專利名稱：強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 鍋爐設(shè)備余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通過強制循環(huán)實現(xiàn)降低 鍋爐排煙熱損失并充分利用余熱的空氣預(yù)熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鍋爐設(shè)備，如各類高壓、超高壓、亞臨界壓力鍋爐，其空預(yù)器后煙道的 排煙溫度較高，為了提高鍋爐熱效率通常將空預(yù)器作為煙道受熱面進行空氣與煙氣直接 熱交換。目前應(yīng)用較廣的產(chǎn)品主要有管式空氣預(yù)熱器和再生式空氣預(yù)熱器。從原鍋爐設(shè) 計工藝來說，傳統(tǒng)管式或再生式空氣預(yù)熱器為避免發(fā)生低溫腐蝕和堵灰，例如，酸露點 為80°C時，則排煙溫度要高于135°C (若進口風(fēng)溫20°C)。如需進一步降低鍋爐的排煙 溫度并保證空氣預(yù)熱器的管壁溫度不低于煙氣露點，采用傳統(tǒng)技術(shù)是無法做到。因此通 常在保證鍋爐安全運行時，排煙溫度需要設(shè)計得較高，因而造成鍋爐排煙熱損失。同時現(xiàn)有的空氣預(yù)熱器的進口風(fēng)溫隨著季節(jié)會發(fā)生改變，而排煙溫度也受到負 荷、燃燒等影響，當空氣預(yù)熱器的壁面溫度低于酸露點溫度時，空氣預(yù)熱器末端就會發(fā) 生低溫腐蝕而造成局部積灰、系統(tǒng)阻力增加、受熱面結(jié)垢等，從而影響鍋爐的熱效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)，該強制循環(huán)空 氣預(yù)熱系統(tǒng)可以避免降低空氣預(yù)熱器的排煙溫度時產(chǎn)生的低溫腐蝕，同時降低空氣預(yù)熱 的排煙溫度，提高煙氣余熱的利用效率。為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)，該強制循環(huán)空氣 預(yù)熱系統(tǒng)包括下段空氣預(yù)熱器，在該下段空氣預(yù)熱器內(nèi)設(shè)有數(shù)量相同的至少兩個煙道和 至少兩個風(fēng)道，每個煙道和風(fēng)道相互隔絕，煙氣與空氣不通過管壁進行直接換熱，且煙 道與風(fēng)道間隔相鄰，在該相鄰的煙道和風(fēng)道之間分別設(shè)有連通的下段換熱管，該下段換 熱管的進水端與出水端之間設(shè)有輸送裝置，該輸送裝置與電路控制器連接。優(yōu)選地，所述下段換熱管并聯(lián)分布。優(yōu)選地，在所述下段換熱管的出水端與輸送裝置之間設(shè)有可調(diào)節(jié)水壓力的膨脹 水箱和與輸送裝置連接并接受電路控制器控制的第一開關(guān)。優(yōu)選地，所述第一開關(guān)包括電動閥門或電磁閥門。優(yōu)選地，所述輸送裝置包括循環(huán)水泵。優(yōu)選地，所述強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)還包括與下段空氣預(yù)熱器連接的中段空氣 預(yù)熱器，其中該中段空氣預(yù)熱器上兩個風(fēng)道交叉設(shè)置。優(yōu)選地，所述強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)還包括與中段空氣預(yù)熱器連接的上段空氣 預(yù)熱器，該上段空氣預(yù)熱器設(shè)有與其內(nèi)的上段換熱管和水冷器連接的導(dǎo)管，該導(dǎo)管上設(shè) 有與所述電路控制器連接并控制導(dǎo)管凝結(jié)水流量的第二開關(guān)。
