CN205991507U - 一种烟气‑空气换热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种烟气‑空气换热系统，包括一级加热机构、二级加热机构及通过烟气管道依次连接的锅炉、热解炉、脱硝反应器、烟冷器、除尘器，一级加热机构包括通过一次风道连接的一次风机及一次风水媒加热器，一次风水媒加热器与烟冷器通过水媒管道连接，二级加热机构包括烟气‑空气换热器，烟气‑空气换热器安装在锅炉的烟道内，经过一次风水媒加热器换热后的一次风道与烟气‑空气换热器之间设有热解风管道，热解炉设置在烟气‑空气换热器与脱硝反应器之间。本实用新型无需消耗电能，有效利用烟气余热制取洁净、无尘的高温热解风，避免了尿素热解系统中的污染堵塞的问题，保证了烟气脱硝系统的可靠运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种烟气-空气换热系统，属于环保节能技术领域。
背景技术
在火力发电厂或冶金、化工企业的烟气脱硝处理系统中，尿素热解制氨工艺得到越来越广泛的应用。火力发电厂常规尿素热解制氨工艺使用一次风为风源，配用电加热器对一次风进行加热。这种工艺存在的问题是：一次风由空气预热器出口的一次风道上引出，空气预热器在换热过程中使一次风携带一定浓度的烟尘，容易造成热解炉、脱硝系统喷氨装置堵塞，甚至造成电加热器磨损跳闸，严重影响脱硝系统的可靠性。此外电加热器的耗电量较高，一般600MW等级火力发电厂的尿素热解烟气脱硝处理系统中配置的电加热器功率高达1000kW，年耗电量高达550万kW·h，造成了巨大的电能消耗，不利于提高烟气脱硝系统的节能水平。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种有效利用锅炉的烟气余热，耗能低，且为尿素热解提供洁净风源的烟气-空气换热系统。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种烟气-空气换热系统，包括锅炉、热解炉、脱硝反应器、烟冷器、除尘器、一级加热机构及二级加热机构，所述锅炉、脱硝反应器、烟冷器及除尘器通过烟气管道依次连接，所述一级加热机构包括通过一次风道连接的一次风机及一次风水媒加热器，所述一次风水媒加热器与所述烟冷器通过水媒管道循环连接，所述二级加热机构包括烟气-空气换热器，所述烟气-空气换热器安装在所述锅炉的烟道内，经过所述一次风水媒加热器换热后的所述一次风道与所述烟气-空气换热器的入口之间设有热解风管道，所述热解炉设置在所述烟气-空气换热器的出口与所述脱硝反应器之间。
本实用新型的有益效果是：有效利用了锅炉烟道中的烟气余热，通过回收烟气中的热量加热热媒水，通过热媒水间接加热一次风道内的风源，脱硝热解风由一次风水媒加热器后方的一次风道上引出经过一次加热后的洁净风源，并继续进入锅炉内部的烟气-空气换热器中进行二次加热，使空气温度达到脱硝系统尿素热解所需的温度，在加热过程中无需消耗电能，并且避免了常规尿素热解系统中的污染堵塞问题，满足了脱硝尿素热解的节能环保要求与可靠性要求。
本实用新型与传统的电加热系统相比节约了大量电能，以600MW等级机组为例，每年每台机组节约电能高达550万kW·h，直接经济效益达165万元/年。本实用新型另一个显著优点是设备可靠性高，热解风是以洁净、无尘的一次预热后的一次风为风源，制取的高温热解风不含烟尘，避免了脱硝系统热解炉与喷氨系统堵塞，也避免了传统的电加热热解风系统频繁故障的问题，保证了烟气脱硝系统的可靠运行。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步的，所述热解风管道上设有旁路风道，所述旁路风道的入口与所述热解风管道的冷风段连通，所述旁路风道的出口与所述烟气-空气换热器的出口连接。
采用上述进一步方案的有益效果是，锅炉内的烟气温度高达570℃～680℃，容易产生过高温度的热解风，旁路风道引自热解风道的冷风段，通过旁路风道可调节进入到热解炉内的风温，使热解炉入口的风温稳定在尿素热解所要求的450℃～600℃。
