CN209622837U - 用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统，与锅炉通过烟道相连，安装于锅炉尾部的空气预热器之后，包括煤气管道、烟气管道、煤气流通设备、烟气流通设备和热管。煤气流通设备通过煤气管道与炉膛相通，并通向锅炉的燃烧器。热管贯穿煤气流通设备与烟气流通设备内部。煤气流通设备包括冷煤气进口和热煤气出口，其中热煤气出口通过煤气管道通向燃烧器，烟气流通设备一端通过烟道与空气预热器出口烟道相接，另一端设有烟气出口，排出的烟气经由引风机通向烟囱。其优点表现为：可以有效地吸收由于高炉煤气燃烧特性造成的高温热量，降低排烟温度，同时提高进入炉膛内的煤气温度，使高炉煤气燃烧更稳定。

Description

用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统

技术领域

本实用新型涉及节能锅炉设备技术领域，具体地说，是一种用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统。

背景技术

超高温超高压煤气锅炉给水温度高达260.9℃，省煤器出口烟气温度为285℃，假设通过空预器将此热量完全吸收，将排烟温度降至140℃，空预器出口热风温度将达到350℃，很显然这个温度已经超过285℃，是不可能做到的。造成此现象的主要原因是高炉煤气的燃烧特性造成，燃烧需要的空气量小，产生的烟气量大，给水温度高。因此如何控制锅炉运行时锅炉排烟温度是本领域亟待解决的问题，可以有效提高锅炉热效率。

现有技术中，在锅炉中安装低压省煤器系统，低压省煤器与凝结水主回水并联布置，其进水取自汽轮机的低压回热系统，进入低压省煤器的凝结水量、均在运行中调节，以便调节锅炉排烟温度，该系统由于减少了汽轮机抽汽，增加了汽轮机冷源损失，增加了煤耗；本身容易产生低温腐蚀，运行成本较高。

中国专利CN205717146U，申请日为2016年4月25日的一项实用新型专利，公开了一种超高压煤气锅炉，并具体公开了如下技术方案：一种超高压煤气锅炉，其整体呈n形，沿着锅炉的左侧由炉膛水冷壁环绕形成空心的结构容纳结构，低氮燃烧器固定在超高压煤气锅炉的左下侧，屏式过热器、高温过热器、高温再热器、低温过热器、高温省煤器、低温再热器沿着炉膛水冷壁上侧固定并连通形成n形的上侧，n形的右侧从上到下依次固定排列有烟道调节阀、低温省煤器、空气预热器、给水加热器，在给水加热器下侧固定有排烟管；至少具有满足多种燃料工况，并能保证全然高炉煤气工况的稳定运行的效果。该申请是通过在锅炉尾部设置给水加热器来降低锅炉的排烟温度从而提高锅炉的热效率。给水加热器由于热面材料与热管不同，易产生低温腐蚀，一般两年就需更换一套；且整个系统进入电厂热力循环，需单独一套调节系统，结构复杂，成本增加。

中国专利CN104504290B，申请日为2015年1月13日的一项发明专利，公开了一种燃高炉煤气锅炉的排烟温度修正方法，其背景技术中公开了一种设置有煤气加热器的燃高炉煤气锅炉，其尾部烟道增加了一级受热面—煤气加热器。由于煤气换热器系统在冷端是低温煤气，与锅炉排烟具有相当的温差，因此能够大幅降低锅炉的排烟温度，提高锅炉热效率；而低热值的高炉煤气被加热后再送入炉膛燃烧，可使炉内着火和燃烧状况得到改善，有利于解决全烧高炉煤气锅炉着火难、炉膛温度低、燃烧不稳定等问题。

该专利中公开了通过在锅炉尾部烟道增加—煤气加热器，但是对煤气加热器的具体安装结构并未进行公开，仅从安装结构可以看出烟气通道在上、煤气通道在下，正常来说燃烧器安装标高在6～15m，而引风机布置在地面，该专利方案在管道及烟道连接存在交叉布置，因此专利 CN104504290B煤气换热器在结构上存在不合理。

