專利名稱：燃煤鍋爐熱一次風加熱系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及煤粉鍋爐的送風裝置，具體涉及一種燃煤鍋爐熱一次風加熱系統(tǒng)。
背景技術：
在火電機組燃煤鍋爐的制粉系統(tǒng)設置時，為了確保制粉系統(tǒng)的干燥出力，熱一次 風量和溫度通常都留有一定保險系數(shù)；同時，為了能夠控制磨煤機出口的風粉溫度(制粉 系統(tǒng)安全防爆的需要)，制粉系統(tǒng)均設計了冷一次風旁路裝置。當磨煤機出口風粉溫度偏高 時，則開大一次風冷風旁路的風門，增加冷一次風的流量，以降低磨煤機的入口風溫度，從 而達到控制磨煤機出口風粉溫度的目的。 隨著機組容量的增大，鍋爐一熱次風溫度通常能達到30(TC以上，不僅足以滿足制 粉系統(tǒng)干燥出力的需要，而且常常超出制粉系統(tǒng)干燥出力的需要，為此，必須通過冷一次風 的摻入來控制磨煤機出口風粉溫度，因而使制粉系統(tǒng)摻入的冷風量比例大大增加。目前， 600麗機組鍋爐的冷一次風量通常占到一次風總量的20%以上，甚至超過30%。從而使空 氣預熱器的換熱能力受到限制，經傳熱計算可得，由于摻冷風所引起的鍋爐排煙溫度升高 幅度在5-l(TC范圍內，使機組供電煤耗增加lg/kw. h以上。由此可見，制粉系統(tǒng)摻入大量冷 風對機組的經濟性影響是非常明顯的。 對于現(xiàn)有機組，在現(xiàn)有的送風設備狀況下，都無法明顯降低熱一次風的溫度，因而 也無法大幅度地降低冷一次風的風量。由此可見，在現(xiàn)有送風裝置下，制粉系統(tǒng)摻入大量的 冷風是以犧牲機組經濟性來保證制粉系統(tǒng)的安全的，是一種很無奈的做法。 由于種種原因，特別是大容量鍋爐空氣預熱器換熱能力足以使一次風攜帶的熱量 超出制粉系統(tǒng)干燥出力的需要，目前尚無法根據(jù)制粉系統(tǒng)的需要來設計合理的一次風量及 其溫度。也就是說，從設計方面，目前尚無法通過鍋爐燃燒系統(tǒng)、煙風系統(tǒng)以及制粉系統(tǒng)的 自身設計來解決大部分機組投運后鍋爐制粉系統(tǒng)摻入冷一次風量過大的問題。 制粉系統(tǒng)摻入大量冷風的原因是大容量機組鍋爐的熱一次風的溫度偏高(相對 于制粉系統(tǒng)的需要)，因此，只能通過降低熱一次風量、增加冷一次風量的方式來控制磨煤 機出口風粉溫度。由此可見，要解決燃煤鍋爐制粉系統(tǒng)摻冷一次風量過大的問題，最有效的 方法是在運行中能夠有效降低熱一次風的溫度。要做到這一點，同時既不影響空氣預熱器 的換熱效果，而又能保證合理的磨煤機出口風粉溫度，在現(xiàn)有的系統(tǒng)和設備上是無法解決 這一難題的。因此，必須對現(xiàn)有的系統(tǒng)和設備進行改進，在增加熱一次風量的前提下達到取 得降低熱一次風溫度的目的，這對降低鍋爐排煙溫度，提高燃煤鍋爐運行經濟性具有重大 的實際意義。

發(fā)明內容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種能夠使熱一次風在進 入制粉系統(tǒng)之前使其自身溫度得到有效降低，從而將摻入制粉系統(tǒng)的冷風(即直接進入爐膛的冷風)風量減少到5%以下，最終達到降低鍋爐排煙溫度，提高機組運行經濟性目的的 燃煤鍋爐熱一次風加熱系統(tǒng)。 為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是 本實用新型通過在原有熱一次風管道中設置熱一次風加熱器的方式來降低一次 風的溫度，熱一次風加熱器即可順流布置在熱一次風管道；也可逆流布置在熱一次風管道。 熱一次風加熱器的冷卻介質為來自汽輪機側凝結水系統(tǒng)(包括4個低壓加熱器及其連接管 道)的凝結水或給水系統(tǒng)(包括3個高壓加熱器及其連接管道)的給水。這樣，在流過空 氣預熱器的熱一次風量增加的情況下，通過冷卻介質吸熱的方式使進入制粉系統(tǒng)的熱一次 風溫度得到有效控制(正好滿足制粉系統(tǒng)的需要)，從而使摻入制粉系統(tǒng)的冷風風量減少 到5%以下；當入爐燃煤特性，且各臺磨煤機出力相同時，摻入的冷風量幾乎可控制到0(理 論上可達到冷風量為0)，最終達到降低鍋爐排煙溫度，提高機組運行經濟性的目的。

