CN205174339U - 锅炉系统及其密封风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及应用锅炉的工业领域，公开了一种用于锅炉系统的密封风系统和锅炉系统，该锅炉系统包括锅炉燃烧器和制粉系统，该密封风系统包括送风系统和排烟系统，锅炉燃烧器的排气管路与排烟系统连通，制粉系统的密封气进气管路与该送风系统的排气管路连通，其中，送风系统的进气管路与排烟系统通过开关阀可通断地连接，送风系统的排气管路与制粉系统的密封气进气管路的连通管路上设置有密封风机。通过上述技术方案，不但能够实现制粉系统的密封，还能使得锅炉燃烧器中能够进行富氧燃烧，燃料的燃烧更加充分，从而能够节约能源，并且燃烧产生的烟气中二氧化碳浓度更高，便于烟气中二氧化碳的收集，因此减少碳氧化物的排放量，减少环境污染。

Description

锅炉系统及其密封风系统

技术领域

本实用新型涉及应用锅炉的工业领域，具体地，涉及一种用于锅炉系统的密封风系统以及包括该密封风系统的锅炉系统。

背景技术

富氧燃烧是一项高效节能的燃烧技术，其中，富氧燃烧锅炉利用比通常空气含氧浓度高的富氧空气进行燃烧。该富氧燃烧锅炉在很多领域均有应用。

以电站锅炉系统为例，为了满足锅炉系统中的制粉系统的密封要求，通常设置有密封风系统。由于该制粉系统是正压运行，为了防止风粉外漏以及风粉混合物进入旋转部位，造成制粉系统的机械旋转部位的卡涩、磨损等故障，需要采用冷空气作为密封风来进行密封，密封风的大部分进入之分系统，其余的部分则进入环境空气中。常规电厂通常采用空气作为密封风源，现有电厂之分系统的密封风系统仅适用于空气燃烧。

对于富氧燃烧锅炉系统来说，制粉系统如果采用空气作为密封风源，将有大量空气中氮气通过之分系统进入富氧燃烧锅炉系统的燃烧器，从而导致排烟中二氧化碳浓度降低，加大了二氧化碳捕捉和收集成本，造成能源浪费。在富氧燃烧过程中，磨煤机如果仍然采用空气作为密封介质，将导致排烟中二氧化碳浓度降低，加大二氧化碳捕捉和收集成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于锅炉系统的密封风系统，该密封风系统利用排烟系统中的烟气来对制粉系统提供密封风。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于锅炉系统的密封风系统，该锅炉系统包括锅炉燃烧器和制粉系统，该密封风系统包括送风系统和排烟系统，所述锅炉燃烧器的排气管路与所述排烟系统连通，制粉系统的密封气进气管路与该送风系统的排气管路连通，其中，所述送风系统的进气管路与所述排烟系统通过开关阀可通断地连接，所述送风系统的排气管路与所述制粉系统的密封气进气管路的连通管路上设置有密封风机。

优选地，在所述密封气进气管路中的所述密封风机的沿气流方向的上游还设置有过滤器。

优选地，所述送风系统的排气管路还与所述锅炉燃烧器的进气管路连通。

优选地，所述送风系统包括注氧系统，该注氧系统的排气管路能够分别开关阀可通断地与所述锅炉燃烧器的进气管路和/或所述制粉系统的进气管路和/或所述制粉系统的密封气进气管路连接。

优选地，所述排烟系统包括二氧化碳收集装置，所述锅炉燃烧器的排气管路通过开关阀可选择地与二氧化碳收集装置或烟囱连通。

优选地，所述送风系统包括一次风机系统，该一次风机系统的排气管路与所述制粉系统的进气管路和密封气进气管路和连通，所述注氧系统的排气管路通过开关阀可通断地与所述一次风机系统的排气管路连接。

优选地，所述排烟系统还包括除尘器、烟气换热装置、脱硫装置和脱水装置，所述一次风机系统的进气管路与所述排烟系统连通，以使烟气依次经过所述除尘器、所述烟气换热装置、所述脱硫装置、所述脱水装置和所述烟气换热装置并进入所述一次风机系统。

优选地，所述送风系统包括二次风机系统，该二次风机系统的排气管路与所述锅炉燃烧器的进气管路连通，所述注氧系统的排气管路通过开关阀可通断地与所述二次风机系统的排气管路连接。

