CN208253642U - 复合加热空气预热器 - Google Patents

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郭会朋
刘作
孟嫚嫚
罗冰
于照清
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Abstract

本实用新型公开了一种复合加热空气预热器,其低温空气预热器内设有第一清洁空气通道和水通道,高温空气预热器内设有第二清洁空气通道和水汽通道,低温空气预热器利用锅炉给水作为热源工质,高温空气预热器利用锅炉内部循环的高温水或蒸汽作为热源工质,对受热工质清洁空气进行加热;为锅炉燃烧配风的清洁冷空气可以先全部进入低温空气预热器后分为两部分,一部分再进入高温空气预热器后送入炉膛,另一部分直接进入炉膛,也可以先全部进入低温空气预热器后再全部进入高温空气预热器,最后进入炉膛;还可以先分为两部分分别进入低温空气预热器、高温空气预热器,然后再进入炉膛参与生物质燃料的燃烧,使燃烧充分,提高燃料的燃尽率和设备的燃烧效率。

Description

复合加热空气预热器
技术领域
[0001]本实用新型属于锅炉空气预热器技术领域,尤其涉及一种复合加热空气预热器。
背景技术
[0002]随着我国能源需求的不断增长以及石化能源枯竭及燃烧带来的环境压力的不断 加剧,新能源和可再生能源的开发利用越来越受到重视。开发利用新能源和可再生能源,对 于改善我国以煤炭为主的能源结构,缓解能源生产和使用造成的环境问题,保障我国经济 社会的可持续发展具有十分重要的意义。生物质资源作为可再生资源,在改善以煤炭为主 的能源结构方面起到了越来越大的作用,国家也在综合利用生物质资源方面给予了政策扶 持和推广,审批了很多生物质燃料电厂,这就使生物质锅炉拥有了很大的市场。生物质锅炉 作为电厂的三大主机之一,其燃烧状况决定整个锅炉的运行,因此怎样保证生物质锅炉稳 定、充分地将生物质燃料燃尽是生物质电厂均面临的一个重要课题。
[0003] 目前我国国内生物质锅炉的燃料大部分为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆等黄色 秸秆类和树枝、树皮、林业废弃物等灰色秸秆类生物质燃料,还有少量木材下脚料、建筑模 板、甘蔗渣等等。这些生物质燃料受季节、天气等因素影响,水分变化较大,且生物质燃料本 身热值就较低,因此当生物质燃料中水分较大时,干燥蒸发燃料中的水分需要大量热量,因 此锅炉可能会出现燃烧不稳定、灰渣含碳量高甚至是有生料的情况发生,从而导致锅炉经 济性、运行稳定性大打折扣。为了解决上述问题,除了增加燃料在炉膛内的燃烧时间外,最 行之有效的方法就是提高锅炉热风温度。
[0004] 目前在用的生物质锅炉尤其是炉排型生物质锅炉多采用单级空气预热器布置,这 种利用锅炉给水将空气加热的方式,尚不能满足锅炉高效、稳定燃烧的需要,特别是生物质 燃料中的水分较高时,就会出现着火推迟、燃烧不稳定、难以燃尽的问题,导致锅炉燃烧效 果不好、经济性能降低,排放也不易控制。而当给水温度低时更无法满足锅炉燃烧用风的需 求;但当生物质燃料中的水分较低时,若热风温度过高,又会造成能源的浪费。
[0005] 因此开发一种能很好地适应国内生物质燃料水分变化范围大的新型空气预热器 结构迫在眉睫。
发明内容
[0006] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种能够适应国内生物质燃料 复杂多样且水分变化较大现状的复合加热空气预热器。该复合加热空气预热器能提灵活调 整锅炉热风温度,通过提高或保证入炉风温,来提高燃烧效率,提高燃料利用率,便于锅炉 使用复杂多样的生物质燃料。
[0007] 本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是: ^
[0008] 一种复合加热空气预热器,包括送风机、低温空气预热器、高温空气预热器,其特 征在于:低温空气预热器、高温空气预热器均位于锅炉烟气流程之外;
[0009] 低温空气预热器内设有第一清洁空气通道和水通道,低温空气预热器热源工质为 热水,受热工质为清洁空气;
[0010] 高温空气预热器内设有第二清洁空气通道和水汽通道,高温空气预热器热源工质 为热水或蒸汽,受热工质为清洁空气;