圖1為本實用新型實施例1有熱一次風機的、無暖風器、無熱風循環(huán)裝置的、新增 設了熱一次風加熱器后的送風裝置的示意圖； 圖2為本實用新型實施例2有熱一次風機的、帶暖風器的、無熱風循環(huán)裝置的、新 增設了熱一次風加熱器后的送風裝置的示意圖； 圖3為本實用新型實施例3有熱一次風機的、帶熱風循環(huán)裝置的、新增設了熱一次 風加熱器后的送風裝置的示意圖； 圖4為本實用新型實施例4有冷一次風機的、無暖風器、無熱風循環(huán)裝置的、新增 設了熱一次風加熱器后的送風裝置的示意圖； 圖5為本實用新型實施例5有冷一次風機的、帶暖風器的、無熱風循環(huán)裝置的、新 增設了熱一次風加熱器后的送風裝置的示意圖； 圖6為本實用新型實施例6有冷一次風機的、帶熱風循環(huán)裝置的、新增設了熱一次 風加熱器后的送風裝置的示意圖。 圖中標號分別表示1、送風機，2、空氣預熱器二次風進口風道，3、熱一次風機，4、 空氣預熱器一次風進口風道，5、暖風器，6、空氣預熱器；7、熱二次風管道，8、熱一次風管道， 9、熱一次加熱器，10、冷卻介質進口管道，11、調節(jié)閥，12、冷卻介質出口管道，13、熱風再循 環(huán)管道，14、熱風再循環(huán)管道的截止閥，15、熱風再循環(huán)管道的調節(jié)門，16、冷一次風機。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步詳細說明。 實施例1 :參見圖l，本實施例包括送風機1和空氣預熱器6，送風機1與空氣預熱 器6之間設置有空氣預熱器二次風進口風道2，空氣預熱器一次風進口風道4與空氣預熱器 二次風進口風道2相連通，且在空氣預熱器一次風進口風道4的入口安裝有熱一次風機3， 空氣預熱器6的出口分別安裝有熱二次風管道7和熱一次風管道8。 本實施例在原有的熱一次風管道8中新增設了熱一次風加熱器9，該熱一次風加 熱器9為通用的氣水熱交換器，熱一次風加熱器9上開設有冷卻介質進口管道(10)和冷卻 介質出口管道(12)，在冷卻介質進口管道10上安裝有調節(jié)冷卻介質流量的調節(jié)閥11。以
4便在需要時調節(jié)流經熱一次風加熱器9的冷卻介質流量(包括0流量在內)。從而使機組 燃煤鍋爐在運行時可根據(jù)實際需要調節(jié)熱一次風加熱器9的冷卻介質流量，在滿足制粉干 燥出力和鍋爐安全運行需要的前提下，將制粉系統(tǒng)摻入的冷一次風量降低到5%以下，甚至 為O，盡可能地降低鍋爐排煙溫度。 實施例2 :參見圖2，本實施例在空氣預熱器二次風進口風道2和空氣預熱器一次 風進口風道4上還設置有暖風器5。其它連接關系同實施例l。 實施例3 :參見圖3，本實施例在熱二次風管道7上還設置有與送風機1相連的熱 風再循環(huán)管道13，且在熱風再循環(huán)管道13上還設置有熱風再循環(huán)管道截止閥14和熱風再 循環(huán)管道調節(jié)風門15。其它連接關系同實施例l。 實施例4 :參見圖4，本實施例中空氣預熱器一次風進口風道4延伸到空氣預熱器 二次風進口風道2夕卜，且在空氣預熱器一次風進口風道4的入口安裝有冷一次風機16。其 它連接關系同實施例1。 實施例5 :參見圖5，本實施例中在空氣預熱器二次風進口風道2和空氣預熱器一 次風進口風道4上還設置有暖風器5。其它連接關系同實施例4。 實施例6 :參見圖6，本實施例中熱二次風管道7上還設置有與送風機1相連的熱 風再循環(huán)管道13，且在熱風再循環(huán)管道13上還設置有熱風再循環(huán)管道截止閥14和熱風再 循環(huán)管道調節(jié)風門15。其它連接關系同實施例4。 本實用新型通過在原有的送風系統(tǒng)中的熱一次風管道中增設了熱一次風加熱器， 在流過空氣預熱器的熱一次風量增加的情況下，通過對熱一次風加熱器冷卻介質流量的調 節(jié)來控制進入制粉系統(tǒng)前的熱一次風溫度，進而控制磨煤機出口的風粉溫度，從而將進入 制粉系統(tǒng)的冷一次風量控制在5%以下，甚至到0。進而使空氣預熱器換熱效果增強，使鍋 爐排煙溫度降低。