优选地，所述排烟系统还包括除尘器，所述二次风机系统的进气管路与所述排烟系统连接，以使经过所述除尘器的烟气进入所述二次风机系统。

本实用新型的另一个目的是供一种锅炉系统，其中，该锅炉系统包括本实用新型所述的密封风系统。

本实用新型将锅炉燃烧器产生的烟气引入到送风系统中，并将该烟气作为制粉系统的密封风。通过上述技术方案，不但能够实现制粉系统的密封，还能使得锅炉燃烧器中能够进行富氧燃烧，燃料的燃烧更加充分，从而能够节约能源，并且燃烧产生的烟气中二氧化碳浓度更高，便于烟气中二氧化碳的收集，因此减少碳氧化物的排放量，减少环境污染。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型优选实施方式的锅炉系统的示意图。

附图标记说明

1锅炉燃烧器；11一次风机系统；12二次风机系统；13注氧系统；2制粉系统；21二氧化碳收集装置；22烟囱；23除尘器；24烟气换热装置；25脱硫装置；26脱水装置；27引风机；3密封风机；4过滤器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词应当结合附图以及实际应用中的方向进行理解。

本实用新型提供一种用于锅炉系统的密封风系统，该锅炉系统包括锅炉燃烧器1和制粉系统2，该密封风系统包括送风系统和排烟系统，所述锅炉燃烧器的排气管路与所述排烟系统连通，制粉系统2的密封气进气管路与该送风系统的排气管路连通，其中，所述送风系统的进气管路与所述排烟系统通过开关阀可通断地连接，所述送风系统的排气管路与所述制粉系统2的密封气进气管路的连通管路上设置有密封风机3。

本实用新型的锅炉系统指包括产生蒸汽的锅炉、用于对锅炉进行加热的锅炉燃烧器以及其他相关系统在内的整个系统。并且，该锅炉系统中的锅炉可以采用现有技术中任意一种包括制粉系统2并能够适用本实用新型的技术方案的锅炉，本实用新型对此不加以限制。具体地，本实用新型的技术方案主要涉及该锅炉系统中制粉系统的密封风系统，该密封风系统包括送风系统和排烟系统。

制粉系统2通常包括磨煤机，用于制造燃料粉末，即将燃烧用的煤炭磨成煤粉，并通过送风系统的气流将煤粉带入到锅炉燃烧器1中。为了保证制粉系统2的气体密封性，避免制粉系统2由于气密性差而使其中的煤粉随气流泄露，该制粉系统还包括密封风系统，并且制粉系统2的密封风最终也会进入到锅炉燃烧器1中。

为了提高锅炉燃烧器1中的其他气体杂质的含量，排烟系统与送风系统的进气管路连通，且送风系统的排气管路与制粉系统2的密封气进气管路连通，从而利用烟气来作为制粉系统2的密封风，避免了在锅炉燃烧器1中引入氮气等其他气体杂质。

此外，在送风系统的排气管路与制粉系统2的密封气进气管路的连通管路上设置有密封风机3，从而使得密封气进气管路中的烟气具有一定的风压，从而起到密封效果。

本实用新型将锅炉燃烧器产生的烟气引入到送风系统中，并将该烟气作为制粉系统的密封风。通过上述技术方案，不但能够实现制粉系统的密封，还能使得锅炉燃烧器中能够进行富氧燃烧，燃料的燃烧更加充分，从而能够节约能源，并且燃烧产生的烟气中二氧化碳浓度更高，便于烟气中二氧化碳的收集，因此减少碳氧化物的排放量，减少环境污染。

优选地，在密封气进气管路中的所述密封风机3的沿气流方向的上游还设置有过滤器4。由于烟气中通常含有例如固体小颗粒等杂质，为了避免这些杂质损坏密封风机3或者通入制粉系统2中，在密封气进气管路中还设置有过滤器4，从而在烟气进入到密封风机3之前对烟气进行过滤，去除灰尘等固体小颗粒杂质，以保证密封风系统以及整个锅炉系统的运行安全。

优选地，所述送风系统的排气管路还与所述锅炉燃烧器1的进气管路连通。也就是说，送风系统将排烟系统中的烟气也引入到锅炉燃烧器1中，这样避免锅炉燃烧器1中的气体含有大量的氮气等杂质。

为了确保锅炉燃烧器1中能够进行充分燃烧，优选地，所述送风系统包括注氧系统13，该注氧系统13的排气管路能够分别开关阀可通断地与所述锅炉燃烧器1的进气管路和/或所述制粉系统2的进气管路和/或所述制粉系统2的密封气进气管路连接。

送风系统将助燃气体送入到锅炉燃烧器1中以辅助燃烧，为了实现富氧燃烧以提高燃料的利用率，送风系统还包括注氧系统13，该注氧系统13将氧气输入到锅炉燃烧器1中，优选地，该注氧系统13包括空分器，利用空分器将空气中的氧气分离出来并注入到锅炉燃烧器1中。