優(yōu)選地，所述可控開關(guān)包括電動閥門或電磁閥門。優(yōu)選地，所述上段換熱管的入口、出口水壓與引入、引出的回?zé)嵯到y(tǒng)的凝結(jié)水管道水壓相同。優(yōu)選地，所述下段空氣預(yù)熱器的至少兩個出口風(fēng)道高于所述至少兩個入口煙道。本發(fā)明強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)，在該下段空氣預(yù)熱器內(nèi)設(shè)有數(shù)量相同的至少兩 個煙道和至少兩個風(fēng)道，每個煙道和風(fēng)道相互隔絕，煙氣與空氣不通過管壁進行直接換 熱，且煙道與風(fēng)道間隔相鄰，在該相鄰的煙道和風(fēng)道之間分別設(shè)有連通的下段換熱管， 該下段換熱管的進水端與出水端之間設(shè)有輸送裝置，該輸送裝置與電路控制器連接。工 作時由位于煙道的下段換熱管內(nèi)的水吸收熱量，使水變成水蒸氣，該水蒸氣將熱量傳遞 至風(fēng)道內(nèi)的下段換熱管內(nèi)，該水蒸氣使與下段換熱管內(nèi)接觸的空氣溫度升高，同時在與 空氣接觸過程中使水蒸氣凝結(jié)成水流入聯(lián)箱內(nèi)，該水在所述輸送裝置輸送下進行強制循 環(huán)，實現(xiàn)連續(xù)換熱。由于強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)是通過介質(zhì)進行二次換熱，介質(zhì)在下段換熱管內(nèi)發(fā) 生相變，使下段換熱管的壁面溫度維持在水的相變溫度，在煙道內(nèi)通過調(diào)節(jié)下段換熱管 內(nèi)的壓力(即膨脹水箱壓力)使下段換熱管壁溫(水相變溫度)始終控制在煙氣酸露點溫 度之上，避免下段換熱管位于煙道內(nèi)的管道發(fā)生酸腐蝕，從而解決傳統(tǒng)空預(yù)器低溫腐蝕 的問題。當鍋爐的燃燒煤種發(fā)生變化時，酸露點溫度也會發(fā)生變化，通過膨脹水箱壓力 改變下段換熱管內(nèi)介質(zhì)的相變溫度，將下段換熱管的壁面溫度始終控制在酸露點溫度之 上，防止酸露腐蝕。同時由電路控制器控制可控開關(guān)大于來調(diào)節(jié)水冷器冷凝水流量，使 得水冷器后的煙溫發(fā)生變化，以改變下段空氣預(yù)熱器后的煙氣溫度，從而實現(xiàn)防止煙道 腐蝕和最大限度降低排煙溫度的目的。


圖1是本發(fā)明強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是沿A-A方向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。下面結(jié)合實施例，并參照附圖，對本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點作進一 步說明。
具體實施例方式如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明提供一種強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)實施例。該強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)包括下段空氣預(yù)熱器，在該下段空氣預(yù)熱器內(nèi)分別 設(shè)有數(shù)量相同的至少兩個煙道(煙氣通道)和至少兩個風(fēng)道(空氣通道)，即煙道的數(shù)量 與風(fēng)道的數(shù)量相同。每個煙道和風(fēng)道相互隔絕，煙氣與空氣不通過管壁進行直接換熱， 且煙道與風(fēng)道間隔相鄰，在該相鄰的煙道和風(fēng)道之間分別設(shè)有連通的下段換熱管，該下 段換熱管的進水端與出水端之間設(shè)有輸送裝置，如采用變頻調(diào)節(jié)的循環(huán)水泵，該輸送裝 置與電路控制器連接；所述下段換熱管可以是并聯(lián)分布。
在所述下段換熱管的出水端與輸送裝置之間設(shè)有可調(diào)節(jié)水壓力的膨脹水箱和與 輸送裝置連接并接受電路控制器控制的第一開關(guān)，該第一開關(guān)包括電動閥門或電磁閥 門。工作時，煙氣自上而下 通過所述下段空氣預(yù)熱器。由位于煙道的下段換熱管內(nèi) 的水吸收煙氣的熱量，使水變成水蒸氣，該水蒸氣將熱量傳遞至位于風(fēng)道的下段換熱管 內(nèi)，該水蒸氣使與下段換熱管外壁接觸的空氣溫度升高，同時在與空氣接觸過程中使下 段換熱管內(nèi)的水蒸氣凝結(jié)成水流入聯(lián)箱內(nèi)，該水在所述輸送裝置輸送下進行強制循環(huán)， 實現(xiàn)連續(xù)換熱。