本發(fā)明屬于鍋爐煙氣和生產(chǎn)工藝尾氣的熱回收利用等領(lǐng)域，特別針對(duì)鍋爐的空氣預(yù)熱技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種空氣預(yù)熱和煙氣余熱利用系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：
傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器始終存在設(shè)備投資、受熱面安全、系統(tǒng)正常運(yùn)行與熱效率的耦合問題。增加換熱面的投資，將更多煙氣熱量傳遞給空氣可以提高系統(tǒng)熱效率，但降低了排煙溫度更易使換熱面發(fā)生低溫腐蝕，同時(shí)造成嚴(yán)重堵灰，又降低了傳熱效率。反之，如果提高排煙溫度，雖然可以減輕低溫腐蝕和堵灰的危害，但系統(tǒng)熱效率降低。在不改變鍋爐及熱力系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)下，進(jìn)行傳統(tǒng)空預(yù)器設(shè)計(jì)會(huì)存在很大的局限。另一方面，空預(yù)出口空氣溫度的設(shè)計(jì)需滿足燃燒系統(tǒng)的需要，對(duì)于燃用低揮發(fā)份煤和劣質(zhì)煤的鍋爐燃燒系統(tǒng)往往需要較高的熱空氣溫度。這時(shí)設(shè)計(jì)的排煙溫度往往高于煙氣酸露點(diǎn)很多，造成很大的熱損失。單純改造空氣預(yù)熱器，增加換熱面，并不能保障最佳經(jīng)濟(jì)性。傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器均根據(jù)設(shè)計(jì)工況采用固定的設(shè)計(jì)參數(shù)，換熱設(shè)備的換熱能力不可調(diào)節(jié)。因而，該設(shè)計(jì)或者使實(shí)際鍋爐排煙溫度過高，造成熱損失很大，或者使實(shí)際排煙溫度過低造成空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕和堵灰。另外，現(xiàn)有的余熱回收技術(shù)在設(shè)計(jì)回收余熱的系統(tǒng)時(shí)，由于余熱回收裝置調(diào)節(jié)能力的限制，或者回收的熱量不一定都能得到最佳利用，或者回收熱量的設(shè)備容量不足。暖風(fēng)器的設(shè)計(jì)主要滿足冬季加熱空預(yù)入口空氣需要，而且也有較好的回?zé)峤?jīng)濟(jì)性。現(xiàn)有暖風(fēng)器可以作為一種煙氣排煙溫度的調(diào)節(jié)手段，但其投停控制和調(diào)節(jié)能力不能適應(yīng)不同氣候和機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)環(huán)境溫度和煙氣溫度的頻繁大幅變動(dòng)。隨著節(jié)能減排的要求提高，目前鍋爐普遍采用SCR煙氣脫硝系統(tǒng)，且空氣預(yù)熱器后排煙溫度設(shè)計(jì)值變得更低。但鍋爐采用的SCR脫硝系統(tǒng)會(huì)提高煙氣酸露點(diǎn)，且脫硝后煙氣中的硫酸氫氨(NH4)HSO4，會(huì)加劇空氣預(yù)熱器冷端的粘結(jié)性堵灰。提高空氣預(yù)熱器的進(jìn)口風(fēng)溫有利于減輕空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕和堵灰，但提高風(fēng)溫也會(huì)增加空氣預(yù)熱器后的排煙溫度，增大排煙損失。目前空氣預(yù)熱器后煙道普遍采用低溫省煤器技術(shù)進(jìn)行煙氣余熱的回收，但該技術(shù)不能解決提高空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫與降低空氣預(yù)熱器后煙溫的矛盾。另外，由于存在設(shè)計(jì)偏差，以及避免空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕和堵灰，目前鍋爐排煙溫度的設(shè)計(jì)普遍保守，很多系統(tǒng)通過后部增設(shè)低溫省煤器來糾正設(shè)計(jì)偏差，降低排煙損失。但低溫省煤器的方案實(shí)際上沒有實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用，將可以回到鍋爐的低品質(zhì)熱能用于排擠汽機(jī)抽汽，去做低參數(shù)的朗肯循環(huán)，降低了系統(tǒng)的循環(huán)熱效率和經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)已有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明開發(fā)了一種新型的空氣預(yù)熱和煙氣余熱利用系統(tǒng)，可根據(jù)運(yùn)行條件的改變自動(dòng)調(diào)節(jié)排煙換熱，實(shí)現(xiàn)在確保受熱面安全和系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下，保障熱力循環(huán)效率和系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的最大化。本發(fā)明的空氣預(yù)熱及煙氣余熱利用系統(tǒng)，包括：煙氣通道17、空氣通道20、空氣預(yù)熱器9、凝結(jié)水煙道換熱器8和凝結(jié)水空氣通道換熱器19，其中，還包括：凝結(jié)水來水總管15、凝結(jié)水回水總管12；所述煙氣通道17和空氣通道20均與空氣預(yù)熱器9相連；所述凝結(jié)水煙道換熱器8沿?zé)煔饬飨虿贾迷诳諝忸A(yù)熱器9后的煙氣通道17上；所述凝結(jié)水空氣通道換熱器19沿空氣流向布置在空氣預(yù)熱器9前的空氣通道20上；所述凝結(jié)水空氣通道換熱器19的凝結(jié)水的入口與凝結(jié)水來水總管15連接；所述凝結(jié)水煙道換熱器8的出口與凝結(jié)水回水總管12連接；所述凝結(jié)水空氣通道換熱器19的凝結(jié)水的出口和凝結(jié)水煙道換熱器8的入口分別與凝結(jié)水煙風(fēng)道換熱器連接管6的兩端連接；所述凝結(jié)水來水總管15與凝結(jié)水煙風(fēng)道換熱器連接管6之間，通過空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路管連接，所述空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路管上設(shè)置有空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)閥10。