專利名稱：火電機組鍋爐煙氣余熱利用的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及熱循環(huán)機械技術領域，特別是涉及一種火電機組鍋爐煙氣余熱利用的裝置。
背景技術：
隨著節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品的發(fā)展，鍋爐等高排放產(chǎn)業(yè)的熱效率提高也逐漸升溫。在鍋爐熱損失中，電廠排煙熱損失占的比重很大。研究表明，排煙溫度每降低10度到15度，鍋爐的熱效率就能提高1%。目前，現(xiàn)有的煙氣余熱雖然得到了一些利用，但仍然存在很大的利用空間隨著煙氣脫硫脫硝技術的不斷進步，煙氣酸露點已經(jīng)降到90°C左右，而大型機組的排煙溫度一般設置在12(T140°C，也就是說，排煙溫度還存在很大的下降空間。同時，超臨界和超超臨界機 組鍋爐的排煙溫度普遍高于其設定溫度，這樣，從省煤器出口進入空氣預熱器的煙氣溫度遠遠高于煙氣的酸露點，多出的這部分熱量并沒有被充分利用，增大了排煙的熱損失。造成排煙溫度偏高的原因很多，可能是由于實際燃燒煤質(zhì)與預定燃用煤質(zhì)存在偏差，再加上對管壁的粘污能力估計不足，尾部受熱面的吹灰器布置不合理或者作用不明顯，導致省煤器和/或空氣預熱器的受熱面偏小，也就不能很好的發(fā)揮煙氣余熱利用的效果。按照目前的主流觀點，可以通過以下兩個途徑來解決上述問題第一，增大空氣預熱器的傳熱面積。煙氣在空氣預熱器內(nèi)的流動面積增大，煙氣和空氣逆向流經(jīng)空氣預熱器時就能夠充分地進行熱交換，有效改善煙氣余熱放熱不足的問題。然而，空氣預熱器的傳熱面積的并不是越大越好隨著排煙溫度的降低，空氣與煙氣的溫差不斷減小，空氣預熱器對煙氣余熱的利用效果越來越不明顯，即使空氣預熱器的傳熱面積增加很多，煙氣溫度降低幅度也不會有很大變化；當排煙溫度較低、空氣預熱器的預熱管壁溫低于煙氣酸露點時，會產(chǎn)生低溫腐蝕，空氣預熱器的使用壽命減少，每隔一兩年甚至是半年就要進行更換；繼續(xù)優(yōu)化空氣預熱器的傳熱面積這一思路顯然將導致煙氣余熱利用效率長期停滯不前。第二，適當增加省煤器的受熱面。采用較大受熱面的低壓省煤器在一定程度上能夠提高給水溫度，加強煙氣余熱利用；但是，由于參與傳熱的煙氣品質(zhì)不高，該方法的傳熱效果有限。因此，按照現(xiàn)有的主流思路，煙氣余熱利用的效率很難有較大突破；要想提高煙氣余熱利用效率必須另辟蹊徑。如何有效提高煙氣余熱利用效率，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種火電機組鍋爐煙氣余熱利用的裝置，該裝置可以顯著提高煙氣余熱利用的效率。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種火電機組鍋爐煙氣余熱利用的裝置，包括省煤器、空氣預熱器、煙氣給水加熱器、煙氣換熱器和空氣換熱器，所述省煤器安裝在鍋爐的出口處，從所述省煤器排出的煙氣分為第一部分煙氣和第二部分煙氣，所述第一部分煙氣和第二部分煙氣分別流經(jīng)所述空氣預熱器和煙氣給水加熱器后進入所述煙氣換熱器，所述煙氣換熱器通過導熱油吸收熱量并將其傳遞給所述空氣換熱器，所述空氣換熱器的空氣出口端與所述空氣預熱器的空氣進口端相連。優(yōu)選地，所述煙氣給水加熱器包括相互連接的煙氣高壓給水加熱器和煙氣低壓給水加熱器，所述煙氣高壓給水加熱器的煙氣進口端與所述省煤器相連，所述煙氣低壓給水加熱器的煙氣出口端與所述煙氣換熱器的煙氣進口端相連。優(yōu)選地，所述煙氣換熱器和空氣換熱器之間還設有為所述導熱油提供循環(huán)動力的循環(huán)泵。