由于強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)是通過介質(zhì)進行二次換熱，介質(zhì)在下段換熱管內(nèi)發(fā) 生相變，使下段換熱管的壁面溫度維持在水的相變溫度，在煙道內(nèi)通過調(diào)節(jié)下段換熱管 內(nèi)的壓力(即膨脹水箱壓力)使下段換熱管壁溫(水相變溫度)始終控制在酸露點溫度之 上，避免下段換熱管位于煙道內(nèi)的管道發(fā)生酸腐蝕，從而解決傳統(tǒng)空預(yù)器低溫腐蝕的問 題。當鍋爐的燃燒煤種發(fā)生變化時，酸露點溫度也會發(fā)生變化，可以通過膨脹水箱 壓力改變下段換熱管內(nèi)介質(zhì)的相變溫度，將下段換熱管的壁面溫度始終控制在酸露點溫 度之上，防止酸露腐蝕。在上實施例中，所述上段換熱管內(nèi)的水源來自于汽輪機給水回?zé)嵯到y(tǒng)的凝結(jié) 水，水壓為引來凝結(jié)水的管道壓力，即所述上段換熱管的入口、出口水壓與引入、引出 的回?zé)嵯到y(tǒng)的凝結(jié)水管道水壓相同；所述下段空氣預(yù)熱器的至少兩個出口風(fēng)道高于所述 至少兩個入口煙道。如圖3所示，所述強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)還包括與下段空氣預(yù)熱器連接的中段 空氣預(yù)熱器，其中該中段空氣預(yù)熱器上兩個風(fēng)道交叉設(shè)置，可以使煙道內(nèi)的煙氣與風(fēng)道 外壁充分接觸，提高風(fēng)道內(nèi)的空氣與煙道內(nèi)煙氣的熱交換系數(shù)。在所述中段空氣預(yù)熱器上設(shè)有上段空氣預(yù)熱器，該上段空氣預(yù)熱器設(shè)有上段換 熱管，該上段換熱管與水冷器連接連通，該導(dǎo)管上設(shè)有與所述電路控制器連接并控制導(dǎo) 管凝結(jié)水流量的第二開關(guān)，該第二開關(guān)包括電動閥門或電磁閥門。為了更好說明本發(fā)明達到的技術(shù)效果，具體說明工作過程。所述水冷器為煙氣與凝結(jié)水的氣一水換熱裝置，結(jié)構(gòu)與省煤器類似，可以將 330-350°C左右的高溫?zé)煔饨档椭?50-270°C左右，高溫?zé)煔馀c低溫凝結(jié)水進行熱交換， 水冷源來自于給水回?zé)嵯到y(tǒng)的凝結(jié)水。根據(jù)需要可通過電路控制器控制第二開關(guān)調(diào)節(jié)水 冷器的進水流量，實現(xiàn)控制水冷器對煙氣的冷卻速率。中段空氣預(yù)熱器上的中段換熱管采用斜向布置，空氣在該斜向布置的中段換熱 管內(nèi)沿管向向上流動，煙氣在中段換熱管外向下流動沖刷換熱管。該中段空預(yù)器可以將 250-270°C的高溫?zé)煔饨档椭?60°C左右，同時將常溫空氣加熱至所需溫度水平，供給鍋 爐燃燒器進行燃燒。下段空氣預(yù)熱器可以采用四個通道，其中兩個通道為煙道，兩個通道為風(fēng)道， 每個煙道和風(fēng)道相互隔絕，煙氣與空氣不通過管壁進行直接換熱，且煙道與風(fēng)道間隔相 鄰。下段空氣預(yù)熱器上的下段換熱管采用并聯(lián)管排布置，根據(jù)情況下段換熱管也可采用 水平放置、可垂直或斜向放置，下段換熱管內(nèi)為水介質(zhì)進行汽水相變換熱。下段換熱管在煙道內(nèi)吸收煙氣熱量，使下段換熱管內(nèi)的水蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸氣，并將熱量傳遞到位于風(fēng) 道內(nèi)的下段換熱管，使風(fēng)道內(nèi)的空氣升溫，使得排煙溫度降至更低；同時使下段換熱管 內(nèi)的 水蒸氣凝結(jié)成水流入聯(lián)箱中進行下一循環(huán)。由與所述下段空氣預(yù)熱器連接膨脹水箱 控制下段換熱管內(nèi)水側(cè)壓力，由循環(huán)水泵強制推動汽水的往復(fù)循環(huán)，為循環(huán)提供動力并 進行補水。該系統(tǒng)中，通過電路控制器對其進行多方位調(diào)節(jié)，可以使空氣預(yù)熱器后的煙氣 溫度可以降至盡可能低的水平，達到降低排煙熱損失的目的。由于排煙溫度得到降低， 煙氣實際流量將隨之減小，所以煙氣沖刷空氣預(yù)熱器內(nèi)的換熱管的流速也相應(yīng)減小，換 熱管受煙氣中飛灰的磨損情況將會得到改善，防止結(jié)露堵灰。