CN204693472U - 一种空气预热和烟气余热利用系统 - Google Patents
一种空气预热和烟气余热利用系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型特别针对锅炉的空气预热技术领域。本实用新型的空气预热及烟气余热利用系统，包括：烟气通道(17)、空气通道(20)、空气预热器(9)、凝结水烟道换热器(8)和凝结水空气通道换热器(19)，还包括：凝结水来水总管(15)、凝结水回水总管(12)；所述烟气通道(17)和空气通道(20)均与空气预热器(9)相连；所述凝结水烟道换热器(8)沿烟气流向布置在空气预热器(9)后的烟气通道(17)上；所述凝结水空气通道换热器(19)沿空气流向布置在空气预热器(9)前的空气通道(20)上。本实用新型可根据运行条件的改变自动调节排烟换热，实现在确保受热面安全和系统正常运行的前提下，保障热力循环效率和系统经济性的最大化。
Description
技术领域
本实用新型属于锅炉烟气和生产工艺尾气的热回收利用等领域，特别针对锅炉的空气预热技术领域，具体地，涉及一种空气预热和烟气余热利用系统。
背景技术
传统空气预热器始终存在设备投资、受热面安全、系统正常运行与热效率的耦合问题。增加换热面的投资，将更多烟气热量传递给空气可以提高系统热效率，但降低了排烟温度更易使换热面发生低温腐蚀，同时造成严重堵灰，又降低了传热效率。反之，如果提高排烟温度，虽然可以减轻低温腐蚀和堵灰的危害，但系统热效率降低。
在不改变锅炉及热力系统整体设计下，进行传统空预器设计会存在很大的局限。另一方面，空预出口空气温度的设计需满足燃烧系统的需要，对于燃用低挥发份煤和劣质煤的锅炉燃烧系统往往需要较高的热空气温度。这时设计的排烟温度往往高于烟气酸露点很多，造成很大的热损失。
单纯改造空气预热器，增加换热面，并不能保障最佳经济性。传统空气预热器均根据设计工况采用固定的设计参数，换热设备的换热能力不可调节。因而，该设计或者使实际锅炉排烟温度过高，造成热损失很大，或者使实际排烟温度过低造成空气预热器的低温腐蚀和堵灰。另外，现有的余热回收技术在设计回收余热的系统时，由于余热回收装置调节能力的限制，或者回收的热量不一定都能得到最佳利用，或者回收热量的设备容量不足。
暖风器的设计主要满足冬季加热空预入口空气需要，而且也有较好的回热经济性。现有暖风器可以作为一种烟气排烟温度的调节手段，但其投停控制和调节能力不能适应不同气候和机组负荷变化时环境温度和烟气温度的频繁大幅变动。
随着节能减排的要求提高，目前锅炉普遍采用SCR烟气脱硝系统，且空气预热器后排烟温度设计值变得更低。但锅炉采用的SCR脱硝系统会提高烟气酸露点，且脱硝后烟气中的硫酸氢氨(NH4)HSO4，会加剧空气预热器冷端的粘结性堵灰。提高空气预热器的进口风温有利于减轻空气预热器的低温腐蚀和堵灰，但提高风温也会增加空气预热器后的排烟温度，增大排烟损失。
目前空气预热器后烟道普遍采用低温省煤器技术进行烟气余热的回收，但该技术不能解决提高空气预热器入口风温与降低空气预热器后烟温的矛盾。
另外，由于存在设计偏差，以及避免空气预热器的低温腐蚀和堵灰，目前锅炉排烟温度的设计普遍保守，很多系统通过后部增设低温省煤器来纠正设计偏差，降低排烟损失。但低温省煤器的方案实际上没有实现能量的梯级利用，将可以回到锅炉的低品质热能用于排挤汽机抽汽，去做低参数的朗肯循环，降低了系统的循环热效率和经济性。
实用新型内容
针对已有技术存在的问题，本实用新型开发了一种新型的空气预热和烟气余热利用系统，可根据运行条件的改变自动调节排烟换热，实现在确保受热面安全和系统正常运行的前提下，保障热力循环效率和系统经济性的最大化。
本实用新型的空气预热及烟气余热利用系统，包括：烟气通道17、空气通道20、空气预热器9、凝结水烟道换热器8和凝结水空气通道换热器19，其中，还包括：凝结水来水总管15、凝结水回水总管12；
所述烟气通道17和空气通道20均与空气预热器9相连；
所述凝结水烟道换热器8沿烟气流向布置在空气预热器9后的烟气通道17上；所述凝结水空气通道换热器19沿空气流向布置在空气预热器9前的空气通道20上；