优选地，该注氧系统13的排气管路通过开关阀与锅炉燃烧器1的进气管路连接，从而可以根据需要控制该注氧系统13与锅炉燃烧器1之间的导通和截止。该开关阀可以采用现有技术中任意一种适用的阀，优选地，该开关阀不但可以控制通断，还可以控制阀门开度，从而控制管路中气体的流量。

另外，注氧系统13的排气管路还能够通过开关阀可通断地与制粉系统2的进气管路和/或制粉系统2的密封气进气管路连接，从而利用氧气气流来将煤粉输送到锅炉燃烧器1中进行燃烧，与上文所述的开关阀相同地，本实用新型对此处注氧系统13与制粉系统2之间的开关阀也不加以限制，可以采用现有技术中任意适用的阀或者采用与上文所述的开关阀相同的结构，此处不再赘述。

优选地，所述排烟系统包括二氧化碳收集装置21，所述锅炉燃烧器1的排气管路通过开关阀可选择地与二氧化碳收集装置21或烟囱22连通。锅炉燃烧器1的排气管路与二氧化碳收集装置21连通，从而对锅炉燃烧器1产生的烟气进行处理，将烟气中的二氧化碳收集，以减少环境的污染。

优选地，所述送风系统包括一次风机系统11，该一次风机系统11的排气管路与所述制粉系统2的进气管路和密封气进气管路连通，所述注氧系统13的排气管路通过开关阀可通断地与所述一次风机系统11的排气管路连接。

在本优选实施方式中，一次风机系统11指包括现有技术中的一次风机及其相关的管路和装置的系统，其中，一次风机用于形成具有一定压力的气流，以输送制粉系统2中的煤粉和对制粉系统2密封。该一次风机系统11主要用于将该气流通入到制粉系统2中，并将制粉系统2中的煤粉带入到锅炉燃烧器1中。该一次风机的选型和一次风机系统11的构成可以根据现有技术进行适当选择和设计，本实用新型对此不加以限制。

为了减少烟气中的杂质，排烟系统中还可以包括各种其他的装置以对烟气进行处理，为了减少通入制粉系统2中的烟气所含的杂质，优选地在排烟系统中设置过滤除杂装置。具体地，优选地，所述排烟系统还包括除尘器23、烟气换热装置24、脱硫装置25和脱水装置26，所述一次风机系统11的进气管路与所述排烟系统连通，以使烟气依次经过所述除尘器23、所述烟气换热装置24、所述脱硫装置25、所述脱水装置26和所述烟气换热装置24并进入所述一次风机系统11。

对于锅炉燃烧器1产生的烟气，首先通过除尘器23将烟气中的粉尘颗粒除去，然后经过烟气换热装置24使烟气的温度下降。由于煤炭中含有一定量的硫，因此降温之后的烟气通过脱硫装置25以将烟气中的硫氧化物除去，并且由于制粉系统2中的煤粉需要保持干燥的状态，因此利用脱水装置26除去烟气中的水分，然后再经过烟气换热装置24使烟气温度提高

该烟气换热装置24可以设置为如图所示的结构，即利用同一个烟气换热装置24来进行烟气的升温和降温。该烟气换热装置24中设置有热气体通道和冷气体通道，根据上文所述经过除尘器23的温度较高的烟气通入该热气体通道，而经过降温、脱硫、脱水之后的温度较低的烟气通入该冷气体通道，该热气体通道和冷气体通道相邻地设置在烟气换热装置24中，从而利用温度较高的烟气对温度较低的烟气进行加热，以使温度较高的烟气降温，而使温度较低的烟气升温。

更优选地，经过该烟气换热装置24加热的烟气可选择地与一次风机系统11的进气管路连接或者与烟囱连接，该加热后的烟气的温度优选地达到能够满足在烟囱中上升并排放所需的温度。

优选地，为了使烟气换热装置24中的热交换更加充分，该热气体通道和冷气体通道可以相互平行且相邻地设置，或者采用其他能够使得热气体通道和冷气体通道之间的相对面积最大的设置方式，从而使得热交换更加充分。

优选地，所述送风系统包括二次风机系统12，该二次风机系统12的排气管路与所述锅炉燃烧器1的进气管路连通，所述注氧系统13的排气管路通过开关阀可通断地与所述二次风机系统12的排气管路连接。

另外，在本优选实施方式中，二次风机系统12指包括现有技术中的二次风机及其相关的管路和装置的系统，其中，二次风机用于向锅炉燃烧室1通入助燃气体。该二次风机的选型和二次风机系统12的构成可以根据现有技术进行适当选择和设计，本实用新型对此不加以限制。