根據(jù)本發(fā)明的空氣預(yù)熱及煙氣余熱利用系統(tǒng)，作為優(yōu)選地，所述煙氣通道(17)上在凝結(jié)水煙道換熱器(8)的出口管路上設(shè)置有煙道換熱器出口煙氣溫度傳感器(16)；所述凝結(jié)水來水總管(15)上在與空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路管連接點(diǎn)之后設(shè)置有凝結(jié)水空氣通道換熱器進(jìn)水調(diào)節(jié)閥(18)。根據(jù)本發(fā)明的空氣預(yù)熱及煙氣余熱利用系統(tǒng)，作為優(yōu)選地，在所述凝結(jié)水煙風(fēng)道換熱器連接管6上，與空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路管的連接點(diǎn)與凝結(jié)水煙道換熱器8之間設(shè)置有凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫傳感器7；所述凝結(jié)水回水總管12與凝結(jié)水煙風(fēng)道換熱器連接管6之間通過煙道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)管連接；所述煙道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)管的一端連接在凝結(jié)水煙風(fēng)道換熱器連接管6上凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫傳感器7前的任意位置；煙道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)管上沿凝結(jié)水流向依次設(shè)置有煙道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)泵13和煙道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥11。根據(jù)本發(fā)明的空氣預(yù)熱及煙氣余熱利用系統(tǒng)，作為優(yōu)選地，所述空氣通道20上在空氣預(yù)熱器9和凝結(jié)水空氣通道換熱器19之間設(shè)置有空氣預(yù)熱器入口空氣溫度傳感器5；所述凝結(jié)水來水總管15和煙道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)管通過煙風(fēng)道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)管連接；所述煙風(fēng)道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)管的一端連接在煙道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)管上煙道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)泵13和煙道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥11之間，另一端連接在凝結(jié)水來水總管15上空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路管與凝結(jié)水來水總管15的連接點(diǎn)前；所述煙風(fēng)道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)管上設(shè)置有煙風(fēng)道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥14。根據(jù)本發(fā)明的空氣預(yù)熱及煙氣余熱利用系統(tǒng)，作為優(yōu)選地，所述空氣通道20上空氣預(yù)熱器入口空氣溫度傳感器5和凝結(jié)水空氣通道換熱器19之間設(shè)置有一級(jí)蒸汽空氣加熱器3和二級(jí)蒸汽空氣加熱器4；一級(jí)蒸汽空氣加熱器3和二級(jí)蒸汽空氣加熱器4的蒸汽側(cè)分別與各自的外接汽源進(jìn)汽管連接，一級(jí)蒸汽空氣加熱器3的外接汽源進(jìn)汽管設(shè)置有一級(jí)空氣加熱進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥1；二級(jí)蒸汽空氣加熱器4的外接汽源進(jìn)汽管設(shè)置有二級(jí)空氣加熱進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥2。根據(jù)本發(fā)明的空氣預(yù)熱及煙氣余熱利用系統(tǒng)，作為優(yōu)選地，所述空氣通道20和凝結(jié)水空氣通道換熱器19之間設(shè)置有一級(jí)蒸汽空氣加熱器3和二級(jí)蒸汽空氣加熱器4；一級(jí)蒸汽空氣加熱器3和二級(jí)蒸汽空氣加熱器4的蒸汽側(cè)分別與各自的外接汽源進(jìn)汽管連接，一級(jí)蒸汽空氣加熱器3的外接汽源進(jìn)汽管設(shè)置有一級(jí)空氣加熱進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥1；二級(jí)蒸汽空氣加熱器4的外接汽源進(jìn)汽管設(shè)置有二級(jí)空氣加熱進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥2。根據(jù)本發(fā)明的空氣預(yù)熱及煙氣余熱利用系統(tǒng)，作為優(yōu)選地，所述煙氣通道17上在凝結(jié)水煙道換熱器8后設(shè)有低溫?zé)煹罁Q熱器；所述低溫?zé)煹罁Q熱器設(shè)置在空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路管和煙風(fēng)道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)管與凝結(jié)水來水總管15的連接位置之間，或者所述低溫?zé)煹罁Q熱器設(shè)置在凝結(jié)水空氣通道換熱器進(jìn)水調(diào)節(jié)閥18和空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路管與凝結(jié)水來水總管15的連接位置之間。