[0011] 第二清洁空气通道的出口端与锅炉炉膛相连,第一清洁空气通道的出口端与第二 清洁空气通道的进口端相连,第一清洁空气通道的进口端与所述的送风机相连;
[0012] 水汽通道的进口端与水汽进管相连,水汽通道的出口端与水汽出管相连;
[0013] 水通道的进口端与水进管相连,水通道的出口端与水出管相连。
[0014] 还可以采用下述方案,一种复合加热空气预热器,包括送风机、低温空气预热器、 高温空气预热器,其特征在于:低温空气预热器、高温空气预热器均位于锅炉烟气流程之 外;
[0015] 低温空气预热器内设有第一清洁空气通道和水通道,低温空气预热器热源工质为 热水,受热工质为清洁空气;
[0016] 高温空气预热器内设有第二清洁空气通道和水汽通道,高温空气预热器热源工质 为热水或蒸汽,受热工质为清洁空气;
[0017] 第二清洁空气通道的出口端与锅炉炉膛相连,第一清洁空气通道的第一出口端与 第二清洁空气通道的进口端相连,第一清洁空气通道的第二出口端与锅炉炉膛相连,第一 清洁空气通道的进口端与所述的送风机相连;
[0018] 水汽通道的进口端与水汽进管相连,水汽通道的出口端与水汽出管相连;
[0019] 水通道的进口端与水进管相连,水通道的出口端与水出管相连。
[0020] 也可以采用下述方案,一种复合加热空气预热器,包括送风机、低温空气预热器、 高温空气预热器,其特征在于:低温空气预热器、高温空气预热器均位于锅炉烟气流程之 外;
[0021] 低温空气预热器内设有第一清洁空气通道和水通道,低温空气预热器热源工质为 热水,受热工质为清洁空气;
[0022] 高温空气预热器内设有第二清洁空气通道和水汽通道,高温空气预热器热源工质 为热水或蒸汽,受热工质为清洁空气;
[0023] 第一清洁空气通道的出口端(一次风)、第二清洁空气通道的出口端(二次风)均与 锅炉炉膛相连,第一清洁空气通道的进口端、第二清洁空气通道的进口端均与所述的送风 机相连;
[0024] 水汽通道的进口端与水汽进管相连,水汽通道的出口端与水汽出管相连;
[0025] 水通道的进口端与水进管相连,水通道的出口端与水出管相连。
[0026] 上述的复合加热空气预热器中,所述的水进管与水出管之间连接有低温空气预热 器调温回路,低温空气预热器调温回路中设置有第一调节阀。根据锅炉燃烧情况的需要,可 以通过调整第一调节阀的开度,来调节进入低温空气预热器的热水量,从而人为地调整进 入锅炉炉膛内热风的风温。
[0027] 上述的复合加热空气预热器中,所述的水汽进管与水汽出管之间连接高温空气预 热器调温回路,高温空气预热器调温回路中设置有第二调节阀。根据锅炉燃烧情况的需要, 可以通过调整第二调节阀的开度,来调节进入低温空气预热器的热水或蒸汽量,从而人为 地调整进入锅炉炉膛内热风的风温。
[0028]上述的复合加热空气预热器中,所述低温空气预热器的热源工质来自于锅炉外部 给水;所述高温空气预热器的热源工质来自于锅炉本体内的高温循环水或蒸汽。
[0029]本实用新型的复合加热空气预热器的工作方式为:
[0030]低温空气预热器利用锅炉给水作为热源工质,高温空气预热器利用锅炉内部循环 的高温水或蒸汽作为热源工质,对受热工质清洁空气进行加热;为锅炉燃烧配风的清洁冷 空气由送风机送入低温空气预热器或高温空气预热器,具体的工作方式有三种:
[0031] 一、清洁冷空气由送风机全部送入通过锅炉给水加热的低温空气预热器,经低温 空气预热器初步加热后,再全部送入由锅炉内部循环的高温水或蒸汽加热的高温空气预热 器进一步加热提高温度,最后根据锅炉配风需要及热力计算按一定比例分为两部分,分别 作为一次风、二次风送入炉膛燃烧区,为生物质燃料的燃烧提供所需氧气。
[0032] 二、清洁冷空气由送风机全部送入通过锅炉给水加热的低温空气预热器,经低温 空气预热器初步加热后,根据锅炉配风需要及热力计算按一定比例分为两部分:一部分再 通过由锅炉内部循环的高温水或蒸汽加热的高温空气预热器进一步加热提高温度后送入 炉膛燃烧区;另一部分直接送入炉膛燃烧区,为生物质燃料的燃烧提供所需氧气。
[0033] 三、清洁冷空气经过送风机后根据锅炉配风需要及热力计算按一定比例分为两部 分:一部分通过锅炉给水加热的低温空气预热器后送入炉膛燃烧区;另一部分通过由锅炉 内部循环的高温水或蒸汽加热的高温空气预热器后再送入炉膛燃烧区,为生物质燃料的燃 烧提供所需氧气。
