温度，确保其稳定运行。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种锅炉炉渣余热利用系统，其特征是，由干式排渣机、旋风分离器、换热器组成，所述干式排渣机的空气进口、第一进渣口均设置在干式排渣机的前端，干式排渣机的出渣口设置在干式排渣机的后端，干式排渣机的出气口设置在干式排渣机的后部，干式排渣机的第一进渣口连接锅炉渣斗出口，干式排渣机的出气口连接旋风分离器的进气口，旋风分离器的出气口连接换热器的空气通道的进口，换热器的空气通道出口连接锅炉的一次风进口，换热器的烟气通道进口连接湿法脱硫塔的烟气出口，换热器的烟气通道出口连接烟囱进口；
所述换热器为间接式换热器，空气通道与烟气通道独立，两介质互不接触；
所述干式排渣机的后端开始第二进渣口，旋风分离器的灰斗出口连接第二进渣口；
所述换热器的空气通道出口连接锅炉的一次风进口的管道上设有引风机；
所述换热器的空气通道出口连接在锅炉一次风管道上。
2.一种锅炉炉渣余热利用工艺，其特征是，提供权利要求1所述的系统，锅炉渣斗中炉渣排入干式排渣机后经过空气冷却排出，干式排渣机排出的热空气去除固体颗粒，再进入换热器冷却后作为一部分一次风进入锅炉，湿法脱硫后的湿烟气降低温度除湿后被去除固体颗粒的热空气加热，然后进入烟囱；
热空气去除的固体颗粒进入干式排渣机后排出；
经换热器冷却后的热空气进入锅炉一次风管道，与另一部分一次风混合后进入锅炉；
干式排渣机排出的热空气的温度为300～600℃；
换热器冷却后经引风机引出的空气的温度为120～220℃。
3.一种权利要求1所述的系统或权利要求2所述的工艺在火力发电中的应用。
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