进一步的，还包括中间加热机构，所述中间加热机构包括空气预热器及空气-空气换热器，所述空气预热器通过烟气管道连接在所述脱硝反应器与烟冷器之间，所述空气预热器的空气入口与所述一次风水媒加热器的空气出口连接，所述空气预热器的空气出口与所述空气-空气预热器的热媒介入口连接，所述空气-空气换热器的冷媒介入口与所述热解风管道的入口连接，所述空气-空气换热器的冷媒介出口通过所述热解风管道与所述烟气-空气换热器的入口连接。
采用上述进一步方案的有益效果是，该换热系统热解风在一次风道上设置一次风水媒换热器来实现一级加热，在空气预热器出口的一次风道上设置空气-空气换热器来实现中间加热，在锅炉内设置烟气-空气换热器完成二级加热。具体为：热解风经过一级加热由一次风水媒加热器后方的一次风道上引出，经过空气预热器的空气出口一次风道上的空气-空气换热器进行中间加热，再进入锅炉内的烟气-空气换热器进行二级加热，最终使热解风的温度达到需要的温度，通入热解炉内。采用三次加热方式降低了锅炉内的烟气-空气换热器的换热面积，降低了设备成本，同时加热效果也得到了保证。
进一步的，还包括二次风水媒加热器及送风机，所述二次风水媒加热器通过水媒管道与所述烟冷器连接，所述送风机通过二次风道与所述二次风水媒加热器连接。
采用上述进一步方案的有益效果是，二次风道设计可外接其他设备进行换热，充分有效的利用烟气的废热。
进一步的，所述热解风管道上设有主风量调节阀。
采用上述进一步方案的有益效果是，可根据需求通过主风量调节阀调节进入到热解风道内的风量。
进一步的，所述旁路风道上设有旁路风量调节阀。
采用上述进一步方案的有益效果是，用于调节旁路风量并同时调节热解风温
所述烟气-空气换热器为联箱管排结构的换热器或管箱结构的换热器。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
图2为本实用新型实施例2的结构示意图；
图中，1、锅炉；2、烟气-空气换热器；3、热解炉；4、脱硝反应器；5、空气预热器；6、烟冷器；7、除尘器；8、二次风水媒加热器；9、一次风水媒加热器；10、一次风机；11、送风机；12、空气-空气换热器；Y1、一次风道；Y2、二次风道；Yr1、热解风管道；Yr2、旁路风道；F1、主风量调节阀；F2、旁路风量调节阀。
具体实施方式
以下结合实例对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例1，如图1所示，一种烟气-空气换热系统，包括锅炉1、热解炉3、脱硝反应器4、烟冷器6、除尘器7、一级加热机构及二级加热机构，所述锅炉、脱硝反应器、烟冷器及除尘器通过烟气管道依次连接，所述一级加热机构包括通过一次风道Y1连接的一次风机10及一次风水媒加热器9，所述一次风水媒加热器与所述烟冷器6通过水媒管道循环连接，所述二级加热机构包括烟气-空气换热器2，所述烟气-空气换热器安装在所述锅炉的烟道内，经过所述一次风水媒加热器换热后的所述一次风道与所述烟气-空气换热器的入口之间设有热解风管道Yr1，所述热解炉3设置在所述烟气-空气换热器的出口与所述脱硝反应器之间。
所述热解风管道上设有旁路风道Yr2，所述旁路风道的入口与所述热解风管道的冷风段连通，所述旁路风道的出口与所述烟气-空气换热器的出口连接。锅炉内的烟气温度高达570℃～680℃，容易产生过高温度的热解风，旁路风道引自热解风道的冷风段，通过旁路风道可调节进入到热解炉内的风温，使热解炉入口的风温稳定在尿素热解所要求的450℃～600℃。
还包括二次风水媒加热器8及送风机11，所述二次风水媒加热器通过水媒管道与所述烟冷器连接，所述送风机通过二次风道与所述二次风水媒加热器连接。二次风道设计可外接其他设备进行换热，充分有效的利用烟气的废热。
所述热解风管道上设有主风量调节阀F1。可根据需求通过主风量调节阀调节进入到热解风道内的风量。所述旁路风道上设有旁路风量调节阀F2。调节旁路风量同时调节热解风温。
所述烟气-空气换热器为联箱管排结构的换热器或管箱结构的换热器。
锅炉1通过烟气管道依次连接脱硝反应器4、空气预热器5、烟冷器6、除尘器7；锅炉1的尾部烟道坚井处安装内置的烟气-空气换热器2，此处烟气的温度约570℃～680℃。热解风由经过一级加热的一次风道上引出，温度为90℃～100℃，再进入烟气-空气换热器2，温度由90℃～100℃等级加热到450℃～600℃。洁净、高温的热解风进入热解炉，完成对尿素溶液的热解。