[0034] 具体采用哪种空气加热流程,需根据锅炉燃料种类及锅炉的整体布置确定。
[0035]本实用新型与现有技术相比具有的积极效果是:
[0036]低温空气预热器、高温空气预热器均位于锅炉烟气流程之外,空气预热器的管子 不易产生低温腐蚀,减少维修时间,延长锅炉的使用寿命。可以根据锅炉燃烧情况需要,通 过调整进入空气预热器的给水/蒸汽量,人为地调整锅炉一、二次风的风温,能灵活调整锅 炉热风温度,适应国内生物质燃料复杂多样且水分变化较大现状,而且进入炉膛后的热风 参与生物质燃料的燃烧,使燃烧充分,提高了燃料的燃尽率,提高了锅炉的燃烧效率。不仅 适用于循环流化床生物质锅炉,还适用于炉排型生物质锅炉、垃圾锅炉、煤粉锅炉及其他混 合燃料锅炉。
附图说明
[0037]图1为本实用新型实施例一的示意图。
[0038]图2为本实用新型实施例二的示意图。
[0039]图3为本实用新型实施例三的示意图。
[0040]图中:1送风机,2送风风道,3低温空气预热器,47K进管,5水出管,6高温空气预热 器,7水汽进管,8水汽出管,9第一调节阀,1〇低温空气预热器调温回路,11第二调节阀,12高 温空气预热器调温回路。
具体实施方式
[0041]下面通过非限定性的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的说明。
[0042] 实施例一:
[0043]参见附图1,一种复合加热空气预热器,包括送风机1、低温空气预热器3、高温空气 预热器6,低温空气预热器3、高温空气预热器6均位于锅炉烟气流程之外;低温空气预热器3 内设有第一清洁空气通道和水通道,低温空气预热器3热源工质为热水,受热工质为清洁空 气;高温空气预热器6内设有第二清洁空气通道和水汽通道,高温空气预热器6热源工质为 热水或蒸汽,受热工质为清洁空气;第二清洁空气通道的出口端与锅炉炉膛相连,为锅炉燃 烧提供助燃的配风;第一清洁空气通道的出口端与第二清洁空气通道的进口端通过管道相 连,第一清洁空气通道的进口端与所述的送风机1通过送风风道2相连;水汽通道的进口端 与水汽进管7相连,水汽通道的出口端与水汽出管8相连;水通道的进口端与水进管4相连, 水通道的出口端与水出管5相连。
[0044]所述的水进管4与水出管5之间连接有低温空气预热器调温回路10,低温空气预热 器调温回路10中设置有第一调节阀9。
[0045]所述的水汽进管7与水汽出管8之间连接高温空气预热器调温回路12,高温空气预 热器调温回路12中设置有第二调节阀11。
[0046]本实施例低温空气预热器3的热源工质来自于锅炉外部给水,高温空气预热器6的 热源工质来自于锅炉本体内的高温循环水或蒸汽。
[0047] 为锅炉配风的冷空气由送风机1通过送风风道2全部送入低温空气预热器3,锅炉 外部给水首先通过管路进入锅炉辅助的余热利用装置被初步加热,再通过水进管4进入低 温空气预热器3并与其中的冷空气发生热交换,将冷空气加热至一定的温度后通过低温空 气预热器3的水汽出管5流出,在这个过程中,通过增设一路布置有第一调节阀9的低温空气 预热器调温回路10对进入低温空气预热器3的给水流量进行调节,从而控制热风温度;经低 温空气预热器3初步加热后的热空气,再全部通过高温空气预热器6,锅炉内部高温循环水 或蒸汽通过水汽进管7进入高温空气预热器6并与其中经过低温空气预热器3预热后的热风 发生热交换,将其进一步加热后通过水汽出管8流出,在这个过程中,通过增设一路布置有 第二调节阀11的高温空气预热器调温回路12对进入高温空气预热器6的高温循环水或蒸汽 流量进行调节,从而控制二次加热的热风温度。而经过二次加热的热风根据锅炉配风需要 及热力计算按一定比例分为两部分,分别作为一次风、二次风送入炉膛燃烧区参与燃烧。 [0048] 实施例二:
[0049] 参见附图2,一种复合加热空气预热器,包括送风机1、低温空气预热器3、高温空气 预热器6,低温空气预热器3、高温空气预热器6均位于锅炉烟气流程之外;低温空气预热器3 内设有第一清洁空气通道和水通道,低温空气预热器3热源工质为热水,受热工质为清洁空 气;高温空气预热器6内设有第二清洁空气通道和水汽通道,高温空气预热器6热源工质为 热水或蒸汽,受热工质为清洁空气;第二清洁空气通道的出口端与锅炉炉膛相连,为锅炉燃 烧提供助燃的配风;第一清洁空气通道的第一出口端与第二清洁空气通道的进口端通过管 道相连,第一清洁空气通道的第二出口端通过管道与锅炉炉膛相连,第一清洁空气通道的 进口端与所述的送风机1通过送风风道2相连;水汽通道的进口端与水汽进管7相连,水汽通 道的出口端与水汽出管8相连;水通道的进口端与水进管4相连,水通道的出口端与水出管5 相连。