優(yōu)選地，所述省煤器進一步連接有用于控制所述第一部分煙氣和第二部分煙氣多少的控制器。 優(yōu)選地，所述控制器具有比較器，所述比較器用于比較送入鍋爐的空氣的實際溫度與預定溫度，如果高于預定溫度，則所述控制器控制減小所述第一部分煙氣的量，如果低于預定溫度，則所述控制器控制增加所述第一部分煙氣的量。優(yōu)選地，所述第二部分煙氣占全部煙氣的59Γ20%。鍋爐內(nèi)產(chǎn)生的煙氣通過省煤器排出，然后被分為第一部分煙氣和第二部分煙氣，第一部分煙氣通過空氣預熱器對送入鍋爐的空氣進行最后預熱，第二部分煙氣經(jīng)過煙氣給水加熱器對汽輪機的給水進行加熱。經(jīng)過上述處理，第一部分煙氣和第二部分煙氣內(nèi)含的大部分熱量都被回收利用了，剩余的少部分熱量被煙氣換熱器內(nèi)流動的導熱油吸收，然后導熱油流動到空氣換熱器并將吸收的熱量釋放，空氣換熱器利用該部分熱量對送入鍋爐的空氣進行初步預熱，初步預熱的空氣通過空氣預熱器進行最后預熱，然后進入鍋爐內(nèi)燃燒。經(jīng)過以上的多重處理后，煙氣的熱量得到了充分的回收，煙氣余熱回收效率大幅提高，同時還解決了單純采用空氣預熱器時其進口端的煙氣分流造成的煙氣放熱量不足的問題；其次，第二部分煙氣對給水進行充分的加熱，加熱后的給水再返回汽輪機進行后續(xù)的處理，從而分擔了采用汽輪機抽氣加熱給水的負擔，符合能量階梯利用的原則，也就在很大程度上節(jié)省了汽輪機所需的抽氣，更加節(jié)能環(huán)保；此外，煙氣換熱器和空氣換熱器的結構比較簡單，兩者的受熱面均是比較容易調(diào)整的，能夠根據(jù)需要調(diào)整，進而避免換熱器的腐蝕問題。在一種優(yōu)選的實施方式中，所述省煤器進一步連接有用于控制第一部分煙氣和第二部分煙氣多少的控制器，所述控制器具有比較器，比較器用于比較送入鍋爐的空氣的實際溫度與預定溫度，如果送入鍋爐的空氣的實際溫度高于預定溫度，則控制器控制減小第一部分煙氣的量，反之則增加第一部分煙氣的量，根據(jù)送入鍋爐的空氣溫度的高低實時性的調(diào)整兩部分煙氣的多少，進而達到送入鍋爐的空氣的實際溫度符合燃燒要求(即與預定溫度相等或者保持在允許的波動幅度內(nèi))。

圖I為本實用新型所提供火電機組鍋爐煙氣余熱利用的裝置在一種具體實施方式
中的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的核心是提供一種火電機組鍋爐煙氣余熱利用的裝置，該裝置可以顯著煙氣余熱的回收利用率。為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。請參考圖1，圖I為本實用新型所提供火電機組鍋爐煙氣余熱利用的裝置在一種具體實施方式
中的結構示意圖。 在圖I中，實線代表水,虛線代表蒸汽,單點劃線代表煙氣,雙點劃線代表空氣。本實用新型還提供一種火電機組鍋爐煙氣余熱利用的裝置，包括空氣預熱器2、省煤器I、空氣換熱器3、煙氣換熱器5和煙氣給水加熱器，省煤器I連接設置在鍋爐的出口處，空氣預熱器2的空氣進口端和空氣出口端分別與空氣換熱器3的空氣出口端和省煤器I相連，空氣預熱器2和煙氣給水加熱器的煙氣進口端均與省煤器I的煙氣出口端相連，兩者的煙氣出口端均與煙氣換熱器5的煙氣進口端相連接。因此，從省煤器I的煙氣出口端排出的煙氣被分流成第一部分煙氣和第二部分煙氣，第一部分煙氣和第二部分煙氣分別流經(jīng)空氣預熱器2和煙氣給水加熱器，然后兩部分煙氣進入煙氣換熱器5，煙氣換熱器5利用導熱油將兩部分煙氣的剩余熱量吸收并儲存起來，當導熱油流動到空氣換熱器3時，導熱油與空氣進行熱量交換，對空氣進行初步預熱，而空氣換熱器3的空氣出口端與空氣預熱器2的空氣進口端相連，初步預熱后的空氣又通過空氣預熱器2進行最后預熱，當空氣滿足鍋爐的要求時直接進入鍋爐使用；處理后的第一部分煙氣和第二部分煙氣統(tǒng)一通過煙氣換熱器5向外部排出。