這表明在原熱一次風管道中增設熱一次風加熱器及其系統(tǒng)在理論上是 可行的。其實質則是通過熱一次風加熱器及其系統(tǒng)來降低熱一次風的溫度，進而降低摻入 制粉系統(tǒng)的冷一次風量，達到降低排煙溫度的目的。 在采用三分式空氣預熱器的鍋爐實際送風系統(tǒng)中，一次風的溫度通常高于30(TC， 從汽輪機側引入的冷卻介質溫度可以控制6(TC到20(TC，其與熱一次風形成IO(TC到250°C 的傳熱溫差；傳熱效果比較高，因此換熱器的面積比較小，因而阻力比較??；其次，由于空 氣中灰塵少，不會形成換熱器受熱面的沾污等；第三，不存在煙氣管道中的低溫腐蝕問題， 換熱器不需要做預防低溫腐蝕的處理；第四，熱一次風加熱器及其系統(tǒng)在一次風系統(tǒng)形成 的阻力可通過提高一次風機的壓力來克服，系統(tǒng)無須增加動力設備；第五，熱一次風加熱 器的進出口可以在汽輪機側凝結水系統(tǒng)低壓加熱器及其管道或給水系統(tǒng)的高壓加熱器及 其連接管道之間選擇合適的點，利用系統(tǒng)的自身壓降來克服熱一次風加熱器冷卻介質的阻 力，因此，也無需增加動力設備，只需設置流量調節(jié)閥門來調節(jié)冷卻介質流量即可。這表明 現(xiàn)有熱一次風管道中增設熱一次風加熱器及其系統(tǒng)在實際中是可行的，且非常簡單，易于 實施。 采用熱一次風加熱器及其系統(tǒng)后，通過空氣預熱器的熱一次風量可以大大增加， 而冷一次風量則隨之大大減少。由于冷一次風的阻力(節(jié)流作用)與空氣預熱器的阻力相 當，因此，原系統(tǒng)阻力的增加基本不變化，系統(tǒng)所增加的阻力僅有熱一次風加熱器自身的阻 力。由于熱一次風與冷卻介質的傳熱溫差比較大，受熱面比較小，系統(tǒng)阻力增加有限。[0028] 制粉系統(tǒng)的干燥出力是隨煤種、季節(jié)和氣候而變化的，采用本實用新型后，制粉系 統(tǒng)干燥出力的保險系數(shù)可以更放大些，這樣可以有效解決部分機組投運后制粉系統(tǒng)干燥出 力不足的問題；在運行中，則可通過熱一次風加熱器及其系統(tǒng)來減少摻入(甚至不摻入)制 粉系統(tǒng)的冷風，這樣可使制粉系統(tǒng)的設計及運行調節(jié)都游刃有余。 鍋爐排煙溫度也是隨煤種、季節(jié)和晝夜、以及機組負荷而變化的，采用本實用新 型后，機組在夜間低負荷運行時，如果鍋爐排煙溫度低于預防低溫腐蝕與堵灰要求的最低 溫度，則可以通過減少流過熱一次風加熱器及其系統(tǒng)的冷卻介質流量來控制鍋爐的排煙溫 度；反之，則可通過增加流過加熱器及其系統(tǒng)的冷卻介質流量來降低鍋爐排煙溫度。由此可 見，熱一次風加熱器及其系統(tǒng)的冷卻介質流量調整在一定程度上能夠起到(在一定條件下 甚至可替代之)暖風器和熱風循環(huán)裝置的作用。這樣，可以通過加熱器及其系統(tǒng)的冷卻介 質流量來根據(jù)機組的運行情況隨時調節(jié)鍋爐排煙溫度，在保證鍋爐安全運行(不發(fā)生低溫 腐蝕和堵灰現(xiàn)象)的條件下，最大限度地降低鍋爐排煙溫度。 本實用新型適應于各種容量的各種燃燒方式的采用各種送風裝置的采用三分倉
式空氣預熱器的燃煤鍋爐，其前提條件是制粉系統(tǒng)摻有冷風。對已投運鍋爐，很容易實施改
造，且不增加任何動力設備；對于新建機組鍋爐，采用本實用新型，可使制粉系統(tǒng)的設計更
為可靠，達到確保滿足制粉系統(tǒng)干燥出力而不影響鍋爐排煙溫度的目的。 與現(xiàn)有設備的送風裝置相比，本實用新型暨實用新型帶來的技術效果是 1、可將制粉系統(tǒng)摻入的冷一次風量降低到5%以下，使助燃空氣更多地通過空氣
預熱器加熱后進入爐膛，從而達到明顯降低鍋爐排煙溫度的目的，提高鍋爐熱效率與機組
