CN218379474U - 一种一次风加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及火力发电技术领域，具体涉及一种一次风加热系统。一次风加热系统包括空气预热器、锅炉和换热器，锅炉的尾部设置有锅炉尾部烟道，换热器包括相互换热的第一流体通道和第二流体通道。其中，空气预热器的进口端适于通过一次风冷风道与一次风机连通；空气预热器的出口端分别连接有一次风原风道和一次风旁路风道，一次风原风道适于与磨煤机直接连通，一次风旁路风道适于通过第一流体通道与磨煤机连通；锅炉尾部烟道通过导烟通道与第二流体通道的进口端连通，第二流体通道的出口端连接有第一出烟道。应用以上一次风加热系统时，可以通过高温烟气对一次风进一步加热，无需使用蒸汽热源，可以有效降低运行成本，经济性更好。

Description

一种一次风加热系统

技术领域

本实用新型涉及火力发电技术领域，具体涉及一种一次风加热系统。

背景技术

准东煤是一种得到大规模燃用的高钠煤，其具有高水分、低灰、低硫、较高挥发分和中高热值等特征，易着火、易燃尽，属于良好的动力用煤。但是，由于准东煤含有较高的水分，所以在掺烧较多的准东煤时，常会出现磨煤机干燥出力不足的问题，导致煤粉细度不能满足要求，燃烧不充分，锅炉效率降低。同时研究表明，煤粉变大后，灰颗粒对准东煤中钠蒸气的捕着能力减弱，会导致水冷壁结焦严重，直接影响锅炉的安全和稳定运行。

针对以上问题，现有的火电厂通常会采用蒸汽加热的方式提高一次风的温度，再利用加热后的一次风干燥准东煤，以保证磨煤机的干燥出力和煤粉细度，并降低锅炉水冷壁结焦的风险。然而，采用这种方法会消耗较多蒸汽，运行成本较高，经济性较差。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的火电厂在通过一次风干燥煤粉时需消耗较多蒸汽的缺陷，从而提供一种一次风加热系统。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种一次风加热系统，其包括空气预热器、锅炉和换热器，锅炉的尾部设置有锅炉尾部烟道，换热器包括相互换热的第一流体通道和第二流体通道；

其中，空气预热器的进口端适于通过一次风冷风道与一次风机连通；空气预热器的出口端分别连接有一次风原风道和一次风旁路风道，一次风原风道适于与磨煤机直接连通，一次风旁路风道适于通过第一流体通道与磨煤机连通；锅炉尾部烟道通过导烟通道与第二流体通道的进口端连通，第二流体通道的出口端连接有第一出烟道。

可选地，一次风原风道上设置有第一通断件，第一通断件用于控制一次风原风道的通断；一次风旁路风道上设置有第二通断件，第二通断件用于控制一次风旁路风道的通断；导烟通道上设置有第三通断件，第三通断件用于控制导烟通道的通断。

可选地，第一通断件、第二通断件和第三通断件均设置为调节挡板门。

可选地，一次风加热系统还包括：第一测温件，设置在第一流体通道的进口端；第二测温件，设置在第一流体通道的出口端。

可选地，一次风加热系统还包括：第三测温件，设置在第二流体通道的进口端；第四测温件，设置在第二流体通道的出口端。

可选地，第一出烟道适于与脱硝反应器连通。

可选地，一次风加热系统还包括省煤器，省煤器的进口端与锅炉尾部烟道连通，省煤器的出口端连接有第二出烟道。

可选地，第二出烟道适于与脱硝反应器连通。

可选地，第二出烟道上设置有第四通断件，第四通断件用于控制第二出烟道的通断。

可选地，第四通断件设置为调节挡板门。

本实用新型具有以下优点：

1、一次风加热系统主要包括空气预热器、锅炉和换热器。通过空气预热器可以加热一次风，之后，若需要干燥的煤粉量较少，可以使一次风经一次风原风道直接进入磨煤机，满足磨煤机的干燥出力需求；若需要干燥的煤粉量较多，则可使一次风经一次风旁路风道进入第一流体通道，并使锅炉中的高温烟气经锅炉尾部烟道进入第二流体通道，通过换热器使一次风与高温烟气换热，进一步提高一次风的温度，满足磨煤机的干燥出力需求。使用该一次风加热系统时，无需使用蒸汽热源，可以有效降低运行成本，经济性更好。

2、一次风加热系统还包括省煤器，省煤器的进口端与锅炉尾部烟道连通，省煤器的出口端连接有第二出烟道。锅炉中的高温烟气流过锅炉尾部烟道后，一部分烟气能够流入省煤器并被省煤器降温，再由第二出烟道流出；一部分烟气会经导烟通道流入换热器，对一次风加热，再由第一出烟道流出。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例提供的一次风加热系统的整体结构示意图。

附图标记说明：

1、空气预热器；2、锅炉；21、锅炉尾部烟道；3、换热器；4、一次风冷风道；5、一次风原风道；51、第一通断件；6、一次风旁路风道；61、第二通断件；7、导烟通道；71、第三通断件；8、第一出烟道；9、省煤器；10、第二出烟道；101、第四通断件；11、第一测温件；12、第二测温件；13、第三测温件；14、第四测温件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