为了减少烟气中的杂质，排烟系统中还可以包括各种其他的装置以对烟气进行处理，为了减少通入制粉系统2中的烟气所含的杂质，优选地在排烟系统中设置过滤除杂装置。优选地，该二次风机系统12的进气管路与所述排烟系统连通，所述排烟系统还包括除尘器23，以使经过所述除尘器23的烟气进入所述二次风机系统12。

根据如图所示的优选实施方式，综上所述，该锅炉系统优选为煤粉路的锅炉系统，该煤粉炉的锅炉系统包括锅炉燃烧器1、制粉系统2和密封风系统。该密封风系统包括送风系统和排烟系统。其中，该送风系统将排烟系统中的烟气作为密封风输送到制粉系统2中，还能够输送到锅炉燃烧器1和制粉系统中。

具体地，排烟系统中的烟气能够通过一次风机系统11输送到制粉系统2的密封气进气管路，从而起到密封作用。

此外，排烟系统中的烟气还能够通过二次风机系统12输送到锅炉燃烧器1中，并且注氧系统13的进气管路能够通过开关阀可通断地与锅炉燃烧器1的进气管路连接，或者能够通过开关阀可通断地与二次风机系统12的排气管路连接，从而注入氧气，因此使得烟气与氧气按照所需的比例混合，一方面能够实现锅炉燃烧器1中的富氧燃烧，提高燃料的燃烧效率，另一方面，能够减少锅炉燃烧器1中助燃气体中的杂质，使得燃烧后产生烟气中的二氧化碳浓度提高，以便于二氧化碳收集装置21对二氧化碳的收集。

另外，送风系统还包括用于向制粉系统2通入气流以将煤粉从制粉系统2带入锅炉燃烧器1中的一次风机系统11。由于通入该制粉系统2中的气流最终还是要通入锅炉燃烧器1，因此同样地，为了保证锅炉燃烧器1内氧气的浓度并减少其他气体杂质以便于燃烧后产生的烟气中二氧化碳的回收，该一次风机系统11的进气管路也与排烟系统连通，并且该一次风机系统11中也连接有注氧系统13，该注氧系统13的进气管路能够通过开关阀可通断地与制粉系统2的进气管路连接，或者能够通过开关阀可通断地与一次风机系统11的排气管路连接。

锅炉燃烧器1燃烧产生的烟气除了能够通入送风系统中以重新进入到锅炉燃烧器1中之外，还能够通过排烟系统的二氧化碳收集装置21进行收集和回收。该排烟系统还包括烟囱22等其他能够应用到排烟系统中的装置。所述送风系统的进气管路通过开关阀可选择地与外界大气和/或所述排烟系统连通，即该一次风机系统11和二次风机系统12的进气管路通过开关阀可选择地与外界大气和/或所述排烟系统连通。相应地，锅炉燃烧器1的排气管路可以通过开关阀可选择地与二氧化碳收集装置21或烟囱22连通。

具体地，当控制送风系统的进气管路与排烟系统连通时，锅炉燃烧室1内进行富氧燃烧，燃烧产生的烟气中，二氧化碳浓度高，因此更适于将锅炉燃烧器1的排气管路与排烟系统的二氧化碳收集装置21连通而进行二氧化碳的收集；当控制送风系统的进气管路与外界大气连通时，此时通入锅炉燃烧室1和制粉系统2的气流为空气，因此锅炉燃烧室1内进行空气燃烧，由于空气中含有大量氮气等杂质，因此燃烧后的烟气中二氧化碳浓度较低，因此难以收集烟气中的二氧化碳，此时更适于将锅炉燃烧器1的排气管路与排烟系统的烟囱22连通。

优选地，如图所示，该排烟系统优选地依次包括除尘器23、烟气换热器24、脱硫装置25和脱水装置26，其中该除尘器23与锅炉燃烧器1的排气管路连通，脱水装置26与二氧化碳收集装置21连通。从锅炉燃烧器1的排气管路输出的烟气中含有大量含硫杂质、水汽以及颗粒杂质等，并且温度较高，该烟气首先通过除尘器23除去烟气中的颗粒杂质，然后经过烟气换热装置24降温，然后再分别通过脱硫装置25除去含硫杂质，通过脱水装置26除去水汽，然后就可以通入二氧化碳收集装置21进行二氧化碳的回收。

