一种炉渣及热一次风余热联合利用系统的制作方法

本发明属于能源动力技术领域，尤其涉及一种炉渣及热一次风余热联合利用系统。

背景技术：

目前，我国电站锅炉余热资源很多，但是仅仅锅炉烟气余热得到了资源化利用。还存在很多没有被利用的余热资源。

没有余热用的锅炉风烟系统参见图1，锅炉燃烧产生的烟气一次流经炉膛(1)、空气预热器(2)、除尘器(3)和引风机(4)流向脱硫系统。来自送风机(5)的冷风经过空气预热器加热器直接进入锅炉炉膛，来自一次风机(6)的冷风分两路，一路经过空气预热器(2)加热后成为热风，另一路经过冷风门(7)调节后与第一路回合成合适的温度后经过磨煤机(8)进入炉膛。

磨煤机(8)出口的一次风温度必须处于合适的温度区间，此温度区间根据煤质及磨煤机的不同而不同。如果温度偏高，煤粉爆炸的可能性大增，电厂运行的安全性受到严重威胁；如果温度偏低，煤中的水分不能完全蒸发而呈现液态，容易导致磨煤机出口粉管堵塞。因此，现代电厂一般通过冷风门(7)的开度，调节磨煤机入口空气温度，达到控制磨煤机出口温度的目的。

1、热一次风余热

为了保持磨煤机(8)出口处于合适的温度区间，通过冷风门(7)调节进入磨煤机(8)的空气温度。正常运行时，热一次风的温度在300℃左右，混合后进入磨煤机(8)的温度在200℃左右。热一次风从300℃降到200℃释放出部分热量，这部分热量直接浪费掉。

现有的利用热一次风热量的方法为：取消冷风门(7)，所有的冷一次风进入空气预热器(2)。在空气预热器(2)出口的热一次风管道上，加热汽轮机回热系统的凝结水，代替部分低加。但是，该热一次风利用系统的缺点是：第一，进入空气预热器的总风量增加，导致热二次风温度下降，系统的节能量受影响；第二，用热一次冷风却器传热温差太大，调节进入热一次冷风却器的凝结水流量，对调节磨煤机出口风温的影响有限。

2、锅炉的炉渣余热

电站煤粉锅炉，煤质中的灰分经过燃烧后90％的比例变成飞灰，随着烟气从烟囱排出。剩下10％，变成炉渣从锅炉的冷灰斗排出。炉渣的温度非常高，大约在1000℃左右。电厂普遍采用液态排渣炉，高温炉渣直接落到冷灰斗下方的水池中降温，浪费大量的热量后，由捞渣机排出。

由于热一次风及炉渣这两种余热资源，温度水平各异，目前并没有一种系统，综合考虑热一次风及炉渣两种余热资源，优化热力系统，提高热力系统经济性。本发明针对这个问题，提出一种炉渣及热一次风余热联合利用系统。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提出炉渣及热一次风余热联合利用系统。本发明提供了两种炉渣及热一次风余热联合利用系统。

本发明所提供的第一种炉渣及热一次风余热联合利用系统，包括热一次风余热利用系统，按照空气流通方向，热一次风余热利用系统包括依次串联连接的空气预热器和热一次冷风却器，热一次冷风却器通过水管路与高压加热器相连通；空气预热器的入口端通入一次冷风和二次冷风，一次冷风依次经空气预热器和热一次冷风却器后再与另一路一次风汇合后通入磨煤机；二次冷风送至空气预热器形成热二次风，热二次风分成两路，一路直接送至炉膛，另一路传送至高温风冷渣器吸收其内炉渣的热量后再传送至炉膛内。

该炉渣及热一次风余热联合利用系统还包括串联连接的高温风冷渣器和低温水冷渣器，高温风冷渣器通过空气管道直接通入经空气预热器输出的二次热风后再送至炉膛；低温水冷渣器通过水管路与低压加热器相连通。