鉴于上述可知，如何设计出一种用于超过问超高压煤气锅炉的煤加系统，使其能够解决现有技术中所存在的缺陷，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统，通过在锅炉尾部空预器之后增加煤加系统来降低排烟温度。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统与锅炉通过烟道相连，安装于锅炉尾部的空气预热器之后，所述煤加系统包括煤气管道、烟气管道、煤气流通设备、烟气流通设备和热管，所述煤气流通设备通过煤气管道与炉膛相通，并通向锅炉的燃烧器，所述热管贯穿煤气流通设备与烟气流通设备内部，所述煤气流通设备包括冷煤气进口和热煤气出口，其中热煤气出口通过煤气管道通向燃烧器，所述烟气流通设备一端通过烟道与空气预热器出口烟道相接，另一端设有烟气出口，排出的烟气经由引风机通向烟囱。

进一步地，所述烟道为矩形管道，其一端与空气预热器出口烟道焊接相连，另一端与所述煤加系统的烟气流通设备法兰连接。

进一步地，所述空气预热器出口烟道为倒圆锥型。

进一步地，所述热煤气出口焊接于煤气管道上，通过煤气管道将热煤气通入燃烧器内部。

进一步地，所述烟气出口通过法兰连接于烟气流通设备一端的烟气管道上，经由引风机通向烟囱。

进一步地，所述热管上端通至煤气流通设备内顶部，热管的下端通至烟气流通设备内底部，所述热管中段外围设置密封板，将煤气流通设备和烟气流通设备隔开。

进一步地，所述煤加系统至少包括一个热管。

本实用新型具有以下积极的技术效果：

1、本实用新型在超高温超高压煤气锅炉尾部的预热器之后加入煤加系统，可以有效地吸收由于高炉煤气燃烧特性造成的高温热量，降低排烟温度，同时提高进入炉膛内的煤气温度，使高炉煤气燃烧更稳定。

2、本实用新型结构简单，装置安装和运行成本低，与锅炉之间一体式相连，增加系统运行寿命，在不额外增加调节系统的前提下，可以参与到整个电厂的热力循环，充分利用废弃资源，达到节能效果。

附图说明

附图1是实施例中本实用新型的用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统结构示意图。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

01.空气预热器，02.空气预热器出口烟道，03.烟道，1.煤气流通设备，11.冷煤气进口， 12.热煤气出口，2.烟气流通设备，21.烟气出口，3.热管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。

超高温超高压煤气锅炉燃烧需要的空气量少，产生的烟气量大，给水温度高，为了解决排烟温度过高的问题，本实用新型提供了一种用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统，通过在锅炉尾部的空气预热器之后加入煤加系统，将排烟产生的热量吸收，同时利用吸收的热量对煤气进行加热，提高进入锅炉炉膛内部的煤气温度，从而使高炉煤气燃烧更加稳定，提高锅炉的节能效果。如附图1所示，本实用新型的煤加系统安装于锅炉尾部的空气预热器01之后，使得吸收排烟热量后的热煤气可以直接通过煤气管道进入炉膛不仅降低了排烟温度，同时提高了进入炉膛的煤气温度，大大简化了设备结构，相比分散式煤气加热器，本实用新型采用整体式结构所占用的设备安装面积更小。

图1中，煤加系统包括煤气管道(图中未标出)、烟气管道(图中未标出)、煤气流通设备 1、烟气流通设备2和热管3，其中煤气流通设备1通过煤气管道与锅炉的炉膛相通，并通向锅炉的燃烧器。热管3贯穿煤气流通设备1与烟气流通设备2内部，煤气流通设备1两端分别设有冷煤气进口11和热煤气出口12，其中热煤气出口12通过煤气管道通向燃烧器。烟气流通设备2的一端通过烟道03与空气预热器出口烟道02相接，另一端设有烟气出口21，通过烟气管道排出的烟气经由引风机通向烟囱。

