CN110500609A - 一种锅炉余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锅炉余热利用系统，包括第一加热子系统，第一加热子系统包括换热介质容器、空气预热器旁路烟道及设置在空气预热器旁路烟道中的第一换热器、一次粉管及设置一次粉管中的第二换热器，换热介质容器内容纳有换热介质，空气预热器旁路烟道内通有高温烟气，一次粉管内通有一次风粉，换热介质依次流经第一换热器和第二换热器，换热介质通过第一换热器吸收高温烟气的热量，而后通过第二换热器加热一次风粉。该发明可以同时提升锅炉稳燃能力及机组运行经济性。

Description

一种锅炉余热利用系统

技术领域

本发明涉及锅炉燃烧及余热利用领域，尤其涉及一种锅炉余热利用系统。

背景技术

在环保要求日益严格、可再生能源发电比重逐步提高以及煤价持续高位运行的背景下，燃煤发电机组普遍进行了超低排放改造、深度调峰运行和经济煤种掺烧，机组运行明显偏离设计工况，出现了锅炉稳燃能力不足、机组运行经济性偏低等问题。

提升一次风粉温度可以有效增强锅炉稳燃能力；已应用的一次风粉温度提升技术主要通过提高磨煤机入口端一次风温度，间接提升一次风粉温度，这种技术受限于磨煤机安全防爆要求，对一次风粉温度的提升效果有限。排烟热损失通常占锅炉总热损失的70％以上，排烟温度偏高是许多电厂锅炉效率偏低的主要原因，降低排烟温度，可以有效提升机组运行经济性；现有降低排烟温度的技术主要通过在空气预热器后方烟道内加装换热器，回收烟气余热，这种方式回收的热量品质较低，只能用于加热冷风、凝结水等低温介质，不能用于加热一次风粉。

鉴于此，有必要提供一种新型的锅炉余热利用系统，以解决或至少缓解上述技术缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种锅炉余热利用系统，旨在解决现有电厂锅炉稳燃能力不足及机组排烟温度偏高的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种锅炉余热利用系统，包括第一加热子系统，所述第一加热子系统包括换热介质容器、空气预热器旁路烟道及设置在所述空气预热器旁路烟道中的第一换热器、一次粉管及设置所述一次粉管中的第二换热器，所述换热介质容器内容纳有换热介质，所述空气预热器旁路烟道通有高温烟气，所述一次粉管内通有一次风粉，所述换热介质依次流经所述第一换热器和所述第二换热器，所述换热介质通过所述第一换热器吸收所述高温烟气的热量，然后通过所述第二换热器加热所述一次风粉。

优选地，所述第一加热子系统还包括空气预热器，与所述空气预热器连通的冷二次风道以及设置在所述冷二次风道中的第三换热器，所述第三换热器与所述换热介质容器连通，所述换热介质从所述第二换热器流经所述第三换热器后流回所述换热介质容器。

优选地，所述一种锅炉余热利用系统还包括第二加热子系统，所述第二加热子系统包括所述换热介质容器、所述空气预热器旁路烟道及设置在所述空气预热器旁路烟道中的第一换热器、换热介质旁路、所述冷二次风道以及设置在所述冷二次风道中的所述第三换热器，所述冷二次风道内通有冷二次风，所述换热介质通过所述第一换热器吸收所述高温烟气的热量，并通过所述换热介质旁路流入所述第三换热器，加热所述冷二次风。

优选地，所述第一换热器中换热介质的温度低于所述空气预热器旁路烟道中高温烟气的温度，所述第二换热器中换热介质的温度高于所述一次粉管中一次风粉的温度，所述第三换热器中换热介质的温度高于所述冷二次风道中冷二次风的温度。

优选地，所述一种锅炉余热利用系统还包括切换阀，所述切换阀设置于所述第一换热器和所述第二换热器之间，所述切换阀用于控制所述换热介质进入所述第二换热器或所述换热介质旁路。

优选地，所述换热介质为导热油，所述换热介质容器为储油池。

优选地，所述一种锅炉余热利用系统还包括油泵，所述油泵与所述换热介质容器连通。

优选地，所述一种锅炉余热利用系统还包括磨煤机、空气预热器进口烟道和空气预热器出口烟道，部分所述高温烟气经所述空气预热器进口烟道流入所述空气预热器，并经所述空气预热器出口烟道流出所述空气预热器，所述磨煤机与所述一次粉管连通。