所述凝结水空气通道换热器19的凝结水的入口与凝结水来水总管15连接；所述凝结水烟道换热器8的出口与凝结水回水总管12连接；所述凝结水空气通道换热器19的凝结水的出口和凝结水烟道换热器8的入口分别与凝结水烟风道换热器连接管6的两端连接；
所述凝结水来水总管15与凝结水烟风道换热器连接管6之间，通过空气通道换热器凝结水旁路管连接，所述空气通道换热器凝结水旁路管上设置有空气通道换热器凝结水旁路调节阀10。
根据本实用新型的空气预热及烟气余热利用系统，作为优选地，所述烟气通道(17)上在凝结水烟道换热器(8)的出口管路上设置有烟道换热器出口烟气温度传感器(16)；所述凝结水来水总管(15)上在与空气通道换热器凝结水旁路管连接点之后设置有凝结水空气通道换热器进水调节阀(18)。
根据本实用新型的空气预热及烟气余热利用系统，作为优选地，在所述凝结水烟风道换热器连接管6上，与空气通道换热器凝结水旁路管的连接点与凝结水烟道换热器8之间设置有凝结水烟道换热器入口水温传感器7；所述凝结水回水总管12与凝结水烟风道换热器连接管6之间通过烟道换热器凝结水再循环管连接；所述烟道换热器凝结水再循环管的一端连接在凝结水烟风道换热器连接管6上凝结水烟道换热器入口水温传感器7前的任意位置；烟道换热器凝结水再循环管上沿凝结水流向依次设置有烟道换热器凝结水再循环泵13和烟道换热器凝结水再循环调节阀11。
根据本实用新型的空气预热及烟气余热利用系统，作为优选地，所述空气通道20上在空气预热器9和凝结水空气通道换热器19之间设置有空气预热器入口空气温度传感器5；所述凝结水来水总管15和烟道换热器凝结水再循环管通过烟风道换热器凝结水再循环管连接；所述烟风道换热器凝结水再循环管的一端连接在烟道换热器凝结水再循环管上烟道换热器凝结水再循环泵13和烟道换热器凝结水再循环调节阀11之间，另一端连接在凝结水来水总管15上空气通道换热器凝结水旁路管与凝结水来水总管15的连接点前；所述烟风道换热器凝结水再循环管上设置有烟风道换热器凝结水再循环调节阀14。
根据本实用新型的空气预热及烟气余热利用系统，作为优选地，所述空气通道20上空气预热器入口空气温度传感器5和凝结水空气通道换热器19之间设置有一级蒸汽空气加热器3和二级蒸汽空气加热器4；一级蒸汽空气加热器3和二级蒸汽空气加热器4的蒸汽侧分别与各自的外接汽源进汽管连接，一级蒸汽空气加热器3的外接汽源进汽管设置有一级空气加热进汽调节阀1；二级蒸汽空气加热器4的外接汽源进汽管设置有二级空气加热进汽调节阀2。
根据本实用新型的空气预热及烟气余热利用系统，作为优选地，所述空气通道20和凝结水空气通道换热器19之间设置有一级蒸汽空气加热器3和二级蒸汽空气加热器4；一级蒸汽空气加热器3和二级蒸汽空气加热器4的蒸汽侧分别与各自的外接汽源进汽管连接，一级蒸汽空气加热器3的外接汽源进汽管设置有一级空气加热进汽调节阀1；二级蒸汽空气加热器4的外接汽源进汽管设置有二级空气加热进汽调节阀2。
根据本实用新型的空气预热及烟气余热利用系统，作为优选地，所述烟气通道17上在凝结水烟道换热器8后设有低温烟道换热器；所述低温烟道换热器设置在空气通道换热器凝结水旁路管和烟风道换热器凝结水再循环管与凝结水来水总管15的连接位置之间，或者所述低温烟道换热器设置在凝结水空气通道换热器进水调节阀18和空气通道换热器凝结水旁路管与凝结水来水总管15的连接位置之间。
本实用新型提供的基于上述空气预热及烟气余热利用系统的空气预热及烟气余热利用方法，包括以下步骤：
流经空气通道换热器19的凝结水来水总管15内的凝结水与空气通道20内的空气换热，凝结水将热量传递给空气，凝结水温度降低，空气温度升高；
所述烟气通道17内的高温烟气流经空气预热器9，与空气通道20内流经凝结水空气通道换热器19被加热后进入空气预热器9的空气换热，使烟气温度降低，空气温度提高；
所述空气预热器9后烟气通道17内的热烟气流经凝结水烟道换热器8，将热量传递给流经凝结水烟道换热器8的凝结水，使烟气温度降低，凝结水温度提高；吸收了烟气余热的温度较高的凝结水经凝结水回水总管12回到热力系统，将烟气余热得以利用。
所述空气通道换热器凝结水旁路调节阀10根据烟道换热器出口烟气温度传感器16测量值控制开度；所述烟道换热器出口烟气温度传感器16所测量的烟气温度高于烟道换热器出口烟气温度设定第1值，空气通道换热器凝结水旁路调节阀10开度增大，以减小或消除测量的烟道换热器出口烟气温度与烟道换热器出口烟气温度设定第1值之间的偏差；或者，所述烟道换热器出口烟气温度传感器16所测量的烟气温度低于烟道换热器出口烟气温度设定第1值，空气通道换热器凝结水旁路调节阀10开度减小；