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利 用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他 相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其包括下段空氣預(yù)熱器，其特征在于在該下段空氣預(yù)熱器內(nèi)設(shè)有數(shù)量相同的至少兩個煙道和至少兩個風(fēng)道，每個煙道和 風(fēng)道相互隔絕，且煙道與風(fēng)道間隔相鄰，在該相鄰的煙道和風(fēng)道之間分別設(shè)有連通的下 段換熱管，該下段換熱管的進水端與出水端之間設(shè)有輸送裝置，該輸送裝置與電路控制 器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于 所述下段換熱管并聯(lián)分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于在所述下段換熱管的出水端與輸送裝置之間設(shè)有可調(diào)節(jié)水壓力的膨脹水箱和與輸送 裝置連接并接受電路控制器控制的第一開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于 所述第一開關(guān)包括電動閥門或電磁閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于 所述輸送裝置包括循環(huán)水泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于所述強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)還包括與下段空氣預(yù)熱器連接的中段空氣預(yù)熱器，其中 該中段空氣預(yù)熱器上兩個風(fēng)道交叉設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于所述強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)還包括與中段空氣預(yù)熱器連接的上段空氣預(yù)熱器，該上 段空氣預(yù)熱器設(shè)有與其內(nèi)的上段換熱管和水冷器連接的導(dǎo)管，該導(dǎo)管上設(shè)有與所述電路 控制器連接并控制導(dǎo)管凝結(jié)水流量的第二開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于 所述第二開關(guān)包括電動閥門或電磁閥門。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于所述上段換熱管的入口、出口水壓與引入、引出的回?zé)嵯到y(tǒng)的凝結(jié)水管道水壓相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于所述下段空氣預(yù)熱器的至少兩個出口風(fēng)道高于所述至少兩個入口煙道。
全文摘要
本發(fā)明公開一種強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)，在該下段空氣預(yù)熱器內(nèi)設(shè)有數(shù)量相同的至少兩個煙道和至少兩個風(fēng)道，每個煙道和風(fēng)道相互隔絕，且煙道與風(fēng)道間隔相鄰，在該相鄰的煙道和風(fēng)道之間分別設(shè)有連通的下段換熱管，該下段換熱管的進水端與出水端之間設(shè)有輸送裝置，該輸送裝置與電路控制器連接。由于強制循環(huán)空氣預(yù)熱系統(tǒng)是通過介質(zhì)進行二次換熱，介質(zhì)在下段換熱管內(nèi)發(fā)生相變，使下段換熱管的壁面溫度維持在水的相變溫度，在煙道內(nèi)通過調(diào)節(jié)下段換熱管內(nèi)的壓力使下段換熱管壁溫始終控制在煙氣酸露點溫度之上，避免下段換熱管位于煙道內(nèi)的管道發(fā)生酸腐蝕，從而解決空氣預(yù)熱器的排煙溫度降低時產(chǎn)生的低溫腐蝕問題。
文檔編號F23L15/00GK102012039SQ201010601629
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者馮友福, 劉禹卉, 孫淮林, 王曉鵬, 王炎, 翟松森 申請人:深圳中興節(jié)能環(huán)保股份有限公司