上述煙氣給水加熱器可以包括相互連接的煙氣高壓給水加熱器4和煙氣低壓給水加熱器8，煙氣高壓給水加熱器4和煙氣低壓給水加熱器8分別利用煙氣的熱量對汽輪機的高壓給水和低壓給水進行加熱，煙氣高壓給水加熱器4的煙氣進口端與省煤器I的煙氣出口端相連，煙氣低壓給水加熱器8的煙氣出口端與煙氣換熱器5的煙氣進口端相連。當汽輪機和煙氣給水加熱器之間的管路壓降較高時，為順利實現(xiàn)給水在汽輪機和煙氣給水加熱器之間的循環(huán)流動，可以在汽輪機和煙氣給水加熱器之間設置水泵。即在汽輪機與煙氣高壓給水加熱器4的之間的管路上設置一個水泵(圖中為標示)，在汽輪機和煙氣低壓給水加熱器8的管路上設置一個水泵(圖中未標示)。當然，如果汽輪機和煙氣給水加熱器之間的管路壓降比較小，給水能夠在自然狀態(tài)下進入煙氣給水加熱器進行加熱，然后順利流回汽輪機，則可以省略上述兩個水泵。其中，從空氣預熱器2流出的第一部分煙氣和從煙氣低壓給水加熱器8流出的煙氣可以在管道內(nèi)充分混合形成混合煙氣，然后再統(tǒng)一進入煙氣換熱器5，這樣有助于提高熱交換的效率。當然，處理后的第一部分煙氣和第二部分煙氣也可以分別流入煙氣換熱器5進行換熱。在煙氣換熱器5中流動有導熱油，導熱油吸收來自混合煙氣的余熱并將熱量儲存起來，然后導熱油流動到空氣換熱器3，將儲存的熱量釋放，從而對空氣進行初步預熱。為順利實現(xiàn)導熱油在煙氣換熱器5和空氣換熱器3之間的流動，可以設置循環(huán)泵
6。導熱油在煙氣換熱器5內(nèi)吸收熱量后一般可以升溫到80-100°C，升溫后的導熱油通過循環(huán)泵6升壓進入空氣換熱器3，當導熱油完成熱量轉換后溫度會降低，降溫后的導熱油再次循環(huán)進入煙氣換熱器5吸收熱量，如此反復實現(xiàn)熱量的吸收與傳遞。空氣換熱器3的空氣進口端與送風機相連，送風機將常溫下的空氣送入空氣換熱器3，空氣就會吸收導熱油的熱量，一般情況下，空氣可以初步預熱到40-70°C，完成初步預熱的空氣再進入空氣預熱器2進行最后預熱。由于空氣換熱器3內(nèi)的導熱油的熱量被吸收，導熱油的溫度一般可以降到60-80°C，冷卻后的導熱油返回到煙氣換熱器5中繼續(xù)吸收熱量，進入下一輪熱循環(huán)。經(jīng)過煙氣換熱器5處理后的混合煙氣的溫度一般可以降到90-120°C，此時的煙氣可以直接通過煙道進入煙囪而排出。如果空氣預熱器2的空氣出口端的空氣溫度低于鍋爐對空氣溫度的要求(即空氣的預定溫度)，則加大循環(huán)泵6的液體流量，加快導熱油的傳熱速度，讓空氣持續(xù)不斷的與高溫的導熱油進行熱交換，從而提高空氣初步預熱后的溫度，然后將初步預熱的空氣送入空氣預熱器2進行最后加熱，以滿足鍋爐對空氣溫度的要求；反之，則減小循環(huán)泵6的液體流量，減慢導熱油與空氣熱交換的速度，減少導熱油的流量和流速，降低空氣初步預熱后的溫度?！0031]為順利實現(xiàn)導熱油在煙氣換熱器5和空氣換熱器3之間的流動，可以設置循環(huán)泵
