余熱回收裝置及包括該余熱回收裝置的干排渣鍋爐的制作方法
【專利說明】余熱回收裝置及包括該余熱回收裝置的干排渣鍋爐
[0001]本申請是2010年9月15日提交的名稱為“余熱回收裝置及包括該余熱回收裝置的干排渣鍋爐”的中國發(fā)明專利申請201010282917.7的分案申請，并要求享有該在先申請的申請日。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及一種鍋爐的余熱回收裝置，更具體地涉及一種用于燃煤干式排渣鍋爐的余熱回收裝置。
【背景技術】
[0003]燃煤鍋爐的熱效率公式為:n2 = 100- Eq =〔q2+q3+q4+q5+q6〕，其中:η 2為鍋爐反平衡熱效率(％ ) ;q2為排煙熱損失(％ ) ;q3為氣體不完全燃燒熱損失(％ ) ;q4為固體不完全燃燒熱損失(％ ) ；q5為散熱損失(％ ) ；q6為灰澄物理熱損失(％ )。燃煤鍋爐排出的灰渣還具有較高的溫度，其所攜帶的物理顯熱稱為灰渣物理熱損失q6。影響灰渣物理熱損失大小的主要因素是排渣量的大小以及灰渣溫度的高低。
[0004]對灰分高于30%的中低熱值燃料，如果灰渣不經(jīng)冷卻，灰渣物理熱損失可達2%以上。另一方面，熾熱灰渣的處理和運輸十分麻煩，不利于機械化操作，一般的灰渣處理機械可承受的溫度上限大多在150°C以下，因此對灰渣進行冷卻是必要的。
[0005]目前，大型火力發(fā)電廠的干排渣鍋爐普遍采用風冷式排渣系統(tǒng)。所述風冷式排渣系統(tǒng)的工作原理如下:燃煤鍋爐排出的熱灰渣經(jīng)過渡渣斗(或渣井)、液壓關斷門后落到鋼帶式排渣機的輸送鋼帶上，并隨緩慢移動的輸送鋼帶一起移動；鋼帶式排渣機的兩側壁和頭尾部均設有進風口，在爐膛負壓的作用下吸入受控的少量環(huán)境冷空氣；含有未完全燃燒的可燃物的灰渣在下落過程中以及在輸送鋼帶上與吸入的冷空氣逆向接觸從而進一步燃燒，并與該冷空氣進行熱交換，從而被冷卻成為低溫灰渣；冷空氣可被加熱到250°C —400°C左右，熱灰渣的溫度可由600°C — 850°C降到200°C以下，甚至低于100°C，吸入冷空氣的同時還將灰渣的熱量回收并帶入爐內；冷卻后的干渣經(jīng)一級或兩級破碎后，由機械或氣動輸送系統(tǒng)輸送至渣倉儲存。
[0006]干式排渣機通過自然風利用鍋爐負壓冷卻熱渣，同時將熱量帶回鍋爐。干式排渣機帶回鍋爐的熱量主要包括底渣中未燃燒煤碳的熱量損失q4、底渣物理熱損失q6和排渣口輻射熱損失q5等三部分。利用外界冷空氣來冷卻灰渣，冷卻風量最大為額定總風量的
1.3%左右，否則會對鍋爐的安全穩(wěn)定運行造成不利影響。
[0007]從燃燒方面看，對鍋爐熱效率的影響還取決于鋼帶式排渣機的冷卻風量和冷卻風入爐溫度。當灰渣冷卻風吸熱量一定時，冷卻風量越大，風溫就越低。當冷卻風溫度接近二次送風的熱風溫度時，冷卻風作為燃燒所需的空氣被從爐底送入，在入爐總燃燒空氣量保持不變的情況下，從爐底送入的過量空氣會使經(jīng)過空氣預熱器的冷空氣量相應減少，從而導致鍋爐的排煙溫度升高，進而降低鍋爐的熱效率。
[0008]為了保證鍋爐燃燒工況和鍋爐效率，在鋼帶式排渣機冷卻熱渣之后進入鍋爐爐膛的風量一般不超過鍋爐總燃燒風量的1.3%，進入爐膛的風溫不低于250°C — 400°C ;考慮到對運行人員、周圍環(huán)境的危害和影響以及灰渣后續(xù)輸送設備的耐溫設計等要求，排渣機或冷渣器的排渣溫度一般不超過200°C。對于一定容量的鍋爐而言，在不改變鍋爐燃燒配風的前提下，允許由鍋爐底部進入爐膛的風量是一定的。