[0050] 所述的水进管4与水出管5之间连接有低温空气预热器调温回路10,低温空气预热 器调温回路10中设置有第一调节阀9。
[0051]所述的水汽进管7与水汽出管8之间连接高温空气预热器调温回路12,高温空气预 热器调温回路12中设置有第二调节阀11。
[0052] 本实施例低温空气预热器3的热源工质来自于锅炉外部给水,高温空气预热器6的 热源工质来自于锅炉本体内的高温循环水或蒸汽。
[0053] 为锅炉配风的冷空气由送风机1通过送风风道2全部送入低温空气预热器3,锅炉 外部给水首先通过管路进入锅炉辅助的余热利用装置被初步加热,再通过水进管4进入低 温空气预热器3并与其中的冷空气发生热交换,将冷空气加热至一定的温度后通过低温空 气预热器3的水汽出管5流出,在这个过程中,通过增设一路布置有第一调节阀9的低温空气 预热器调温回路10对进入低温空气预热器3的给水流量进行调节,从而控制热风温度;经低 温空气预热器3初步加热后的热风,根据锅炉配风需要及热力计算按一定比例分为两部分: 一部分直接送入炉膛燃烧区参与燃烧;另一部分再通过高温空气预热器6,锅炉内部高温循 环水或蒸汽通过水汽进管7进入高温空气预热器6并与其中经过低温空气预热器3预热后的 热风发生热交换,将其进一步加热后通过水汽出管8流出,在这个过程中,通过增设一路布 置有第二调节阀11的高温空气预热器调温回路12对进入高温空气预热器6的高温循环水或 蒸汽流量进行调节,从而控制二次加热的热风温度。而经过二次加热的热风被送入炉膛燃 烧区参与燃烧。
[0054] 实施例三:
[0055] 参见附图3,一种复合加热空气预热器,包括送风机1、低温空气预热器3、高温空气 预热器6,低温空气预热器3、高温空气预热器6均位于锅炉烟气流程之外;低温空气预热器3 内设有第一清洁空气通道和水通道,低温空气预热器3热源工质为热水,受热工质为清洁空 气;高温空气预热器6内设有第二清洁空气通道和水汽通道,高温空气预热器6热源工质为 热水或蒸汽,受热工质为清洁空气;第一清洁空气通道的出口端(一次风)、第二清洁空气通 道的出口端(二次风)均与锅炉炉膛相连,为锅炉燃烧提供助燃的配风;第一清洁空气通道 的进口端、第二清洁空气通道的进口端均与所述的送风机通过送风风道2相连;水汽通道的 进口端与水汽进管7相连,水汽通道的出口端与水汽出管8相连;水通道的进口端与水进管4 相连,水通道的出口端与水出管5相连。
[0056] 所述的水进管4与水出管5之间连接有低温空气预热器调温回路10,低温空气预热 器调温回路10中设置有第一调节阀9。
[0057] 所述的水汽进管7与水汽出管8之间连接高温空气预热器调温回路12,高温空气预 热器调温回路12中设置有第二调节阀11。
[0058]本实施例低温空气预热器3的热源工质来自于锅炉外部给水,高温空气预热器6的 热源工质来自于锅炉本体内的高温循环水或蒸汽。
[0059]为锅炉配风的冷空气根据锅炉配风需要及热力计算按一定比例分为两部分,分别 由送风机1通过送风风道2送入低温空气预热器3和高温空气预热器6,锅炉外部给水首先通 过管路进入锅炉辅助的余热利用装置被初步加热,再通过水进管4进入低温空气预热器3并 与其中的冷空气发生热交换,将冷空气加热至一定的温度后通过低温空气预热器3的水汽 出管5流出,在这个过程中,通过增设一路布置有第一调节阀9的低温空气预热器调温回路 10对进入低温空气预热器3的给水流量进行调节,从而控制热风温度;在高温空气预热器6 中,锅炉内部高温循环水或蒸汽通过水汽进管7进入高温空气预热器6并与其中的冷空气发 生热交换,将冷空气加热至一定温度后通过水汽出管8流出,在这个过程中,通过增设一路 布置有第二调节阀11的高温空气预热器调温回路12对进入高温空气预热器6的高温循环水 或蒸汽流量进行调节,从而控制加热的热风温度。这两部分空气经过加热后被送入炉膛燃 烧区参与燃烧。