6。導熱油在煙氣換熱器5內(nèi)吸收熱量后一般可以升溫到80-100°C，升溫后的導熱油通過循環(huán)泵6升壓進入空氣換熱器3，當導熱油完成熱量轉換后溫度會降低，降溫后的導熱油再次循環(huán)進入煙氣換熱器5吸收熱量，如此反復實現(xiàn)熱量的吸收與傳遞。空氣換熱器3的空氣進口端與送風機相連，送風機將常溫下的空氣送入空氣換熱器3，空氣就會吸收導熱油的熱量。一般情況下，空氣可以初步預熱到40-70°C，完成初步預熱的空氣再進入空氣預熱器2進行最后預熱。由于空氣換熱器3內(nèi)的導熱油的熱量被吸收，導熱油的溫度一般可以降到60-80°C，冷卻后的導熱油返回到煙氣換熱器5中繼續(xù)吸收熱量，進入下一輪熱循環(huán)。經(jīng)過煙氣換熱器5處理后的混合煙氣的溫度一般可以降到90-120°C，此時的煙氣可以直接通過煙道進入煙囪而排出。如果空氣預熱器2的空氣出口端的空氣溫度低于鍋爐對空氣溫度的要求(即空氣的預定溫度)，則加大循環(huán)泵7的液體流量，加快導熱油的傳熱速度，讓空氣持續(xù)不斷的與高溫的導熱油進行熱交換，從而提高空氣初步預熱后的溫度，然后將初步預熱的空氣送入空氣預熱器2進行最后加熱，以滿足鍋爐對空氣溫度的要求；反之，則減小循環(huán)泵7的液體流量，減慢導熱油與空氣熱交換的速度，減少導熱油的流量和流速，降低空氣初步預熱后的溫度。鍋爐內(nèi)的煙氣經(jīng)過省煤器I排出，煙氣被分流成第一部分煙氣和第二部分煙氣第二部分煙氣首先經(jīng)過煙氣高壓給水加熱器4對汽輪機中的高壓給水進行加熱，然后進入煙氣低壓給水加熱器8對汽輪機的低壓給水進行加熱，加熱后的高壓給水和低壓給水分別要進入汽輪機的下一級高壓加熱器9和低壓加熱器7繼續(xù)進行加熱，但由于高壓給水和低壓給水已經(jīng)通過第二部分煙氣進行了一輪加熱，高壓加熱器9和低壓加熱器7的負擔就相應的減小了，第二部分煙氣的余熱也得到了利用。由于高壓加熱器9和低壓加熱器7是利用蒸汽對給水進行加熱的，高壓加熱器9和低壓加熱器7的負荷的減小，使得汽輪機回熱系統(tǒng)的抽汽量大幅度減小，節(jié)省的那部分抽汽可以在汽輪機中繼續(xù)做功，也在一定程度上起到了提高機組效率的作用。第一部分煙氣流向空氣預熱器2，空氣預熱器2內(nèi)同時有空氣和煙氣逆向流通，根據(jù)逆流傳熱，空氣預熱器2利用第一部分煙氣對送入鍋爐的空氣進行最后預熱，一般將空氣預熱到250-330°C，使得空氣滿足燃燒需要進而送入鍋爐I內(nèi)；此時，空氣預熱器2內(nèi)的第一部分煙氣充分釋放熱量，第一部分煙氣經(jīng)過空氣預熱器2處理后一般可以降到120-140°C，解決了空氣預熱器2煙氣進口端的煙溫偏高而無法充分利用的問題。第一部分煙氣從空氣預熱器2流出后與從煙氣低壓給水加熱器8中流出的第二部分煙氣混合地流入煙氣換熱器5，煙氣換熱器5利用導熱油將兩部分煙氣的剩余熱量吸收并儲存，然后傳遞給空氣換熱器3，空氣換熱器3的空氣進口端與送風機相連，導熱油與送風機送入的空氣逆向地經(jīng)過煙氣換熱器5，根據(jù)逆流傳熱，導熱油對送風機送入的空氣進行初步預熱(送風機送入的空氣也就是要送入鍋爐的空氣)，一般情況下，經(jīng)過初步預熱，空氣可以從大氣溫度預熱到50-80°C，初步預熱后的空氣送入空氣預熱器2，該空氣也就是空氣預熱器2利用第一部分煙氣進行最后預熱的空氣。經(jīng)過上述過程，第一部分煙氣經(jīng)過了兩次回收利用，第二部分煙氣經(jīng)過三次回收 利用，煙氣熱量的絕大部分都被回收利用，煙氣利用率得到提高；其次，鍋爐燃燒需要的空氣也經(jīng)過了兩次預熱，避免了采用一次預熱時空氣預熱器負荷過高的問題；最后，分流出的第二部分煙氣在很大程度上節(jié)省了汽輪機的能源，起到了較好的效果。為進一步控制第一部分煙氣和第二部分煙氣的量，可以設置與省煤器I相連的控制器，控制器用于實現(xiàn)上述第一部分煙氣和第二部分煙氣的多少。