凝结水空气通道换热器进水调节阀18配合空气通道换热器凝结水旁路调节阀10调节；所述烟道换热器出口烟气温度传感器16所测量的烟气温度高于烟道换热器出口烟气温度设定第1值，凝结水空气通道换热器进水调节阀18开度减小，以减小或消除测量的烟道换热器出口烟气温度与烟道换热器出口烟气温度设定第1值之间的偏差；或者，所述烟道换热器出口烟气温度传感器16所测量的烟气温度低于烟道换热器出口烟气温度设定第1值，凝结水空气通道换热器进水调节阀18开度增大。
根据本实用新型的空气预热及烟气余热利用方法，作为优选地，所述空气通道换热器凝结水旁路调节阀10和凝结水空气通道换热器进水调节阀18根据凝结水烟道换热器入口水温传感器7的测量值控制开度，控制凝结水烟道换热器8的入口凝结水温，防止凝结水烟道换热器8发生严重的低温腐蚀和堵灰；其中，为了设备安全，凝结水旁路调节阀(10)受水温传感器(7)所测量的凝结水温度控制优先于根据烟道换热器出口烟气温度传感器(16)测量值控制开度；
所述凝结水烟道换热器入口水温传感器7所测量的凝结水温度低于凝结水烟道换热器入口水温设定值1，空气通道换热器凝结水旁路调节阀10开度增大，以减小或消除测量的凝结水烟道换热器入口水温与凝结水烟道换热器入口水温设定值1之间的偏差；或者，所述凝结水烟道换热器入口水温传感器7所测量的凝结水温度高于凝结水烟道换热器入口水温设定值1，空气通道换热器凝结水旁路调节阀10开度减小；
所述凝结水空气通道换热器进水调节阀18配合空气通道换热器凝结水旁路调节阀10调节；所述凝结水烟道换热器入口水温传感器7所测量的凝结水温度低于凝结水烟道换热器入口水温设定值1，凝结水空气通道换热器进水调节阀18开度减小，以减小或消除测量的凝结水烟道换热器入口水温与凝结水烟道换热器入口水温设定值1之间的偏差；或者，所述凝结水烟道换热器入口水温传感器7所测量的凝结水温度高于凝结水烟道换热器入口水温设定值1，凝结水空气通道换热器进水调节阀18开度增大。
根据本实用新型的空气预热及烟气余热利用方法，作为优选地，通过烟道换热器凝结水再循环来调节凝结水烟道换热器8的入口凝结水温；
烟道换热器凝结水再循环调节阀11根据凝结水烟道换热器入口水温传感器7的测量值控制开度；所述凝结水烟道换热器入口水温传感器7所测量的凝结水温度低于凝结水烟道换热器入口水温设定值2，烟道换热器凝结水再循环调节阀11开度增大，以减小或消除测量的凝结水烟道换热器入口水温与凝结水烟道换热器入口水温设定值2之间的偏差；或者，所述凝结水烟道换热器入口水温传感器7所测量的凝结水温度高于凝结水烟道换热器入口水温设定值2，烟道换热器凝结水再循环调节阀11开度减小。
根据本实用新型的空气预热及烟气余热利用方法，作为优选地，烟道换热器凝结水再循环泵13根据泵出口水压力高于凝结水来水总管15内凝结水压力的差值设定值进行自动或手动变频调节，所述实测差值低于该差值设定值，水泵运行频率提高，所述压力的差值与差值设定值偏差减小或消除；或者，所述实测差值高于该差值设定值，水泵运行频率降低，所述压力的差值与差值设定值偏差减小或消除。
根据本实用新型的空气预热及烟气余热利用方法，作为优选地，采用烟风道换热器凝结水再循环来控制进入凝结水空气通道换热器19的凝结水入口水温，从而控制空气预热器9的入口空气温度或凝结水烟道换热器(8)的凝结水入口水温；
烟风道换热器凝结水再循环调节阀14根据空气预热器入口空气温度传感器5的测量值控制开度；所述空气预热器入口空气温度传感器5所测量的空气温度低于空气预热器入口空气温度设定第1值，烟风道换热器凝结水再循环调节阀14开度增大，以减小或消除测量的空气预热器入口空气温度与空气预热器入口空气温度设定第1值之间的偏差；后者，所述空气预热器入口空气温度传感器5所测量的空气温度高于空气预热器入口空气温度设定第1值，烟风道换热器凝结水再循环调节阀14开度减小；
或者，烟风道换热器凝结水再循环调节阀14根据凝结水烟道换热器入口水温传感器7测量的凝结水烟道换热器的凝结水入口水温控制开度；所述凝结水烟道换热器的凝结水入口水温低于设定值，烟风道换热器凝结水再循环调节阀14开度增大，以减小或消除偏差；或者，所述凝结水烟道换热器的凝结水入口水温高于设定值，烟风道换热器凝结水再循环调节阀14开度减小。
