CN113464971B - 一种垃圾焚烧炉空气预热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧炉空气预热系统，包括槽式太阳能集热器系统，蒸汽预热器，空气预热器，一次风管道，二次风管道，以及入炉垃圾预干燥装置；其中，一、二次风分别经一次风管道与二次风管道流过蒸汽预热器进行一级加热，之后流经空气预热器进行二级加热。通过槽式太阳能集热器系统实现光热转换并加热导热流体，高温导热流体进入空气预热器加热一、二次风，空气预热器出口的导热流体进入入炉垃圾预干燥装置进行垃圾预干燥后返回槽式太阳能集热器系统。本发明利用可再生、清洁的太阳能并使用成本较低的槽式太阳能集热器系统加热垃圾焚烧炉的一、二次风，减少蒸汽预热器的高温蒸汽用量，具有较好的经济性与发展潜力。

Description

一种垃圾焚烧炉空气预热系统
技术领域
本发明属于燃用生活垃圾焚烧锅炉的机械结构技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧炉空气预热系统。
背景技术
通过特殊的焚烧锅炉燃烧城市固体垃圾，进而产生蒸汽用于发电和供汽，具有节约能源、减少环境污染的社会效益，是一种科学合理地综合处理利用垃圾的方法。由于垃圾焚烧炉中产生的烟气含有较多酸性气体，容易造成低温腐蚀，同时烟气中带有大量灰粒，因此空气预热器通常采用蒸汽加热。由于在燃用低热值、高水分的垃圾时，需要较高的进风温度，因此使用蒸汽加热对整个系统的经济性造成了较大的影响。
太阳能因其取之不尽、清洁无污染等特点已经成为目前最有发展潜力的新能源，受到近年来各国学者的广泛研究。槽式太阳能集热器系统的结构简单，成本较低，是一种相对较成熟的太阳能利用技术，它是利用抛物面型反射镜反射太阳光线，将光线聚焦到真空集热管上，从而将能量传递给管内的导热油或熔融盐等导热流体，之后使用高温导热流体加热空气，从而减少蒸汽预热器的高温蒸汽用量，从而提高垃圾发电系统的经济性。
发明内容
本发明提供了一种垃圾焚烧炉空气预热系统，减少常规垃圾焚烧炉中蒸汽预热器的高温蒸汽用量，从而提高系统的经济性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种垃圾焚烧炉空气预热系统，包括槽式太阳能集热器系统，蒸汽预热器，空气预热器，一次风管道，二次风管道，以及入炉垃圾预干燥装置；其中，
一、二次风分别经一次风管道与二次风管道流过蒸汽预热器进行一级加热，之后流经空气预热器进行二级加热；通过槽式太阳能集热器系统实现光热转换并加热导热流体，高温导热流体进入空气预热器用于加热一、二次风。
本发明进一步的改进在于，槽式太阳能集热器系统中抛物面反射镜的聚光比为80～100。
本发明进一步的改进在于，导热流体为空气或蒸汽，槽式太阳能集热器系统用于将导热流体加热到230℃～330℃。
本发明进一步的改进在于，空气预热器出口的导热流体进入入炉垃圾预干燥装置进行垃圾预干燥后返回槽式太阳能集热器系统。
本发明进一步的改进在于，空气预热器进口设置有导热流体的第一温度与流量测量装置，出口设置有导热流体的温度测量装置。
本发明进一步的改进在于，一次风管道与二次风管道进风口分别设置有第二温度流量测量装置与第三温度流量测量装置。
本发明进一步的改进在于，空气预热器出口风温由下式确定：
Figure BDA0003209506050000021
式中：Ld—导热流体流量，kg·s-1；
cp,d—导热流体的定压比热容，J·kg-1·K-1；
td,0、td—导热流体进入、离开空气预热器的温度，K；
ηd—空气预热器的热效率；
La1—一次风量，kg·s-1；
cp,a1—一次风的定压比热容，J·kg-1·K-1；
ta1,0、ta1—一次风进入、离开空气预热器的温度，K；