优选地，所述空气预热器旁路烟道的进气口与所述空气预热器进口烟道连通，所述空气预热器旁路烟道的出气口与所述空气预热器出口烟道连通。

优选地，所述第一换热器、第二换热器和第三换热器均通过导油管连接。

本发明的上述技术方案中，设置空气预热器旁路烟道，分流部分高温烟气，以换热介质为中间介质，利用分流高温烟气的热量加热磨煤机后一次风粉，避免了磨煤机安全防爆要求的限制，可以大幅度提升一次风粉温度，从而提升锅炉的稳燃能力；同时，将部分高温烟气热量用于加热一次风粉，扩展了高温烟气的加热范围，提高了高温烟气热量的利用率，降低了机组整体排烟温度。该发明具有同时提升锅炉稳燃能力和机组运行经济性的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种锅炉余热利用系统的示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	换热介质容器	2	空气预热器旁路烟道
3	第一换热器	4	一次粉管
				5	第二换热器	6	空气预热器
7	冷二次风道	8	第三换热器
				9	换热介质旁路	10	切换阀
11	油泵	12	磨煤机
				13	空气预热器进口烟道	14	空气预热器出口烟道

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参见图1，本发明提供一种锅炉余热利用系统，包括第一加热子系统，第一加热子系统包括换热介质容器1、空气预热器旁路烟道2及设置在空气预热器旁路烟道2中的第一换热器3、一次粉管4及设置一次粉管4中的第二换热器5，换热介质容器1内容纳有换热介质，空气预热器旁路烟道2内通有高温烟气，一次粉管4内通有一次风粉，换热介质依次流经第一换热器3和第二换热器5，换热介质通过第一换热器3吸收高温烟气的热量，而后通过第二换热器5加热一次风粉。

上述实施例中，设置空气预热器旁路烟道2，分流部分高温烟气，以换热介质为中间介质，利用分流高温烟气的热量加热磨煤机12后一次风粉，不影响进入磨煤机12的一次风温度，避免了磨煤机12安全防爆要求的限制，可以大幅度提升一次风粉温度，从而提升锅炉的稳燃能力；同时，将部分高温烟气热量用于加热一次风粉，扩展了高温烟气的加热范围，提高了高温烟气热量的利用率，降低了机组整体排烟温度。该发明可以同时提升锅炉稳燃能力和机组运行经济性。

此外，第一加热子系统还包括空气预热器6，与空气预热器6连通的冷二次风道7以及设置冷二次风道7中的第三换热器8，第三换热器8与换热介质容器1连通，换热介质从第二换热器5流经第三换热器8后流回换热介质容器1。第一换热器3、第二换热器5和第三换热器8通过导油管连接。换热介质通过第二换热器5加热一次风粉后，换热介质温度降低，但仍高于冷二次风温度；换热介质流经第三换热器8后，冷二次风道7中的冷二次风温度得到一定提升，空气预热器6冷端最低温度有所提升，对空气预热器6冷端低温腐蚀和堵塞具有一定缓解作用。

另外，一种锅炉余热利用系统还包括第二加热子系统，第二加热子系统包括换热介质容器1、空气预热器旁路烟道2及设置在空气预热器旁路烟道2中的第一换热器3、换热介质旁路9、冷二次风道7以及设置在冷二次风道7中的第三换热器8，换热介质通过第一换热器3吸收高温烟气的热量，并通过换热介质旁路9流入第三换热器8加热冷二次风道内的冷二次风。换热介质旁路9如图1中虚线所示。在锅炉运行中，脱硝系统中逃逸的NH₃与烟气中的SO₃和水蒸气反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵在150～200℃范围内为粘度很高的液相物质，其附着在空气预热器6的蓄热片上并不断粘附飞灰，引起空气预热器6堵塞。本实施例第二加热子系统运行时，换热介质经换热介质旁路9而不经过第二换热器5直接全部用于在第三换热器8中加热冷二次风，可以明显提升空气预热器6进口冷风温度，从而将空气预热器出口烟道14中的烟气温度提升至200℃左右，促进硫酸氢铵的气化，解决空气预热器6的堵塞问题。

当然，第一换热器3中换热介质的温度低于空气预热器旁路烟道2中高温烟气的温度，第二换热器5中换热介质的温度高于一次粉管4中一次风粉的温度，第三换热器8中换热介质的温度高于冷二次风道7中冷二次风的温度。本领域技术人员可以理解，只有温度条件满足上述条件，才可以达到本发明所欲实现的效果。