根据本实用新型的空气预热及烟气余热利用方法，作为优选地，流经空气通道换热器19后的空气先经过一级蒸汽空气加热器3和二级蒸汽空气加热器4加热后再进入空气预热器9；加热蒸汽在一级蒸汽空气加热器3和二级蒸汽空气加热器4汽测将热量传递给空气侧的空气后凝结为水回到相应回收系统利用；
所述一级空气加热进汽调节阀1根据烟道换热器出口烟气温度传感器16的测量值和空气预热器入口空气温度传感器5的测量值的结合控制开度；所述空气预热器入口空气温度传感器5所测量的空气温度低于空气预热器入口空气温度设定第2值，一级空气加热进汽调节阀1开度增大，以减小或消除测量的空气预热器入口空气温度与空气预热器入口空气温度设定第2值之间的偏差；所述烟道换热器出口烟气温度传感器16的测量值高于烟道换热器出口烟气温度设定第2值，空气加热进汽调节阀1开度减小，以减小或消除测量的烟道换热器出口烟气温度与烟道换热器出口烟气温度设定第2值之间的偏差；或者，所述空气预热器入口空气温度传感器5所测量的空气温度高于空气预热器入口空气温度设定第2值，一级空气加热进汽调节阀1开度减小；所述烟道换热器出口烟气温度传感器16的测量值低于烟道换热器出口烟气温度设定第2值，空气加热进汽调节阀1开度增大；
所述二级空气加热进汽调节阀2根据烟道换热器出口烟气温度传感器16的测量值和空气预热器入口空气温度传感器5的测量值的结合控制开度；所述空气预热器入口空气温度传感器5所测量的空气温度低于空气预热器入口空气温度设定第3值，二级空气加热进汽调节阀2开度增大，以减小或消除测量的空气预热器入口空气温度与空气预热器入口空气温度设定第3值之间的偏差；所述烟道换热器出口烟气温度传感器16的测量值高于烟道换热器出口烟气温度设定第3值，二级空气加热进汽调节阀2开度减小，以减小或消除测量的烟道换热器出口烟气温度与烟道换热器出口烟气温度设定第3值之间的偏差；
或者，所述空气预热器入口空气温度传感器5所测量的空气温度高于空气预热器入口空气温度设定第3值，二级空气加热进汽调节阀2开度减小；所述烟道换热器出口烟气温度传感器16的测量值低于烟道换热器出口烟气温度设定第3值，二级空气加热进汽调节阀2开度增大。
根据本实用新型的空气预热及烟气余热利用方法，所述烟道换热器出口烟气温度设定第1值小于烟道换热器出口烟气温度设定第2值1～20℃，所述烟道换热器出口烟气温度设定第2值小于烟道换热器出口烟气温度设定第3值1～20℃。所述烟道换热器出口烟气温度设定第1值、第2值、第3值优选范围为50～160℃，可根据锅炉燃用煤种和换热面设计等具体情况设定。
所述空气预热器入口空气温度设定第1值大于空气预热器入口空气温度设定第2值1～30℃；所述空气预热器入口空气温度设定第2值大于空气预热器入口空气温度设定第3值1～30℃。所述空气温度设定第1值、第2值、第3值优选范围为-30～100℃，可根据锅炉燃用煤种和空气预热器设计等具体情况设定，当不利于空气预热器9的设备安全时，各设定值温度相应提高。
根据本实用新型的空气预热及烟气余热利用方法，当空气预热器入口空气温度过低时，将允许适当提高烟道换热器出口烟气温度，以牺牲效率的方式确保空气预热器9设备安全，空气预热器入口空气温度越低，允许的烟道换热器出口烟气温度越高。
所述凝结水烟道换热器入口水温设定值1、设定值2优选范围在低于烟气酸露点80℃和高于烟气酸露点10℃范围之间。
上述所述各值均可以根据上游锅炉具体燃烧情况以及本领域的公知常识进行设定。
本实用新型的优点具体如下：
1、本实用新型解决了传统空气预热器(特别是蓄热式)存在的弊端，可实现解除传统空气预热技术中存在的耦合问题。空气预热的低温段采用间壁式换热，在降低排烟热损失的同时增加了传统空气预热器的入口风温。可通过自动控制实现在控制传统空气预热器低温腐蚀和堵灰的前题下提高烟气余热回收利用的效益。可靠控制空气预热器低温腐蚀和堵灰即可实现最大程度地回收烟气余热，同时使烟气余热优先加热空气，然后多余的热量再加热凝结水，烟气余热能量在整个发电的热力循环中得到了梯级利用，又最大程度地提高了烟气余热利用的效益。