进一步的，所述空气预热器与炉膛之间串接有一个调节阀门。

这样使得热二次风经调节阀门控制部分或全部被引入到高温风冷渣器内，利用高温炉渣余热，加热热二次风，然后送入炉膛。

进一步的，所述空气预热器分别与一次风机和送风机相连，一次风机和送风机分别向空气预热器送入一次冷风和二次冷风。

进一步的，所述热一次冷风却器与磨煤机连接端口还汇合有一次冷风支路，所述一次冷风支路与一次风机相连通。

进一步的，所述一次冷风支路上还设置有冷风门。

这样被冷却后的热一次风与从一次风机传送来的一次冷风混合成合适的温度，进入磨煤机，以满足煤种变化的要求。

本发明提供的另一种炉渣及热一次风余热联合利用系统。

该炉渣及热一次风余热联合利用系统，包括热一次风余热利用系统，按照空气流通方向，热一次风余热利用系统包括依次串联连接的空气预热器和热一次冷风却器，热一次冷风却器通过水管路与高压加热器系统相连通；空气预热器的入口端通入一次冷风和二次冷风，一次冷风依次经空气预热器和热一次冷风却器后再与另一路一次冷风汇合后通入磨煤机；二次冷风经空气预热器预热后传送至炉膛；

该炉渣及热一次风余热联合利用系统还包括串联连接的高温水冷渣器和低温水冷渣器，高温水冷渣器和低温水冷渣器分别通过水管路与给水管路及凝结水管路相连通。

进一步的，所述空气预热器分别与一次风机和送风机相连，一次风机和送风机分别向空气预热器送入一次冷风和二次冷风。

进一步的，所述热一次冷风却器与磨煤机连接端口还汇合有一次冷风支路，所述一次冷风支路与一次风机相连通。

进一步的，所述一次冷风支路上还设置有冷风门。

这样被冷却后的热一次风与从一次风机传送来的一次冷风混合成合适的温度，进入磨煤机，以满足煤种变化的要求。

本发明的有益效果为：

(1)本发明实现了炉渣及热一次风余热的梯级利用，根据炉渣及热一次风余热这两种余热资源的温度水平分别加热温度合适的冷源工质，比如：高温风、高温水、低温水；综合考虑了炉渣及热一次风余热这两种余热资源，优化了热力系统，提高了热力系统经济性。

(2)本发明利用热一次冷风却器、低温水冷渣器等设备加热汽轮机回热系统的凝结水或给水，代替部分高加或低加的作用。在燃煤量不变的前提下，提高发电功率及机组的经济性；利用高温风冷渣器提高进入锅炉的热二次风温度，在锅炉输出不变的前提下，可减少燃煤量，提高了机组的经济性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是没有余热利用的电站锅炉系统结构示意图；

图2是一种烟气余热利用的电站锅炉系统结构示意图；

图3是一种炉渣及热一次风余热联合利用系统实施例一结构示意图；

图4是一种炉渣及热一次风余热联合利用系统实施例二结构示意图。

其中，1、炉膛；2、空气预热器；3、除尘器；4、引风机；5、送风机；6、一次风机；7、冷风门；8、磨煤机；9、高压加热器；10、低压加热器；11、给水泵；12、凝结水泵；13、热一次冷风却器；14、高温风冷渣器；15、低温水冷渣器；16、调节阀门；17、高温水冷渣器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明的汽轮机凝结水系统和汽轮机给水系统的结构为电站机组中的现有结构。

实施案例一

图3是一种炉渣及热一次风余热联合利用系统实施例一结构示意图。

如图3所示，该实施例的炉渣及热一次风余热联合利用系统，包括热一次风余热利用系统，按照空气流通方向，热一次风余热利用系统包括依次串联连接的空气预热器(2)和热一次冷风却器(13)，热一次冷风却器(13)通过水管路给水管路相连通；空气预热器(2)的入口端通入一次冷风和二次冷风，一次冷风依次经空气预热器(2)和热一次冷风却器(13)后再与另一路一次冷风汇合后通入磨煤机(8)；二次冷风送至空气预热器(2)形成热二次风，热二次风分成两路，一路直接送至炉膛(8)，另一路传送至高温风冷渣器(14)吸收其内炉渣的热量后再传送至炉膛(8)内。