然而，在實際運行中，燃煤火電廠的煤源煤質較雜、變化較大，實際燃用的煤質往往偏離設計和校核煤質，鍋爐排渣量、排灰量變化很大(這些主要取決于煤炭供應和煤炭市場的變化情況)，由此造成鍋爐排渣量的變化是被動的且不易控制(在設計選型階段很難定量評估)，導致鋼帶式排渣機的冷卻風量和冷卻風溫以及處理能力也隨之變化，這些都會對鍋爐燃燒工況的穩(wěn)定性和熱效率產生負面影響，從而影響機組運行的安全可靠性和經(jīng)濟性。例如，當鍋爐燃燒的煤質變差時，鍋爐的排渣量將會大于最初校核的排渣量，從而導致通過風冷干式排渣機送入爐膛的風量增大。如上所述，在入爐總燃燒空氣量保持不變的情況下，這會使得經(jīng)過空氣預熱器的冷空氣量相應減少，從而導致鍋爐的排煙溫度升高，進而降低鍋爐的熱效率。
[0009]此外，盡管上述風冷式干排渣系統(tǒng)能夠在冷卻高溫灰渣的同時將高溫灰渣的余熱予以回收利用，但是該系統(tǒng)對鍋爐煤質和排渣量的變化比較敏感，并且不能很好地吸收鍋爐底部的輻射熱量。由此可見，現(xiàn)有的燃煤干式排渣鍋爐在吸收鍋爐底部的輻射熱量方面以及與排渣系統(tǒng)相關的方面仍存在改進的空間。

【發(fā)明內容】

[0010]為了解決或者至少改善現(xiàn)有技術中的上述問題，本發(fā)明提供一種用于干排渣鍋爐的余熱回收裝置，該余熱回收裝置能夠在風冷式干排渣系統(tǒng)的基礎上進一步吸收高溫灰渣的熱量以及鍋爐底部的輻射熱量，從而提高鍋爐的熱效率和經(jīng)濟性并改善現(xiàn)有的風冷式干排渣系統(tǒng)對鍋爐煤質和排渣量變化的適應性。
[0011]為此目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于干排渣鍋爐的余熱回收裝置，所述余熱回收裝置設置在鍋爐底部，用于在鍋爐運行過程中吸收鍋爐底部的輻射熱量和高溫灰渣的熱量，所述余熱回收裝置以串聯(lián)或并聯(lián)方式設置在鍋爐的凝結水回熱加熱管線中，從而將吸收的熱量回收并用于加熱凝結水。
[0012]在更優(yōu)選的實施方式中，所述余熱回收裝置包括熱交換管或熱交換板、冷水入口管道和熱水出口管道，其中所述冷水入口管道在所述熱交換管或熱交換板的上游與所述熱交換管或熱交換板的入口端連接，用于將來自凝結水加熱輸送管線的凝結水導入所述熱交換管或熱交換板；所述熱交換管或熱交換板用于通過在其中流動的凝結水吸收鍋爐底部的輻射熱量和高溫灰渣的熱量；而所述熱水出口管道在所述熱交換管或熱交換板的下游與所熱交換管或熱交換板的出口端連接，用于使吸收了熱量的凝結水從所述熱交換管或熱交換板回流到凝結水加熱輸送管線中。
[0013]在更優(yōu)選的實施方式中，所述余熱回收裝置代替現(xiàn)有燃煤鍋爐的渣斗或渣井而設置在鍋爐底部并與鍋爐渣斗的出渣口相連，并且所述余熱回收裝置還包括:支架，其用于以環(huán)繞方式支撐所述熱交換管或熱交換板；入口聯(lián)箱，其設置在所述熱交換管或熱交換板與所述冷水入口管道之間；出口聯(lián)箱，其設置在所述熱交換管或熱交換板與所述熱水出口管道之間，其中所述入口聯(lián)箱和出口聯(lián)箱是所述熱交換管或熱交換板的凝結水進出總管，用于均勻分配或集結所述熱交換管或熱交換板中的凝結水。
[0014]在更優(yōu)選的實施方式中，所述余熱回收裝置設置在現(xiàn)有燃煤鍋爐的過渡渣斗(渣井)中，并且所述熱交換管或熱交換板以縱向或橫向布置的方式沿周向設置在過渡渣斗(渣井)的殼體或內壁上。
[0015]在更優(yōu)選的實施方式中，所述余熱回收裝置連接在凝結水泵或第一級低壓回熱加熱器與第二級低壓回熱加熱器之間，因而從所述熱水出口管道排出的熱水被送入第二級低壓回熱加熱器中繼續(xù)加熱。
[0016]在更優(yōu)選的