2、本实用新型先通过凝结水加热风，通过来水和再循环控制，即可引用温度较高的凝结水来水进行高效余热回收利用，也可引用温度较低凝结水来水加热空气实现高效回热。即可起到空气预热提高空预器入口空气温度的作用，同时可适当降低烟道换热器入口水温，增大烟道换热器的传热温差和吸热能力，有利于增大烟气降温的幅度和提高余热利用后的烟气除尘器效率。同时引用温度较高的凝结水进行余热回收利用可排挤参数较高的抽汽，可提高余热回收利用的效益。温度低于烟道换热器出口的凝结水来水先经过风道水媒空气加热器释放热量加热温度较低的空气后，又经过烟道换热器吸收温度相对较高的烟气余热，凝结水温得到提高，使得传热过程的可用能损失最小。
3、本实用新型灵活采用烟风道换热器凝结水再循环的组合方式，即可增强烟气余热用于加热锅炉供风的凝结水循环控制，又可靠确保余热利用的烟道换热器不发生严重的低温腐蚀和堵灰。烟道换热器出口凝结水再循环控制壁温的系统时间常数小，控制精度和可靠性高。
4、本实用新型采用了两级外接汽源加热的风道辅助空气加热器，可在环境温度较低时进一步提高空气预热器入口的空气温度，以及改善锅炉启停和低负荷运行时的燃烧性能，减小不完全燃烧损失和对尾部受热面及SCR烟气脱硝系统的污染。一级风道汽媒空气加热器和二级风道汽媒空气加热器分别受空气预热器入口风温和烟道换热器后排烟温度综合控制，一级风道汽媒空气加热器和二级风道汽媒空气加热器所控制的烟温设定值依次增大、空气温度设定值依次减小，可在尽可能确保空气预热器安全的条件下，最大程度降低排烟热损失。
5、风道同时设置凝结水空气换热器和外接辅助蒸汽空气加热器，可将烟道换热器后排烟温度的调节与烟道换热器入口、出口凝结水温的调节相独立，有利于确保余热回收设备的安全与余热利用效益的统一和优化。
附图说明
图1本实用新型的空气预热和余热利用系统示意图。
附图标记
1、一级空气加热进汽调节阀 2、二级空气加热进汽调节阀
3、一级蒸汽空气加热器 4、二级蒸汽空气加热器
5、空气预热器入口空气温度传感器 6、凝结水烟风道换热器连接管
7、凝结水烟道换热器入口水温传感器 8、凝结水烟道换热器
9、空气预热器 10、空气通道换热器凝结水旁路调
11、烟道换热器凝结水再循环调节阀 12、凝结水回水总管
13、烟道换热器凝结水再循环泵
14、烟风道换热器凝结水再循环调节阀 15、凝结水来水总管
16、烟道换热器出口烟气温度传感器 17、烟气通道
18、凝结水空气通道换热器进水调节阀 19、凝结水空气通道换热器
20、空气通道
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步详细的说明。
本实用新型提出的一种新型的空气预热和余热利用系统，如附图1所示，系统主要设备包括：烟气通道17、空气通道20、空气预热器9、凝结水烟道换热器8和凝结水空气通道换热器19。
所述烟气通道17和空气通道20都与所述空气预热器9相连；烟气通道17中的烟气通过所述空气预热器9将部分热量传递给空气通道20中的空气。
所述凝结水烟道换热器8布置在空气预热器9后(沿烟气流向)的烟气通道17上；所述凝结水空气通道换热器19布置在空气预热器9前(沿空气流向)的空气通道20上；所述烟气通道17上在凝结水烟道换热器8后设置有烟道换热器出口烟气温度传感器16；
所述凝结水空气通道换热器19的凝结水的入口与凝结水来水总管15连接；所述凝结水烟道换热器8的出口与凝结水回水总管12连接；所述凝结水空气通道换热器19的凝结水的出口和凝结水烟道换热器8的入口分别与凝结水烟风道换热器连接管6的两端连接；所述凝结水来水总管15上设置有凝结水空气通道换热器进水调节阀18；所述凝结水来水总管15在凝结水空气通道换热器进水调节阀18前，与凝结水烟风道换热器连接管6之间，通过空气通道换热器凝结水旁路管连接，所述空气通道换热器凝结水旁路管上设置有空气通道换热器凝结水旁路调节阀10；
作为改进，在凝结水烟风道换热器连接管6上，与空气通道换热器凝结水旁路管的连接点与凝结水烟道换热器8之间设置有凝结水烟道换热器入口水温传感器7；所述凝结水回水总管12与凝结水烟风道换热器连接管6之间通过烟道换热器凝结水再循环管连接；所述烟道换热器凝结水再循环管的一端连接在凝结水烟风道换热器连接管6上凝结水烟道换热器入口水温传感器7前的任意位置；烟道换热器凝结水再循环管上沿凝结水流向依次设置有烟道换热器凝结水再循环泵13和烟道换热器凝结水再循环调节阀11；