經濟性。 2、對于新建和現(xiàn)役機組鍋爐，通過熱一次風加熱器及其系統(tǒng)的冷卻介質流量的調 節(jié)可改變制粉系統(tǒng)干燥風的風量和風溫，從而提高制粉系統(tǒng)對燃煤水分變化的適應范圍。 3、本實用新型可通過熱一次風加熱器及其系統(tǒng)的冷卻介質流量的調節(jié)控制鍋爐 排煙溫度，在一定的程度上起到暖風器或熱風循環(huán)裝置的調節(jié)作用。對機組夜間低負荷的 安全運行以及高負荷運行時的經濟性控制特別有利。 4、適應于各種容量的各種燃燒方式的采用各種送風裝置的采用三分倉式空氣預 熱器的現(xiàn)役和新建燃煤鍋爐，其前提條件是制粉系統(tǒng)摻有冷風，對大容量機組更為適應。 本實用新型的加熱器即可順流布置在熱一次風管道，也可逆流布置在熱一次風管 道，布置非常容易，系統(tǒng)非常簡單，非常容易實施，且原風道外型不需作任何改動；不需要增 加動力設備，也不需要改造一次風機，非常便于實施。
權利要求一種燃煤鍋爐熱一次風加熱系統(tǒng)，包括送風機(1)和空氣預熱器(6)，送風機(1)與空氣預熱器(6)通過空氣預熱器二次風進口風道(2)相連通，一次風空氣預熱器(6)還與空氣預熱器一次風進口風道(4)相連通，空氣預熱器(6)的出口分別安裝有熱二次風管道(7)和熱一次風管道(8)，其特征在于所說的熱一次風管道(8)中設置有熱一次風加熱器(9)及與熱一次風加熱器(9)相連通的冷卻介質進口管道(10)和冷卻介質出口管道(12)，在冷卻介質進口管道(10)上安裝有調節(jié)冷卻介質流量的調節(jié)閥(11)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的燃煤鍋爐熱一次風加熱系統(tǒng)，其特征在于所說的空氣預熱 器一次風進口風道(4)與空氣預熱器二次風進口風道(2)相連通，且在空氣預熱器一次風 進口風道(4)的入口安裝有熱一次風機(3)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的燃煤鍋爐的熱一次風加熱系統(tǒng)，其特征在于所說的空氣預 熱器二次風進口風道(2)和空氣預熱器一次風進口風道(4)上還設置有暖風器(5)。
4. 根據(jù)權利要求2所述的燃煤鍋爐熱一次風加熱系統(tǒng)，其特征在于所說的熱二次風 管道(7)上還設置有與送風機(1)相連的熱風再循環(huán)管道(13)，且在熱風再循環(huán)管道(13) 上還設置有熱風再循環(huán)管道截止閥(14)和熱風再循環(huán)管道調節(jié)風門(15)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的燃煤鍋爐熱一次風加熱系統(tǒng)，其特征在于所說的空氣預熱 器一次風進口風道(4)的入口安裝有冷一次風機(16)。
6. 根據(jù)權利要求5所述的燃煤鍋爐熱一次風加熱系統(tǒng)，其特征在于所說的空氣預熱 器二次風進口風道(2)和空氣預熱器一次風進口風道(4)上還設置有暖風器(5)。
7. 根據(jù)權利要求5所述的燃煤鍋爐熱一次風加熱系統(tǒng)，其特征在于所說的熱二次風 管道(7)上還設置有與送風機(1)相連的熱風再循環(huán)管道(13)，且在熱風再循環(huán)管道(13) 上還設置有熱風再循環(huán)管道截止閥(14)和熱風再循環(huán)管道調節(jié)風門(15)。
8. 根據(jù)權利要求1所述的燃煤鍋爐熱一次風加熱系統(tǒng)，其特征在于所說的熱一次風 的冷卻介質是來自汽輪機側的4個低壓加熱器及其連接管道的凝結水或來自汽輪機側的3 個高壓加熱器及其連接管道的給水。
專利摘要一種燃煤鍋爐熱一次風加熱系統(tǒng)，在鍋爐的原有送風系統(tǒng)的熱一次風管道中設置熱一次風加熱器，熱一次風加熱器上還連通有冷卻介質進口管道和冷卻介質出口管道，其加熱熱源為熱一次風，通過改變熱一次風加熱器冷卻介質流量的調節(jié)手段來控制加熱器后的熱一次風的溫度，從而將熱一次風溫度降低到接近制粉系統(tǒng)所需要的溫度，將制粉系統(tǒng)摻入的冷一次風量減少5％以下，甚至到0，使原來摻入制粉系統(tǒng)的冷一次風通過空氣預熱器變成熱一次風，增加空氣預熱器的換熱效果，達到降低鍋爐排煙溫度的目的。
文檔編號F23L1/00GK201547806SQ20092024566
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權日2009年12月9日
發(fā)明者王春昌 申請人:西安熱工研究院有限公司