本实施例中，烟道03为矩形管道，其一端与空气预热器出口烟道02焊接相连，另一端与烟气流通设备1法兰连接，其中空气预热器出口烟道02呈倒圆锥型。热煤气出口12焊接于煤气管道上，通过煤气管道将热煤气通入燃烧器内部。煤气流通设备1与烟气流通设备2之间贯穿一个热管3，热管3的上端通至煤气流通设备1内顶部，热管3的下端通至烟气流通设备2 内底部，热管3中段外围设置密封板将煤气流通设备1与烟气流通设备2隔开。实际应用中，根据设备运行需求可以调整增加热管3的安装数量。

为了使本实用新型的结构更容易、清楚的理解，下面结合具体工作原理及工作方式举例说明：

温度为30℃的冷煤气从冷煤气进口11通过煤气管道进入煤气流通设备1内，进入煤气流通设备1内的冷煤气在热管3的作用下，温度升高至大约140℃并经由热煤气出口12通过煤气管道通向炉膛内的燃烧器，与此同时锅炉烟气通过空气预热器01经由空气预热器出口烟道 02进入烟道03，流通于煤气管道内的煤气继续吸收烟道内锅炉烟气的热量，锅炉烟气经过烟道03进入烟气流通设备2之前由于热量被吸收其自身温度降至200℃。进入烟气流通设备2 的锅炉烟气，在热管3的作用下继续被吸收热量，最终温度被降为小于140℃经由烟气出口21 通过烟气管道排出烟气经由引风机通向烟囱。这个过程中，热管3位于烟气流通设备2的一端吸收锅炉烟气的热量，热管3内热介质受热上升至进入热管3位于煤气流通设备1的一端，冷煤气进入煤气流通设备1使热管3内介质放热并冷凝回流至热管3下部位于烟气流通设备2 的一端。经过上述过程，通过空气预热器01进入烟道03的锅炉烟气，自进入空气预热器出口烟道02的过程中持续被冷煤气吸收热量开始降低温度，在烟道03中流通的过程中也不短地被吸收热量降温，一直到排出锅炉之前在烟气流通设备2内部再次通过热管3的作用被吸收热量降低温度。同时，冷煤气在吸收锅炉烟气温度的同时，提高了煤气自身的温度，并直接通过煤气管道进入锅炉炉膛内部的燃烧器，提高了进入炉膛的煤气温度，使得锅炉内煤气的燃烧保持稳定，起到节能效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统，其特征在于，所述煤加系统与锅炉通过烟道相连，安装于锅炉尾部的空气预热器之后，所述煤加系统包括煤气管道、烟气管道、煤气流通设备、烟气流通设备和热管，所述煤气流通设备通过煤气管道与炉膛相通，并通向锅炉的燃烧器，所述热管贯穿煤气流通设备与烟气流通设备内部，所述煤气流通设备包括冷煤气进口和热煤气出口，其中热煤气出口通过煤气管道通向燃烧器，所述烟气流通设备一端通过烟道与空气预热器出口烟道相接，另一端设有烟气出口，排出的烟气经由引风机通向烟囱。

2.根据权利要求1所述的用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统，其特征在于，所述烟道为矩形管道，其一端与空气预热器出口烟道焊接相连，另一端与所述煤加系统的烟气流通设备法兰连接。

3.根据权利要求2所述的用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统，其特征在于，所述空气预热器出口烟道为倒圆锥型。

4.根据权利要求3所述的用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统，其特征在于，所述热煤气出口焊接于煤气管道上，通过煤气管道将热煤气通入燃烧器内部。

5.根据权利要求1所述的用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统，其特征在于，所述烟气出口通过法兰连接于烟气流通设备一端的烟气管道上，经由引风机通向烟囱。

6.根据权利要求1所述的用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统，其特征在于，所述热管上端通至煤气流通设备内顶部，热管的下端通至烟气流通设备内底部，所述热管中段外围设置密封板，将煤气流通设备和烟气流通设备隔开。

7.根据权利要求6所述的用于超高温超高压煤气锅炉的煤加系统，其特征在于，所述煤加系统至少包括一个热管。