作为改进，空气通道20上在空气预热器9和凝结水空气通道换热器19之间设置有空气预热器入口空气温度传感器5；所述凝结水来水总管15和烟道换热器凝结水再循环管通过烟风道换热器凝结水再循环管连接；所述烟风道换热器凝结水再循环管的一端连接在烟道换热器凝结水再循环管上烟道换热器凝结水再循环泵13和烟道换热器凝结水再循环调节阀11之间，另一端连接在凝结水来水总管15上空气通道换热器凝结水旁路管与凝结水来水总管15的连接点前；所述烟风道换热器凝结水再循环管上设置有烟风道换热器凝结水再循环调节阀14；
作为改进，空气通道20上空气预热器入口空气温度传感器5和凝结水空气通道换热器19之间设置有一级蒸汽空气加热器3和二级蒸汽空气加热器4；一级蒸汽空气加热器3和二级蒸汽空气加热器4的蒸汽侧分别与各自的外接汽源进汽管连接，一级蒸汽空气加热器3的外接汽源进汽管设置有一级空气加热进汽调节阀1；二级蒸汽空气加热器4的外接汽源进汽管设置有二级空气加热进汽调节阀2；各自的外接汽源可以为同一个汽源；
所述一级蒸汽空气加热器3和二级蒸汽空气加热器4在空气通道20上以空气流向可以并联连接，也可以串联连接；所述一级蒸汽空气加热器3和二级蒸汽空气加热器4的并联连接可以采用两者交错并联的方式，以提高在一级蒸汽空气加热器3和二级蒸汽空气加热器4仅有一个投入运行时空气加热的均匀性。
作为改进，烟气通道17上在凝结水烟道换热器8后设有低温烟道换热器，凝结水来水总管15的凝结水在进入凝结水空气通道换热器19前先经过低温烟道换热器加热；低温烟道换热器可设置在空气通道换热器凝结水旁路管和烟风道换热器凝结水再循环管与凝结水来水总管15的连接位置之间，也可设置在凝结水空气通道换热器进水调节阀18和空气通道换热器凝结水旁路管与凝结水来水总管15的连接位置之间。
凝结水来水总管15内凝结水来水主要取自汽机侧某一级低压加热器入口凝结水总管，当凝结水来水温度偏低时，可由该级低压加热器出口凝结水总管引出部分凝结水混合，以提高凝结水来水水温。所述混合后的凝结水经水泵升压后进入凝结水来水总管15，经余热回收系统后进入凝结水回水总管12，然后可回到所述该级低压加热器出口的凝结水总管等位置。
凝结水来水总管15还可与热网回水管连接，凝结水回水总管12与热网水供水管连接，这样烟气余热还可用于热网供热。
本实用新型系统的工作方法包括：
流经空气通道换热器19的凝结水来水总管15内的凝结水与空气通道20内的空气换热，凝结水将热量传递给空气，凝结水温度降低，空气温度升高；
烟气通道17内的高温烟气流经空气预热器9时，与空气通道20内流经凝结水空气通道换热器19被加热后进入空气预热器9的空气换热，使烟气温度降低，空气温度进一步提高；
所述空气预热器9后烟气通道17内的热烟气流经凝结水烟道换热器8时，将热量传递给流经凝结水烟道换热器8的凝结水，使烟气温度进一步降低，凝结水温度提高；吸收了烟气余热的温度较高的凝结水经凝结水回水总管12回到热力系统，将烟气余热得以利用。
空气通道换热器凝结水旁路调节阀10根据烟道换热器出口烟气温度传感器16测量值控制开度。当烟道换热器出口烟气温度传感器16所测量的烟气温度高于烟道换热器出口烟气温度设定第1值时，空气通道换热器凝结水旁路调节阀10开度增大，以减小或消除测量的烟道换热器出口烟气温度与烟道换热器出口烟气温度设定第1值之间的偏差。
凝结水空气通道换热器进水调节阀18配合空气通道换热器凝结水旁路调节阀10调节。当烟道换热器出口烟气温度传感器16所测量的烟气温度高于烟道换热器出口烟气温度设定第1值时，凝结水空气通道换热器进水调节阀18开度减小，以减小或消除测量的烟道换热器出口烟气温度与烟道换热器出口烟气温度设定第1值之间的偏差。反之亦然。
作为改进，空气通道换热器凝结水旁路调节阀10和凝结水空气通道换热器进水调节阀18还可根据凝结水烟道换热器入口水温传感器7的测量值控制开度，以特殊工况下控制凝结水烟道换热器8的入口凝结水温，防止凝结水烟道换热器8发生严重的低温腐蚀和堵灰。
当凝结水烟道换热器入口水温传感器7所测量的凝结水温度低于凝结水烟道换热器入口水温设定值1时，空气通道换热器凝结水旁路调节阀10开度增大，以减小或消除测量的凝结水烟道换热器入口水温与凝结水烟道换热器入口水温设定值1之间的偏差。反之亦然。