[0060] 上述实施例中进入低温空气预热器、高温空气预热器的冷风可以为全部锅炉配 风,也可以根据锅炉燃烧需要和热力计算,按一定比例部分进入。
[0061] 低温空气预热器、高温空气预热器及低温空气预热器调温回路、高温空气预热器 调温回路均为受压部件;除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解, 例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,可以是直接 相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解 上述术语在本实用新型中的具体含义。如水进管4与水出管5之间连接有第一调节阀7,是第 一调节阀7的两端分别通过一段管道分别与水进管4水出管5相连接,组成低温空气预热器 调温回路,等等。
[0062]除说明书所述的技术特征外,均为本专业技术人员的已知技术。
[0063]以上所列举的实施方式仅供理解本实用新型之用,并非是对本实用新型所描述的 技术方案的限制,有关领域的普通技术人员,在权利要求所述技术方案的基础上,还可以作 出多种变化或变形,所有等同的变化或变形都应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之 内。

Claims (6)

1. 一种复合加热空气预热器,包括送风机、低温空气预热器、高温空气预热器,其特征 在于:低温空气预热器、高温空气预热器均位于锅炉烟气流程之外; 低温空气预热器内设有第一清洁空气通道和水通道,低温空气预热器热源工质为热 水,受热工质为清洁空气; 高温空气预热器内设有第二清洁空气通道和水汽通道,高温空气预热器热源工质为热 水或蒸汽,受热工质为清洁空气; 第二清洁空气通道的出口端与锅炉炉膛相连,第一清洁空气通道的出口端与第二清洁 空气通道的进口端相连,第一清洁空气通道的进口端与所述的送风机相连; 水汽通道的进口端与水汽进管相连,水汽通道的出口端与水汽出管相连; 水通道的进口端与水进管相连,水通道的出口端与水出管相连。
2. —种复合加热空气预热器,包括送风机、低温空气预热器、高温空气预热器,其特征 在于:低温空气预热器、高温空气预热器均位于锅炉烟气流程之外; 低温空气预热器内设有第一清洁空气通道和水通道,低温空气预热器热源工质为热 水,受热工质为清洁空气; 高温空气预热器内设有第二清洁空气通道和水汽通道,高温空气预热器热源工质为热 水或蒸汽,受热工质为清洁空气; 第二清洁空气通道的出口端与锅炉炉膛相连,第一清洁空气通道的第一出口端与第二 清洁空气通道的进口端相连,第一清洁空气通道的第二出口端与锅炉炉膛相连,第一清洁 空气通道的进口端与所述的送风机相连; 水汽通道的进口端与水汽进管相连,水汽通道的出口端与水汽出管相连; 水通道的进口端与水进管相连,水通道的出口端与水出管相连。
3. —种复合加热空气预热器,包括送风机、低温空气预热器、高温空气预热器,其特征 在于:低温空气预热器、高温空气预热器均位于锅炉烟气流程之外; 低温空气预热器内设有第一清洁空气通道和水通道,低温空气预热器热源工质为热 水,受热工质为清洁空气; 高温空气预热器内设有第二清洁空气通道和水汽通道,高温空气预热器热源工质为热 水或蒸汽,受热工质为清洁空气; 第一清洁空气通道的出口端、第二清洁空气通道的出口端均与锅炉炉膛相连,第一清 洁空气通道的进口端、第二清洁空气通道的进口端均与所述的送风机相连; 水汽通道的进口端与水汽进管相连,水汽通道的出口端与水汽出管相连; 水通道的进口端与水进管相连,水通道的出口端与水出管相连。
4. 根据权利要求1或2或3所述的复合加热空气预热器,其特征在于:所述的水进管与水 出管之间连接有低温空气预热器调温回路,低温空气预热器调温回路中设置有第一调节 阀。
5. 根据权利要求1或2或3所述的复合加热空气预热器,其特征在于:所述的水汽进管与 水汽出管之间连接高温空气预热器调温回路,高温空气预热器调温回路中设置有第二调节 阀。
6. 根据权利要求1或2或3所述的复合加热空气预热器,其特征在于:所述低温空气预热 器的热源工质来自于锅炉外部给水;所述高温空气预热器的热源工质来自于锅炉本体内的 高温循环水或蒸汽。
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