此外，经过降温、脱硫和脱水的烟气温度较低，当需要将烟气通过烟囱22排放时，则需要烟气具有较高的温度，以使得烟气能够由于具有一定的高温而沿烟囱22上升并排放到大气中。因此，还需要对上述烟气进行加热。如图所示，还可以将上述烟气导入烟气换热器24利用刚刚从锅炉燃烧器1的排气管路输出的、经过除尘器23的温度较高的烟气对温度较低的待排放烟气进行加热。

优选地，该烟气换热装置24可以设置为如图所示的结构，即利用同一个烟气换热装置24来进行烟气的升温和降温。该烟气换热装置24中设置有热气体通道和冷气体通道，根据上文所述经过除尘器23的温度较高的烟气通入该热气体通道，而经过降温、脱硫、脱水之后的温度较低的烟气通入该冷气体通道，该热气体通道和冷气体通道相邻地设置在烟气换热装置24中，从而利用温度较高的烟气对温度较低的烟气进行加热，以使温度较高的烟气降温，而使温度较低的烟气升温。

送风系统的进气管路可以连接在排烟系统中的任意适合的位置，根据本实用新型优选实施方式，二次风机系统12的进气管路连接在除尘器23和烟气换热装置24之间，一次风机系统11的进气管路连接在烟气换热装置24的冷气体通道与烟囱22之间，即经过降温后的烟气的管路上。

另外，优选地，在排烟系统中还包括引风机27，从而在排烟系统中产生足够的风压，以使烟气能够在排烟系统中流动。优选地，该二次风机系统12的进气管路连接在除尘器23和烟气换热装置24之间，该引风机27能够产生一定的风压而使烟气通过二次风机系统12的进气管路进入二次风机系统12，而促进烟气在下游的排烟系统中的流动。

本实用新型还提供一种锅炉系统，其中，该锅炉系统包括本实用新型所述的密封风系统。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于锅炉系统的密封风系统，该锅炉系统包括锅炉燃烧器(1)和制粉系统(2)，该密封风系统包括送风系统和排烟系统，所述锅炉燃烧器的排气管路与所述排烟系统连通，制粉系统(2)的密封气进气管路与该送风系统的排气管路连通，其特征在于，所述送风系统的进气管路与所述排烟系统通过开关阀可通断地连接，所述送风系统的排气管路与所述制粉系统(2)的密封气进气管路的连通管路上设置有密封风机(3)。

2.根据权利要求1所述的密封风系统，其特征在于，在所述密封气进气管路中的所述密封风机(3)的沿气流方向的上游还设置有过滤器(4)。

3.根据权利要求1所述的密封风系统，其特征在于，所述送风系统的排气管路还与所述锅炉燃烧器(1)的进气管路连通。

4.根据权利要求3所述的密封风系统，其特征在于，所述送风系统包括注氧系统(13)，该注氧系统(13)的排气管路能够分别开关阀可通断地与所述锅炉燃烧器(1)的进气管路和/或所述制粉系统(2)的进气管路和/或所述制粉系统(2)的密封气进气管路连接。

5.根据权利要求4所述的密封风系统，其特征在于，所述送风系统包括一次风机系统(11)，该一次风机系统(11)的排气管路与所述制粉系统(2)的进气管路和密封气进气管路和连通，所述注氧系统(13)的排气管路通过开关阀可通断地与所述一次风机系统(11)的排气管路连接。

6.根据权利要求5所述的密封风系统，其特征在于，所述排烟系统还包括除尘器(23)、烟气换热装置(24)、脱硫装置(25)和脱水装置(26)，所述一次风机系统(11)的进气管路与所述排烟系统连通，以使烟气依次经过所述除尘器(23)、所述烟气换热装置(24)、所述脱硫装置(25)、所述脱水装置(26)和所述烟气换热装置(24)并进入所述一次风机系统(11)。

7.根据权利要求4所述的密封风系统，其特征在于，所述送风系统包括二次风机系统(12)，该二次风机系统(12)的排气管路与所述锅炉燃烧器(1)的进气管路连通，所述注氧系统(13)的排气管路通过开关阀可通断地与所述二次风机系统(12)的排气管路连接。

8.根据权利要求1所述的密封风系统，其特征在于，所述排烟系统包括二氧化碳收集装置(21)，所述锅炉燃烧器(1)的排气管路通过开关阀可选择地与二氧化碳收集装置(21)或烟囱(22)连通。

9.根据权利要求7所述的密封风系统，其特征在于，所述排烟系统还包括除尘器(23)，所述二次风机系统(12)的进气管路与所述排烟系统连接，以使经过所述除尘器(23)的烟气进入所述二次风机系统(12)。

10.一种锅炉系统，其特征在于，该锅炉系统包括上述权利要求1-9中任意一项所述的密封风系统。