凝结水空气通道换热器进水调节阀18配合空气通道换热器凝结水旁路调节阀10调节。当凝结水烟道换热器入口水温传感器7所测量的凝结水温度低于凝结水烟道换热器入口水温设定值1时，凝结水空气通道换热器进水调节阀18开度减小，以减小或消除测量的凝结水烟道换热器入口水温与凝结水烟道换热器入口水温设定值1之间的偏差。反之亦然。
作为改进，为了可靠控制凝结水烟道换热器8的壁温，防止凝结水烟道换热器8发生严重的低温腐蚀和堵灰，本实用新型可通过烟道换热器凝结水再循环来调节凝结水烟道换热器8的入口凝结水温。
烟道换热器凝结水再循环调节阀11根据凝结水烟道换热器入口水温传感器7的测量值控制开度。当凝结水烟道换热器入口水温传感器7所测量的凝结水温度低于凝结水烟道换热器入口水温设定值2时，烟道换热器凝结水再循环调节阀11开度增大，以减小或消除测量的凝结水烟道换热器入口水温与凝结水烟道换热器入口水温设定值2之间的偏差。反之亦然。
烟道换热器凝结水再循环泵13可根据泵出口水压力高于凝结水来水总管15内凝结水压力的差值设定值进行自动或手动变频调节，当所述实测差值低于该差值设定值时，水泵运行频率提高，所述压力的差值与差值设定值偏差减小或消除。反之亦然。
作为改进，为了提高凝结水空气通道换热器19的预热空气能力和烟气余热利用效益，本实用新型采用烟风道换热器凝结水再循环来控制进入凝结水空气通道换热器19的凝结水入口水温，从而控制空气预热器9的入口空气温度或凝结水烟道换热器8的凝结水入口水温。
烟风道换热器凝结水再循环调节阀14根据空气预热器入口空气温度传感器5的测量值控制开度。当空气预热器入口空气温度传感器5所测量的空气温度低于空气预热器入口空气温度设定第1值时，烟风道换热器凝结水再循环调节阀14开度增大，以减小或消除测量的空气预热器入口空气温度与空气预热器入口空气温度设定第1值之间的偏差。反之亦然。作为一种改进，烟风道换热器凝结水再循环调节阀14还可根据凝结水烟道换热器入口水温传感器7测量的凝结水烟道换热器的凝结水入口水温控制开度；当凝结水烟道换热器的凝结水入口水温低于设定值时，烟风道换热器凝结水再循环调节阀14开度增大，以减小或消除偏差。反之亦然。
作为改进，为了环境温度较低时进一步提高进入空气预热器9的空气温度，以及改善锅炉启停和低负荷运行时的燃烧性能，流经空气通道换热器19后的空气先经过一级蒸汽空气加热器3和二级蒸汽空气加热器4加热后再进入空气预热器9；加热蒸汽在一级蒸汽空气加热器3和二级蒸汽空气加热器4汽测将热量传递给空气侧的空气后凝结为水回到相应回收系统利用。
一级空气加热进汽调节阀1根据烟道换热器出口烟气温度传感器16的测量值和空气预热器入口空气温度传感器5的测量值综合运算后控制开度。当空气预热器入口空气温度传感器5所测量的空气温度低于空气预热器入口空气温度设定第2值时，一级空气加热进汽调节阀1开度增大，以减小或消除测量的空气预热器入口空气温度与空气预热器入口空气温度设定第2值之间的偏差。当烟道换热器出口烟气温度传感器16的测量值高于烟道换热器出口烟气温度设定第2值时，空气加热进汽调节阀1开度减小，以减小或消除测量的烟道换热器出口烟气温度与烟道换热器出口烟气温度设定第2值之间的偏差。反之亦然。
二级空气加热进汽调节阀2根据烟道换热器出口烟气温度传感器16的测量值和空气预热器入口空气温度传感器5的测量值综合运算后控制开度。当空气预热器入口空气温度传感器5所测量的空气温度低于空气预热器入口空气温度设定第3值时，二级空气加热进汽调节阀2开度增大，以减小或消除测量的空气预热器入口空气温度与空气预热器入口空气温度设定第3值之间的偏差。当烟道换热器出口烟气温度传感器16的测量值高于烟道换热器出口烟气温度设定第3值时，二级空气加热进汽调节阀2开度减小，以减小或消除测量的烟道换热器出口烟气温度与烟道换热器出口烟气温度设定第3值之间的偏差。反之亦然。
本实用新型所述烟道换热器出口烟气温度设定第1值小于烟道换热器出口烟气温度设定第2值1～20℃，所述烟道换热器出口烟气温度设定第2值小于烟道换热器出口烟气温度设定第3值1～20℃。所述烟道换热器出口烟气温度设定第1值、第2值、第3值优选范围为50～160℃，可根据锅炉燃用煤种和换热面设计等具体情况设定。