该炉渣及热一次风余热联合利用系统还包括串联连接的高温风冷渣器(14)和低温水冷渣器(15)，高温风冷渣器(14)通过烟空气管道直接通入空气预热器输出的二次冷风后再送至炉膛(1)；低温水冷渣器(15)通过水管路与凝结水管路相连通。

下面从空气流程、凝结水流程、给水流程和炉渣流程来分析本实施例的工作过程：

(1)空气流程：

一二次风分别经过一次风机(6)和送风机(5)进入空气预热器(2)，热一次风通过热一次冷风却器(13)加热部分给水，代替部分高压加热器(9)的作用。被冷却后的热一次风与从一次风机经过旁路风门(7)来的一次风混合成合适的温度，进入磨煤机(8)。一次风粉混合物从磨煤机(8)流出后，直接进入炉膛。热二次风经调节阀门(16)控制部分或全部被引入到高温风冷渣器(14)内，利用高温炉渣余热，加热热二次风，然后送入炉膛。

(2)凝结水流程：

来自汽轮机回热系统低压部分的水(具体的引出位置因机组实际情况有所不同)，进入低温水冷渣器(15)，吸收炉渣低温余热后，返回汽轮机凝结水系统(具体的返回点位置因机组实际情况有所不同)。

(3)给水流程：

来自给水泵出口的水，进入热一次冷风却器(13)，吸收热一次风余热后，返回汽轮机给水系统。

(4)炉渣流程：

高温锅炉炉渣分别经过高温风冷渣器(14)和低温水冷渣器(15)降温，将高温炉渣热量传递给高温风与低温水后排出锅炉。

本实施例实现了炉渣及热一次风余热的梯级利用，根据炉渣及热一次风余热这两种余热资源的温度水平分别加热温度合适的冷源工质，比如：高温风、高温水、低温水；综合考虑了炉渣及热一次风余热这两种余热资源，优化了热力系统，提高了热力系统经济性。

本实施例利用热一次冷风却器、低温水冷渣器等设备加热汽轮机回热系统的凝结水或给水，代替部分高加或低加的作用。在燃煤量不变的前提下，提高发电功率及机组的经济性；利用高温风冷渣器提高进入锅炉的热二次风温度，在锅炉输出不变的前提下，可减少燃煤量，提高了机组的经济性。

实施案例二

图4是一种炉渣及热一次风余热联合利用系统实施例二结构示意图。

如图4所示，该实施例的炉渣及热一次风余热联合利用系统，包括热一次风余热利用系统，按照空气流通方向，热一次风余热利用系统包括依次串联连接的空气预热器(2)和热一次冷风却器(13)，热一次冷风却器(13)与高压加热器给水管路相连通；空气预热器(2)的入口端通入一次冷风和二次冷风，一次冷风依次经空气预热器(2)和热一次冷风却器(13)后再与另一路一次冷风汇合后通入磨煤机(8)；二次冷风经空气预热器(2)预热后传送至炉膛(8)；

该炉渣及热一次风余热联合利用系统还包括串联连接的高温水冷渣器(17)和低温水冷渣器(15)，高温水冷渣器(17)和低温水冷渣器(15)分别与给水管路和凝结水管路相连通。

本实施例与实施案例一的主要区别在于：

用高温水冷渣器(17)代替了高温风冷渣器(14)，该高温水冷渣器(17)与热一次冷风却器(13)并联，加热来自于给水泵(11)出口的给水，两个个并联设备(13,17)的出口热水与最后一级高压加热器(9)的出口水管路相连，代替部分高压加热器(9)的作用。其余管路系统与实施案例一近似。

本实施例实现了炉渣及热一次风余热的梯级利用，根据炉渣及热一次风余热这两种余热资源的温度水平分别加热温度合适的冷源工质，比如：高温风、低温风、高温水、低温水；综合考虑了炉渣及热一次风余热这两种余热资源，优化了热力系统，提高了热力系统经济性。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。