為實現(xiàn)控制器的控制目的，控制器一般具有比較器，該比較器用于比較送入鍋爐的空氣的實際溫度和預定溫度，控制器中一般存儲有預先設定好的空氣燃燒需要滿足的預定溫度，當有空氣送入鍋爐時，該空氣會有一個實際溫度，比較器將空氣的實際溫度與預定溫度對比，如果實際溫度高于預定溫度，則控制器控制減小第一部分煙氣的量，如果低于預定溫度，則控制器控制增加第一部分煙氣的量，如果正好等于預定溫度或者兩者的溫度差在允許的范圍內(nèi)，則控制器控制維持第一部分煙氣的量或者進行少量的調(diào)整。通常情況下，第一部分煙氣占全部煙氣的80% 95%，第二部分煙氣占全部煙氣的59Γ20%。采用上述比例對煙氣進行分流有利于兩部分的煙氣都能夠較好的進行熱交換，熱利用效率較高。以上對本實用新型所提供的火電機組鍋爐煙氣余熱利用的裝置進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的裝置及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內(nèi)。
權利要求1.一種火電機組鍋爐煙氣余熱利用的裝置，其特征在于，包括省煤器、空氣預熱器、煙氣給水加熱器、煙氣換熱器和空氣換熱器，所述省煤器安裝在鍋爐的出口處，從所述省煤器排出的煙氣分為第一部分煙氣和第二部分煙氣，所述第一部分煙氣和第二部分煙氣分別流經(jīng)所述空氣預熱器和煙氣給水加熱器后進入所述煙氣換熱器，所述煙氣換熱器通過導熱油吸收熱量并將其傳遞給所述空氣換熱器，所述空氣換熱器的空氣出口端與所述空氣預熱器的空氣進口端相連。
2.如權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述煙氣給水加熱器包括相互連接的煙氣高壓給水加熱器和煙氣低壓給水加熱器，所述煙氣高壓給水加熱器的煙氣進口端與所述省煤器相連，所述煙氣低壓給水加熱器的煙氣出口端與所述煙氣換熱器的煙氣進口端相連。
3.如權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述煙氣換熱器和空氣換熱器之間還設有為所述導熱油提供循環(huán)動力的循環(huán)泵。
4.如權利要求I至3任一項所述的裝置，其特征在于，所述省煤器進一步連接有用于控制所述第一部分煙氣和第二部分煙氣多少的控制器。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述控制器具有比較器，所述比較器用于比較送入鍋爐的空氣的實際溫度與預定溫度，如果高于預定溫度，則所述控制器控制減小所述第一部分煙氣的量，如果低于預定溫度，則所述控制器控制增加所述第一部分煙氣的量。
6.如權利要求I至3任一項所述的裝置，其特征在于，所述第二部分煙氣占全部煙氣的5% 20%。
專利摘要本實用新型公開一種火電機組鍋爐煙氣余熱利用的裝置，可以提高煙氣余熱的利用率。本實用新型包括省煤器、空氣預熱器、煙氣給水加熱器、煙氣換熱器和空氣換熱器，所述省煤器安裝在鍋爐的出口處，從所述省煤器排出的煙氣分為第一部分煙氣和第二部分煙氣，所述第一部分煙氣和第二部分煙氣分別流經(jīng)所述空氣預熱器和煙氣給水加熱器后進入所述煙氣換熱器，所述煙氣換熱器通過導熱油吸收熱量并將其傳遞給所述空氣換熱器，所述空氣換熱器的空氣出口端與所述空氣預熱器的空氣進口端相連。從省煤器排出的煙氣被分流成兩部分，兩部分煙氣分別對空氣和給水進行加熱，然后通過導熱油吸收兩部分煙氣的剩余熱量并傳遞給空氣，提高了煙氣的利用率。
文檔編號F23L15/00GK202630026SQ201220287730
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權日2012年6月15日
發(fā)明者向文國, 黃進, 黃紹新 申請人:黃紹新