La2—二次风量，kg·s-1；
cp,a2—二次风的定压比热容，J·kg-1·K-1；
ta2,0、ta2—二次风进入、离开空气预热器的温度，K。
本发明进一步的改进在于，导热流体管道设有第一流量调节阀。
本发明进一步的改进在于，加热蒸汽的管道设有第二流量调节阀与关断阀。
本发明进一步的改进在于，当太阳能充足时，通过关小或关闭蒸汽预热器的蒸汽流量，从而提高系统的经济性。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
相比常规的垃圾焚烧炉，本发明使用结构简单的槽式太阳能集热系统来利用清洁的太阳能加热导热流体，之后使用高温导热流体加热空气，从而减少垃圾焚烧炉中蒸汽预热器的高温蒸汽用量，从而提高垃圾发电系统的经济性。通过温度流量等测量装置结合空气预热器出口风温计算公式，可以灵活调整运行中高温蒸汽的使用量，保证最大程度地利用太阳能资源，保证系统稳定、经济运行。
附图说明
图1为本发明一种垃圾焚烧炉空气预热系统的结构示意图。
附图标记说明：
1、槽式太阳能集热器系统，2、导热流体，3、第一流量调节阀，4、第一温度与流量测量装置，5、温度测量装置，6、导热流体循环泵，7、入炉垃圾预干燥装置，8、空气预热器，9、高温蒸汽，10、第二流量调节阀，11、关断阀，12、蒸汽循环泵，13、蒸汽预热器，14、一次风管道，15、二次风管道，16、第二温度流量测量装置，17、第三温度流量测量装置。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参见图1，本发明提供的一种垃圾焚烧炉空气预热系统，包括槽式太阳能集热器系统1，蒸汽预热器13，空气预热器8，一次风管道14，二次风管道15，以及入炉垃圾预干燥装置7。
其中，一、二次风分别经一次风管道14与二次风管道15流过蒸汽预热器13进行一级加热，之后流经空气预热器8进行二级加热；空气或蒸汽作为导热流体2，通过槽式太阳能集热器系统1实现光热转换并被加热到230℃～330℃，之后高温导热流体进入空气预热器8加热一、二次风。空气预热器出口的导热流体进入入炉垃圾预干燥装置7进行垃圾预干燥后返回槽式太阳能集热器系统1。
一次风管道与二次风管道进风口分别设置有第二温度流量测量装置16与第三温度流量测量装置17，空气预热器进口设置有导热流体的第一温度与流量测量装置4，出口设置有导热流体的温度测量装置5。热蒸汽管道设有第二流量调节阀10与关断阀11，导热流体管道设有第一流量调节阀3。通过换热计算确定高温蒸汽流量，空气预热器出口风温由下式确定：
Figure BDA0003209506050000051
式中：Ld—导热流体流量，kg·s-1；
cp,d—导热流体的定压比热容，J·kg-1·K-1；
td,0、td—导热流体进入、离开空气预热器的温度，K；
ηd—空气预热器的热效率；
La1—一次风量，kg·s-1；
cp,a1—一次风的定压比热容，J·kg-1·K-1；
ta1,0、ta1—一次风进入、离开空气预热器的温度，K；
La2—二次风量，kg·s-1；
cp,a2—二次风的定压比热容，J·kg-1·K-1；
ta2,0、ta2—二次风进入、离开空气预热器的温度，K。
当太阳能充足时可以关小或关闭蒸汽预热器的蒸汽流量，从而提高系统的经济性，当太阳能不足时开大高温蒸汽流量，保证系统安全稳定运行。
相比常规的垃圾焚烧炉，本发明使用结构简单的槽式太阳能集热系统来利用清洁的太阳能加热导热流体，之后使用高温导热流体加热空气，从而减少垃圾焚烧炉中蒸汽预热器的高温蒸汽用量，从而提高垃圾发电系统的经济性。通过温度流量等测量装置结合空气预热器出口风温计算公式，可以灵活调整运行中高温蒸汽的使用量，保证最大程度地利用太阳能资源，保证系统稳定、经济运行。