实施例2，如图2所示，还包括中间加热机构，所述中间加热机构包括空气预热器5及空气-空气换热器12，所述空气预热器通过烟气管道连接在所述脱硝反应器与烟冷器之间，所述空气预热器的空气入口与所述一次风水媒加热器的空气出口连接，所述空气预热器的空气出口与所述空气-空气预热器的热媒介入口连接，所述空气-空气换热器的冷媒介入口与所述热解风管道的入口连接，所述空气-空气换热器的冷媒介出口通过所述热解风管道与所述烟气-空气换热器的入口连接。该换热系统热解风在一次风道上设置一次风水媒换热器来实现一级加热，在空气预热器的空气出口的一次风道上设置空气-空气换热器来实现中间加热，在锅炉内设置烟气-空气换热器完成二级加热。具体为：热解风经过一级加热由一次风水媒加热器后方的一次风道上引出，经过空气预热器出口一次风道上的空气-空气换热器进行中间加热，再进入锅炉内的烟气-空气换热器进行二级加热，最终使热解风的温度达到需要的温度，通入热解炉内。采用三次加热方式降低了锅炉内的烟气-空气换热器的换热面积，降低设备成本，同时加热效果得到保证。
一次风机10通过一次风道依次连接一次风水媒加热器9、空气预热器5；送风机11通过二次风道依次连接二次风水媒加热器8、空气预热器5；一次风水媒加热器9、二次风水媒加热器8通过水媒管道与烟冷器6连接。烟冷器布置于除尘器的入口，烟冷器通过锅炉尾部排烟加热水媒，被加热后的高温水媒循环进入一次风水媒加热器9、二次风水媒加热器8，并分别对一次风和二次风进行加热，使一次风和二次风空气的温度由室外环境温度加热到90℃～100℃。
在烟气-空气换热系统中，热解风引自经过一次加热后的一次风，即在一次风水媒加热器9与空气预热器5之间的一次风道上引出一条热解风管道，热解风管道上依次连接有主风量调节阀F1、烟气-空气换热器2、热解炉3，且热解风管道配有旁路风道Yr2，旁路风管入口引自热解风管道Yr1的冷风段，出口接至烟气-空气换热器2出口的热风段，旁路风管Yr2上设有旁路风量调节阀F2。约90℃～100℃的空气由热解风管道Yr1进入烟气-空气换热器2，温度到450℃～600℃，制成了高温、洁净的热解风。由于锅炉1内的尾部烟气温度高达570℃～680℃，容易产生过高温度的热解风。为此配置有热解风旁路风道Yr2，并在热解风管道Yr1上、旁路风道Yr2上分别配置有主风量调节阀F1、旁路风量调节阀F2，通过调节旁路风量，使热解炉3入口的风温稳定在450℃～600℃。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种烟气-空气换热系统，其特征在于，包括锅炉、热解炉、脱硝反应器、烟冷器、除尘器、一级加热机构及二级加热机构，所述锅炉、脱硝反应器、烟冷器及除尘器通过烟气管道依次连接，所述一级加热机构包括通过一次风道连接的一次风机及一次风水媒加热器，所述一次风水媒加热器与所述烟冷器通过水媒管道循环连接，所述二级加热机构包括烟气-空气换热器，所述烟气-空气换热器安装在所述锅炉的烟道内，经过所述一次风水媒加热器换热后的所述一次风道与所述烟气-空气换热器的入口之间设有热解风管道，所述热解炉设置在所述烟气-空气换热器的出口与所述脱硝反应器之间。
2.根据权利要求1所述的烟气-空气换热系统，其特征在于，所述热解风管道上设有旁路风道，所述旁路风道的入口与所述热解风管道的冷风段连通，所述旁路风道的出口与所述烟气-空气换热器的出口连接。
3.根据权利要求1或2所述的烟气-空气换热系统，其特征在于，还包括中间加热机构，所述中间加热机构包括空气预热器及空气-空气换热器，所述空气预热器通过烟气管道连接在所述脱硝反应器与烟冷器之间，所述空气预热器的空气入口与所述一次风水媒加热器的空气出口连接，所述空气预热器的空气出口与所述空气-空气预热器的热媒介入口连接，所述空气-空气换热器的冷媒介入口与所述热解风管道的入口连接，所述空气-空气换热器的冷媒介出口通过所述热解风管道与所述烟气-空气换热器的入口连接。
4.根据权利要求3所述的烟气-空气换热系统，其特征在于，还包括二次风水媒加热器及送风机，所述二次风水媒加热器通过水媒管道与所述烟冷器连接，所述送风机通过二次风道与所述二次风水媒加热器连接。
5.根据权利要求1所述的烟气-空气换热系统，其特征在于，所述热解风管道上设有主风量调节阀。
6.根据权利要求2所述的烟气-空气换热系统，其特征在于，所述旁路风道上设有旁路风量调节阀。
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