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：
本實用新型涉及鍋爐設(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(jìn)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(jìn)口風(fēng)溫20°C)。如需進(jìn)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(jìn)口風(fēng)溫隨著季節(jié)會發(fā)生改變，而排煙溫度也受到負(fù)荷、燃燒等影響，當(dāng)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。

實用新型內(nèi)容本實用新型主要解決的技術(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，本實用新型提供一種強制循環(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，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(jìn)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)。[0013]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)熱器的至少兩個空氣出口高于所述至少兩個空氣入風(fēng)道本實用新型強制循環(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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dāng)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是本實用新型強制循環(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是本實用新型強制循環(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，對本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點作進(jìn)一步說明。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本實用新型提供一種強制循環(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1，在該下段空氣預(yù)熱器1內(nèi)分別設(shè)有數(shù)量相同的至少兩個煙道3 (煙氣通道)和至少兩個風(fēng)道2 (空氣通道)，即煙道3的數(shù)量與風(fēng)道2的數(shù)量相同。每個煙道3和風(fēng)道2相互隔絕，煙氣與空氣不通過管壁進(jìn)行直接換熱，且煙道3與風(fēng)道2間隔相鄰，在該相鄰的煙道3和風(fēng)道2之間分別設(shè)有連通的下段換熱管8，該下段換熱管8的進(jìn)水端與出水端之間設(shè)有輸送裝置6，如采用變頻調(diào)節(jié)的循環(huán)水泵，該輸送裝置6與電路控制器12連接；所述下段換熱管8可以是并聯(lián)分布。[0025]在所述下段換熱管8的出水端與輸送裝置6之間設(shè)有可調(diào)節(jié)水壓力的膨脹水箱7 和與輸送裝置6連接并接受電路控制器12控制的第一開關(guān)5，該第一開關(guān)5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1。由位于煙道3的下段換熱管8 內(nèi)的水9吸收煙氣的熱量，使水變成水蒸氣10，該水蒸氣將熱量傳遞至位于風(fēng)道2的下段換熱管8內(nèi)，該水蒸氣10使與下段換熱管8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8內(nèi)的水蒸氣凝結(jié)成水流入聯(lián)箱4內(nèi)，該水在所述輸送裝置6輸送下進(jìn)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(jìn)行二次換熱，介質(zhì)在下段換熱管8內(nèi)發(fā)生相變，使下段換熱管8的壁面溫度維持在水的相變溫度，在煙道3內(nèi)通過調(diào)節(jié)下段換熱管 8內(nèi)的壓力(即膨脹水箱壓力)使下段換熱管8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8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(dāng)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7 壓力改變下段換熱管8內(nèi)介質(zhì)的相變溫度，將下段換熱管8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，所述下段換熱管8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14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1的至少兩個空氣出口 E高于所述至少兩個空氣入風(fēng)道口 F。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1連接的中段空氣預(yù)熱器11，其中該中段空氣預(yù)熱器11上兩個風(fēng)道2交叉設(shè)置，可以使煙道3內(nèi)的煙氣與風(fēng)道2外壁充分接觸，提高風(fēng)道2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14，該上段空氣預(yù)熱器14設(shè)有上段換熱管，該上段換熱管與水冷器15連接連通，該導(dǎo)管上設(shè)有與所述電路控制器12連接并控制導(dǎo)管凝結(jié)水流量的第二開關(guān)13，該第二開關(guān)13包括電動閥門或電磁閥門。為了更好說明本實用新型達(dá)到的技術(shù)效果，具體說明工作過程。所述水冷器15為煙氣與凝結(jié)水的氣-水換熱裝置，結(jié)構(gòu)與省煤器類似，可以將 330-350 0C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(jìn)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 15的進(jìn)水流量，實現(xiàn)控制水冷器15對煙氣的冷卻速率。中段空氣預(yù)熱器11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(jìn)行燃燒。下段空氣預(yù)熱器1可以采用四個通道，其中兩個通道為煙道3，兩個通道為風(fēng)道2， 每個煙道3和風(fēng)道2相互隔絕，煙氣與空氣不通過管壁進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行補水。該系統(tǒng)中，通過電路控制器對其進(jìn)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(dá)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。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍， 凡是利用本實用新型說明書及附圖內(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，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)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(jìn)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)熱器的至少兩個空氣出口高于所述至少兩個空氣入風(fēng)道口。
專利摘要本實用新型公開一種強制循環(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(jìn)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(jìn)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F23L15/00GK202002140SQ20102067542
公開日2011年10月5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