Claims (6)

1.一种垃圾焚烧炉空气预热系统，其特征在于，包括槽式太阳能集热器系统(1)，蒸汽预热器(13)，空气预热器(8)，一次风管道(14)，二次风管道(15)，以及入炉垃圾预干燥装置(7)；其中，
一、二次风分别经一次风管道(14)与二次风管道(15)流过蒸汽预热器(13)进行一级加热，之后流经空气预热器(8)进行二级加热；通过槽式太阳能集热器系统(1)实现光热转换并加热导热流体(2)，高温导热流体进入空气预热器(8)用于加热一、二次风；
槽式太阳能集热器系统(1)中抛物面反射镜的聚光比为80～100；
导热流体(2)为空气或蒸汽，槽式太阳能集热器系统(1)用于将导热流体加热到230℃～330℃；
空气预热器出口的导热流体进入入炉垃圾预干燥装置(7)进行垃圾预干燥后返回槽式太阳能集热器系统(1)；
空气预热器出口风温由下式确定：
Figure FDA0003942646820000011
式中：Ld—导热流体流量，kg·s-1；
cp,d—导热流体的定压比热容，J·kg-1·K-1；
td,0、td—导热流体进入、离开空气预热器的温度，K；
ηd—空气预热器的热效率；
La1—一次风量，kg·s-1；
cp,a1—一次风的定压比热容，J·kg-1·K-1；
ta1,0、ta1—一次风进入、离开空气预热器的温度，K；
La2—二次风量，kg·s-1；
cp,a2—二次风的定压比热容，J·kg-1·K-1；
ta2,0、ta2—二次风进入、离开空气预热器的温度，K。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉空气预热系统，其特征在于，空气预热器(8)进口设置有导热流体的第一温度与流量测量装置(4)，出口设置有导热流体的温度测量装置(5)。
3.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧炉空气预热系统，其特征在于，一次风管道与二次风管道进风口分别设置有第二温度流量测量装置(16)与第三温度流量测量装置(17)。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉空气预热系统，其特征在于，导热流体管道设有第一流量调节阀(3)。
5.根据权利要求4所述的一种垃圾焚烧炉空气预热系统，其特征在于，加热蒸汽的管道设有第二流量调节阀(10)与关断阀(11)。
6.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉空气预热系统，其特征在于，当太阳能充足时，通过关小或关闭蒸汽预热器(13)的蒸汽流量，从而提高系统的经济性。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN209978016U (zh) * 2019-03-30 2020-01-21 上海康恒环境股份有限公司 一种带有再热的高参数垃圾发电系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101709882A (zh) * 2009-12-09 2010-05-19 西安热工研究院有限公司 燃煤锅炉热一次风加热系统
CN203571761U (zh) * 2013-11-06 2014-04-30 武汉锅炉集团工程技术有限公司 皂化废液燃烧及碱回收锅炉
JP6466286B2 (ja) * 2015-08-24 2019-02-06 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 流動床式汚泥焼却炉における汚泥燃焼方法、流動床式汚泥焼却炉
CN107816732A (zh) * 2017-10-26 2018-03-20 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东分公司 一种空预器冷端壁温调节装置及方法
CN109631049A (zh) * 2019-02-22 2019-04-16 曾勇 一种垃圾炉一次风再加热的控制系统
CN109882879B (zh) * 2019-04-03 2024-03-29 华能国际电力股份有限公司玉环电厂 一种全工况烟气脱硝及空预器防堵系统
CN110332718A (zh) * 2019-07-17 2019-10-15 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 利用槽式太阳能导热油集热工质加热燃煤锅炉热一次风的系统
CN211739492U (zh) * 2020-03-17 2020-10-23 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种导热油储热的防锅炉低温腐蚀装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN209978016U (zh) * 2019-03-30 2020-01-21 上海康恒环境股份有限公司 一种带有再热的高参数垃圾发电系统

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