所述空气预热器入口空气温度设定第1值大于空气预热器入口空气温度设定第2值1～30℃；所述空气预热器入口空气温度设定第2值大于空气预热器入口空气温度设定第3值1～30℃。所述空气温度设定第1值、第2值、第3值优选范围为-30～100℃，可根据锅炉燃用煤种和空气预热器设计等具体情况设定，当不利于空气预热器9的设备安全时，各设定值温度相应提高。
本实用新型当空气预热器入口空气温度过低时，将允许适当提高烟道换热器出口烟气温度，以牺牲效率的方式确保空气预热器9设备安全，空气预热器入口空气温度越低，允许的烟道换热器出口烟气温度越高。
所述凝结水烟道换热器入口水温设定值1、设定值2优选范围在低于烟气酸露点80℃和高于烟气酸露点10℃范围之间。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种空气预热及烟气余热利用系统，包括：烟气通道(17)、空气通道(20)、空气预热器(9)、凝结水烟道换热器(8)和凝结水空气通道换热器(19)，其特征在于，还包括：凝结水来水总管(15)、凝结水回水总管(12)；
所述烟气通道(17)和空气通道(20)均与空气预热器(9)相连；
所述凝结水烟道换热器(8)沿烟气流向布置在空气预热器(9)后的烟气通道(17)上；所述凝结水空气通道换热器(19)沿空气流向布置在空气预热器(9)前的空气通道(20)上；
所述凝结水空气通道换热器(19)的凝结水的入口与凝结水来水总管(15)连接；所述凝结水烟道换热器(8)的出口与凝结水回水总管(12)连接；所述凝结水空气通道换热器(19)的凝结水的出口和凝结水烟道换热器(8)的入口分别与凝结水烟风道换热器连接管(6)的两端连接；
所述凝结水来水总管(15)与凝结水烟风道换热器连接管(6)之间，通过空气通道换热器凝结水旁路管连接，所述空气通道换热器凝结水旁路管上设置有空气通道换热器凝结水旁路调节阀(10)。
2.根据权利要求1所述的空气预热及烟气余热利用系统，其特征在于，所述烟气通道(17)上在凝结水烟道换热器(8)的出口管路上设置有烟道换热器出口烟气温度传感器(16)；所述凝结水来水总管(15)上在与空气通道换热器凝结水旁路管连接点之后设置有凝结水空气通道换热器进水调节阀(18)。
3.根据权利要求1所述的空气预热及烟气余热利用系统，其特征在于，在所述凝结水烟风道换热器连接管(6)上，与空气通道换热器凝结水旁路管的连接点与凝结水烟道换热器(8)之间设置有凝结水烟道换热器入口水温传感器(7)；所述凝结水回水总管(12)与凝结水烟风道换热器连接管(6)之间通过烟道换热器凝结水再循环管连接；所述烟道换热器凝结水再循环管的一端连接在凝结水烟风道换热器连接管(6)上凝结水烟道换热器入口水温传感器(7)前的任意位置；烟道换热器凝结水再循环管上沿凝结水流向依次设置有烟道换热器凝结水再循环泵(13)和烟道换热器凝结水再循环调节阀(11)。
4.根据权利要求3所述的空气预热及烟气余热利用系统，其特征在于，所述空气通道(20)上在空气预热器(9)和凝结水空气通道换热器(19)之间设置有空气预热器入口空气温度传感器(5)；所述凝结水来水总管(15)和烟道换热器凝结水再循环管通过烟风道换热器凝结水再循环管连接；所述烟风道换热器凝结水再循环管的一端连接在烟道换热器凝结水再循环管上烟道换热器凝结水再循环泵(13)和烟道换热器凝结水再循环调节阀(11)之间，另一端连接在凝结水来水总管(15)上空气通道换热器凝结水旁路管与凝结水来水总管(15)的连接点前；所述烟风道换热器凝结水再循环管上设置有烟风道换热器凝结水再循环调节阀(14)。
5.根据权利要求4所述的空气预热及烟气余热利用系统，其特征在于，所述空气通道(20)上空气预热器入口空气温度传感器(5)和凝结水空气通道换热器(19)之间设置有一级蒸汽空气加热器(3)和二级蒸汽空气加热器(4)；一级蒸汽空气加热器(3)和二级蒸汽空气加热器(4)的蒸汽侧分别与各自的外接汽源进汽管连接，一级蒸汽空气加热器(3)的外接汽源进汽管设置有一级空气加热进汽调节阀(1)；二级蒸汽空气加热器(4)的外接汽源进汽管设置有二级空气加热进汽调节阀(2)。
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