本發(fā)明提供的基于上述空氣預(yù)熱及煙氣余熱利用系統(tǒng)的空氣預(yù)熱及煙氣余熱利用方法，包括以下步驟：流經(jīng)空氣通道換熱器19的凝結(jié)水來水總管15內(nèi)的凝結(jié)水與空氣通道20內(nèi)的空氣換熱，凝結(jié)水將熱量傳遞給空氣，凝結(jié)水溫度降低，空氣溫度升高；所述煙氣通道17內(nèi)的高溫?zé)煔饬鹘?jīng)空氣預(yù)熱器9，與空氣通道20內(nèi)流經(jīng)凝結(jié)水空氣通道換熱器19被加熱后進(jìn)入空氣預(yù)熱器9的空氣換熱，使煙氣溫度降低，空氣溫度提高；所述空氣預(yù)熱器9后煙氣通道17內(nèi)的熱煙氣流經(jīng)凝結(jié)水煙道換熱器8，將熱量傳遞給流經(jīng)凝結(jié)水煙道換熱器8的凝結(jié)水，使煙氣溫度降低，凝結(jié)水溫度提高；吸收了煙氣余熱的溫度較高的凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)水回水總管12回到熱力系統(tǒng)，將煙氣余熱得以利用。所述空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)閥10根據(jù)煙道換熱器出口煙氣溫度傳感器16測(cè)量值控制開度；所述煙道換熱器出口煙氣溫度傳感器16所測(cè)量的煙氣溫度高于煙道換熱器出口煙氣溫度設(shè)定第1值，空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)閥10開度增大，以減小或消除測(cè)量的煙道換熱器出口煙氣溫度與煙道換熱器出口煙氣溫度設(shè)定第1值之間的偏差；或者，所述煙道換熱器出口煙氣溫度傳感器16所測(cè)量的煙氣溫度低于煙道換熱器出口煙氣溫度設(shè)定第1值，空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)閥10開度減??；凝結(jié)水空氣通道換熱器進(jìn)水調(diào)節(jié)閥18配合空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)閥10調(diào)節(jié)；所述煙道換熱器出口煙氣溫度傳感器16所測(cè)量的煙氣溫度高于煙道換熱器出口煙氣溫度設(shè)定第1值，凝結(jié)水空氣通道換熱器進(jìn)水調(diào)節(jié)閥18開度減小，以減小或消除測(cè)量的煙道換熱器出口煙氣溫度與煙道換熱器出口煙氣溫度設(shè)定第1值之間的偏差；或者，所述煙道換熱器出口煙氣溫度傳感器16所測(cè)量的煙氣溫度低于煙道換熱器出口煙氣溫度設(shè)定第1值，凝結(jié)水空氣通道換熱器進(jìn)水調(diào)節(jié)閥18開度增大。根據(jù)本發(fā)明的空氣預(yù)熱及煙氣余熱利用方法，作為優(yōu)選地，所述空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)閥10和凝結(jié)水空氣通道換熱器進(jìn)水調(diào)節(jié)閥18根據(jù)凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫傳感器7的測(cè)量值控制開度，控制凝結(jié)水煙道換熱器8的入口凝結(jié)水溫，防止凝結(jié)水煙道換熱器8發(fā)生嚴(yán)重的低溫腐蝕和堵灰；其中，為了設(shè)備安全，凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)閥(10)受水溫傳感器(7)所測(cè)量的凝結(jié)水溫度控制優(yōu)先于根據(jù)煙道換熱器出口煙氣溫度傳感器(16)測(cè)量值控制開度；所述凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫傳感器7所測(cè)量的凝結(jié)水溫度低于凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫設(shè)定值1，空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)閥10開度增大，以減小或消除測(cè)量的凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫與凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫設(shè)定值1之間的偏差；或者，所述凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫傳感器7所測(cè)量的凝結(jié)水溫度高于凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫設(shè)定值1，空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)閥10開度減小；所述凝結(jié)水空氣通道換熱器進(jìn)水調(diào)節(jié)閥18配合空氣通道換熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)閥10調(diào)節(jié)；所述凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫傳感器7所測(cè)量的凝結(jié)水溫度低于凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫設(shè)定值1，凝結(jié)水空氣通道換熱器進(jìn)水調(diào)節(jié)閥18開度減小，以減小或消除測(cè)量的凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫與凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫設(shè)定值1之間的偏差；或者，所述凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫傳感器7所測(cè)量的凝結(jié)水溫度高于凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫設(shè)定值1，凝結(jié)水空氣通道換熱器進(jìn)水調(diào)節(jié)閥18開度增大。根據(jù)本發(fā)明的空氣預(yù)熱及煙氣余熱利用方法，作為優(yōu)選地，通過煙道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)來調(diào)節(jié)凝結(jié)水煙道換熱器8的入口凝結(jié)水溫；煙道換熱器凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥11根據(jù)凝結(jié)水煙道換熱器入口水溫傳感器7的測(cè)量值...