现有技术中，一次风的初始温度约为300℃，如果将一次风加热到330℃，至少需要330℃的蒸汽，但330℃的蒸汽所对应的饱和压力为13.37MPa。当蒸汽达到饱和压力时，可以充分利用蒸汽的汽化潜热。在现有的火电厂很难找到如此高压的蒸汽，即使采用也会导致成本较高。因此，现有的火电厂多采用350℃的低压蒸汽，这样就导致不能充分利用蒸汽的汽化潜热，蒸汽用量极大，经济性较差。

为降低火电厂的运行成本，提高经济性，本实施例提供了一种一次风加热系统。如图1所示，该一次风加热系统主要包括空气预热器1、锅炉2和换热器3。其中，在锅炉2的尾部设置有锅炉尾部烟道21，换热器3包括相互换热的第一流体通道和第二流体通道。

本实施例中，空气预热器1的进口端适于通过一次风冷风道4与一次风机连通。空气预热器1的出口端连接有两条风道，分别为一次风原风道5和一次风旁路风道6。其中，一次风原风道5适于与磨煤机(图中未示出)直接连通，一次风旁路风道6适于通过第一流体通道与磨煤机连通。锅炉尾部烟道21通过导烟通道7与第二流体通道的进口端连通，第二流体通道的出口端连接有第一出烟道8。

按以上设置，在一次风机运行生成一次风后，一次风能够经一次风冷风道4进入空气预热器1，进而被空气预热器1加热。之后，若需要干燥的煤粉量较少，可以使加热后的一次风经一次风原风道5直接进入磨煤机，以满足磨煤机的干燥出力需求；若需要干燥的煤粉量较多，则可使已被空气预热器1加热的一次风经一次风旁路风道6进入第一流体通道，并使锅炉2中的高温烟气经锅炉尾部烟道21进入第二流体通道，通过换热器3使一次风与高温烟气换热，进一步提高一次风的温度，满足磨煤机的干燥出力需求。

可见，使用上述一次风加热系统时，通过空气预热器1、锅炉2和换热器3之间的配合即可获得能够满足干燥需求的一次风，无需使用蒸汽热源，可以有效降低运行成本，经济性更好。

如图1所示，该一次风加热系统还包括省煤器9，省煤器9的进口端与锅炉尾部烟道21连通，省煤器9的出口端连接有第二出烟道10。本实施例中，第一出烟道8和第二出烟道10均适于与脱硝反应器(图中未示出)连通。

当高温烟气流过锅炉尾部烟道21后，大部分烟气能够流入省煤器9并被省煤器9降温，再经第二出烟道10流出，最后进入脱硝反应器；少部分烟气会经导烟通道7流入换热器3，对一次风加热，再经第一出烟道8流出与由第二出烟道10流出的烟气汇合，最后进入脱硝反应器。

结合实际参数而言，一次风加热系统的主要运行过程如下：

进入锅炉尾部烟道21的烟气温度大约有600℃，大部分烟气经省煤器9后温度降低到约370℃，之后进入脱硝反应器；少部分烟气经导烟通道7进入换热器3与一次风换热，烟气换热后温度降低到约370℃，之后再进入脱硝反应器；

一次风经空气预热器1加热后，温度升高至约300℃，当锅炉2负荷较低时，锅炉2需要的煤粉量较少，300℃左右的一次风能够满足磨煤机的干燥出力要求，一次风直接经一次风原风道5进入磨煤机；当锅炉2负荷较高时，锅炉2需要的煤粉量较多，需要使由空气预热器1流出的一次风流入换热器3，使一次风与烟气换热，一次风换热后温度升高到约330℃，之后再进入到磨煤机，从而提高磨煤机的干燥出力。

下面，对该一次风加热系统中的其它设置作进一步介绍。

如图1所示，在一次风原风道5上设置有第一通断件51，第一通断件51用于控制一次风原风道5的通断；在一次风旁路风道6上设置有第二通断件61，第二通断件61用于控制一次风旁路风道6的通断；在导烟通道7上设置有第三通断件71，第三通断件71用于控制导烟通道7的通断。

按此，通过第一通断件51控制一次风原风道5导通，通过第二通断件61控制一次风旁路风道6断开，通过第三通断件71控制导烟通道7断开，可使由空气预热器1流出的一次风仅经一次风原风道5进入磨煤机；反之，通过第一通断件51控制一次风原风道5断开，通过第二通断件61控制一次风旁路风道6导通，通过第三通断件71控制导烟通道7导通，可使由空气预热器1流出的一次风仅经一次风旁路风道6进入磨煤机。

进一步地，在第二出烟道10上设置有第四通断件101，第四通断件101用于控制第二出烟道10的通断，进而间接控制进入导烟通道7的烟气量，满足一次风加热所需要的烟气供给。