进一步地，一种锅炉余热利用系统还包括切换阀10，切换阀10设置于第一换热器3和第二换热器5之间，切换阀10用于控制换热介质进入第二换热器5或换热介质旁路9。切换阀10用于切换一种锅炉余热利用系统的工作状态，即运行第一加热子系统还是运行第二加热子系统。进一步地，换热介质为导热油，换热介质容器1为储油池，导热油是用于间接传递热量的一类专用油品，其具有热稳定性高、传热效果好、流动性好、不易燃烧等特点。

进一步地，一种锅炉余热利用系统还包括油泵11，油泵11与换热介质容器1连通。油泵11用于为换热介质在一种锅炉余热利用系统运行提供动力。需要说明的是，本申请中的换热介质容器1、空气预热器旁路烟道2、第一换热器3、冷二次风道7、第三换热器8、油泵11为第一加热子系统和第二加热子系统共用。

此外，一种锅炉余热利用系统还包括磨煤机12，磨煤机12与一次粉管4连通。

另外，一种锅炉余热利用系统还包括空气预热器进口烟道13和空气预热器出口烟道14。高温烟气的流向分为两部分：一部分经空气预热器进口烟道13流向空气预热器6，并经空预器热器出口烟道14流出空气预热器6；一部分在空气预热器旁路烟道2中流经第一加热器3，并最终流入空气预热器出口烟道14。

本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种锅炉余热利用系统，其特征在于，包括第一加热子系统，所述第一加热子系统包括换热介质容器、空气预热器旁路烟道及设置在所述空气预热器旁路烟道中的第一换热器、一次粉管及设置所述一次粉管中的第二换热器，所述换热介质容器容纳有换热介质，所述空气预热器旁路烟道内通有高温烟气，所述一次粉管内通有一次风粉，所述换热介质依次流经所述第一换热器和所述第二换热器，所述换热介质通过所述第一换热器吸收所述高温烟气的热量，然后通过所述第二换热器加热所述一次风粉。

2.根据权利要求1所述的一种锅炉余热利用系统，其特征在于，所述第一加热子系统还包括空气预热器，与所述空气预热器连通的冷二次风道以及设置在所述冷二次风道中的第三换热器，所述冷二次风道内通有冷二次风，所述第三换热器与所述换热介质容器连通，所述换热介质从所述第二换热器流经所述第三换热器后流回所述换热介质容器。

3.根据权利要求2所述的一种锅炉余热利用系统，其特征在于，所述一种锅炉余热利用系统还包括第二加热子系统，所述第二加热子系统包括所述换热介质容器、所述空气预热器旁路烟道及设置在所述空气预热器旁路烟道中的所述第一换热器、换热介质旁路、所述冷二次风道以及设置所述冷二次风道中的所述第三换热器，所述换热介质通过所述第一换热器吸收所述高温烟气的热量，并通过所述换热介质旁路流入所述第三换热器。

4.根据权利要求3所述的一种锅炉余热利用系统，其特征在于，所述第一换热器中换热介质的温度低于所述空气预热器旁路烟道中高温烟气的温度，所述第二换热器中换热介质的温度高于所述一次粉管中一次风粉的温度，所述第三换热器中换热介质的温度高于所述冷二次风道中冷二次风的温度。

5.根据权利要求3所述的一种锅炉余热利用系统，其特征在于，所述一种锅炉余热利用系统还包括切换阀，所述切换阀设置于所述第一换热器和所述第二换热器之间，所述切换阀用于控制所述换热介质进入所述第二换热器或所述换热介质旁路。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种锅炉余热利用系统，其特征在于，所述换热介质为导热油，所述换热介质容器为储油池。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种锅炉余热利用系统，其特征在于，所述一种锅炉余热利用系统还包括油泵，所述油泵与所述换热介质容器连通。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的一种锅炉余热利用系统，其特征在于，所述一种锅炉余热利用系统还包括磨煤机、空气预热器进口烟道和空气预热器出口烟道，部分所述高温烟气经所述空气预热器进口烟道流入所述空气预热器，并经所述空气预热器出口烟道流出所述空气预热器，所述磨煤机与所述一次粉管连通。

9.根据权利要求8所述的一种锅炉余热利用系统，其特征在于，所述空气预热器旁路烟道的进气口与所述空气预热器进口烟道相连，所述空气预热器旁路烟道的出气口与所述空气预热器出口烟道相连。

10.根据权利要求2-5中任一项所述的一种锅炉余热利用系统，其特征在于，所述第一换热器、第二换热器和第三换热器均通过导油管连接。