优选地，第一通断件51、第二通断件61、第三通断件71和第四通断件101均设置为调节挡板门，其结构简单、成本低，且开度可调节，适应性更好。

本实施例中，在一次风加热系统中还设置有第一测温件11和第二测温件12。其中，第一测温件11设置在第一流体通道的进口端，第二测温件12设置在第一流体通道的出口端。按此，通过第一测温件11可以测出流入换热器3之前的一次风的温度，通过第二测温件12可以测出流出换热器3的一次风温度，以便于对一次风的流通进行控制。

进一步地，在一次风加热系统中还设置有第三测温件13和第四测温件14。其中，第三测温件13设置在所述第二流体通道的进口端，第四测温件14设置在第二流体通道的出口端。按此，通过第三测温件13可以测出流入换热器3之前的烟气的温度，通过第四测温件14可以测出流出换热器3的烟气的温度，以便于对烟气的流通进行控制。

可选地，第一测温件11、第二测温件12、第三测温件13和第四测温件14均可设置为热电偶。

本实施例中，为提高能量利用率，对于一次风加热系统整体，设置控制策略如下：

(1)当锅炉2以低负荷(低于50％BMCR)运行时，锅炉2需要的煤粉量较少，由空气预热器1流出的一次风可直接进入磨煤机，无需进行再加热。此时，需要开启第一通断件51、关闭第二通断件61、关闭第三通断件71。

(2)当锅炉2以较高负荷(高于50％BMCR-75％BMCR)运行时，锅炉2需要的煤粉量增加，磨煤机的干燥出力不能满足运行要求，需要对由空气预热器1流出的一次风进一步加热，将一次风温度提高到约320℃。此时，需要减小第一通断件51的开度、开启第二通断件61(开度较小)、开启第三通断件71(开度较小)。

(3)当锅炉2以高负荷(高于75％BMCR)运行时，锅炉2需要的煤粉量进一步增加，磨煤机的干燥出力不能满足运行要求，需要将一次风温度进一步提高到约330℃。此时，需要进一步减小第一通断件51的开度、增大第二通断件61的开度、增大第三通断件71的开度。

(4)对于以上各工况，如果经换热器3加热后的一次风温度仍不能满足要求，可将第四通断件101的开度减小，以保证导烟通道7的烟气流量，进而保证换热器3的换热量，最终使一次风温度满足要求。

综上，本实施例提供了一种一次风加热系统，其能够通过高温烟气对一次风进一步加热，满足磨煤机的干燥出力要求，无需使用蒸汽热源，操作简单，运行可靠，可有效降低运行成本。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种一次风加热系统，其特征在于，包括空气预热器(1)、锅炉(2)和换热器(3)，所述锅炉(2)的尾部设置有锅炉尾部烟道(21)，所述换热器(3)包括相互换热的第一流体通道和第二流体通道；

其中，所述空气预热器(1)的进口端适于通过一次风冷风道(4)与一次风机连通；所述空气预热器(1)的出口端分别连接有一次风原风道(5)和一次风旁路风道(6)，所述一次风原风道(5)适于与磨煤机直接连通，所述一次风旁路风道(6)适于通过所述第一流体通道与磨煤机连通；所述锅炉尾部烟道(21)通过导烟通道(7)与所述第二流体通道的进口端连通，所述第二流体通道的出口端连接有第一出烟道(8)。

2.根据权利要求1所述的一次风加热系统，其特征在于，所述一次风原风道(5)上设置有第一通断件(51)，所述第一通断件(51)用于控制所述一次风原风道(5)的通断；

所述一次风旁路风道(6)上设置有第二通断件(61)，所述第二通断件(61)用于控制所述一次风旁路风道(6)的通断；

所述导烟通道(7)上设置有第三通断件(71)，所述第三通断件(71)用于控制所述导烟通道(7)的通断。

3.根据权利要求2所述的一次风加热系统，其特征在于，所述第一通断件(51)、所述第二通断件(61)和所述第三通断件(71)均设置为调节挡板门。

4.根据权利要求2所述的一次风加热系统，其特征在于，所述一次风加热系统还包括：

第一测温件(11)，设置在所述第一流体通道的进口端；

第二测温件(12)，设置在所述第一流体通道的出口端。

5.根据权利要求4所述的一次风加热系统，其特征在于，所述一次风加热系统还包括：

第三测温件(13)，设置在所述第二流体通道的进口端；

第四测温件(14)，设置在所述第二流体通道的出口端。

6.根据权利要求1所述的一次风加热系统，其特征在于，所述第一出烟道(8)适于与脱硝反应器连通。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一次风加热系统，其特征在于，所述一次风加热系统还包括省煤器(9)，所述省煤器(9)的进口端与所述锅炉尾部烟道(21)连通，所述省煤器(9)的出口端连接有第二出烟道(10)。

8.根据权利要求7所述的一次风加热系统，其特征在于，所述第二出烟道(10)适于与脱硝反应器连通。

9.根据权利要求7所述的一次风加热系统，其特征在于，所述第二出烟道(10)上设置有第四通断件(101)，所述第四通断件(101)用于控制所述第二出烟道(10)的通断。

10.根据权利要求9所述的一次风加热系统，其特征在于，所述第四通断件(101)设置为调节挡板门。

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