一种油页岩锅炉排渣抽汽回热系统的制作方法

文档序号:13381224阅读:366来源:国知局
一种油页岩锅炉排渣抽汽回热系统的制作方法

本实用新型涉及汽轮机余热利用技术领域,尤其是涉及一种油页岩锅炉排渣抽汽回热系统。



背景技术:

油页岩(又称油母页岩)是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩。它和煤的主要区别是灰分超过40%,故油页岩属于劣质燃料,其热值低,灰分含量高,燃烧快。

据统计,全球33个国家油页岩储量达4100吨,世界油页岩储量超过10亿吨的国家有美国、俄罗斯、扎伊尔、巴西、约旦等国家,比传统石油资源量多50%以上。以约旦为例,约旦能源紧缺,97%能源依靠进口,尤其自2011年以来,由于国外天然气供应中断,约旦电力供应越发紧张。因此,如何利用油页岩资源,尤其是如何解决油页岩锅炉排渣量大、排渣物理热能损失大的问题,成为急需解决的技术问题。



技术实现要素:

本实用新型提供一种油页岩锅炉排渣抽汽回热系统,该系统冷渣器冷却水引自轴封冷却器出口凝结水,吸收热量后返回低压加热器入口,采用的技术方案是:一种油页岩锅炉排渣抽汽回热系统,包括六组相连接的非调节抽汽部件,其中前两组所述抽汽部件为高加抽汽部件,后三组为低加抽汽部件,高加抽汽部件和低加抽汽部件之间为除氧器加热抽汽部件,其特征在于:所述系统还包括冷渣器,所述冷渣器的冷却水入口连接轴封冷却器出口,所述冷渣器的出水口连接其中一组低加抽汽部件的水入口。

本实用新型的技术特征还有:所述冷渣器的出水口连接中间倒数第二组低加抽汽部件的水入口。

本实用新型的技术特征还有:所述冷渣器为滚筒式冷渣器,所述滚筒式冷渣器包括滚筒和进渣部分,所述进渣部分包括与锅炉排渣口连接的进渣管,所 述进渣管连接至滚筒端部。

本实用新型的技术特征还有:所述滚筒内壁上设叶片。

本实用新型的技术特征还有:所述叶片为螺旋叶片。

本实用新型的技术特征还有:所述进渣部分还包括与引风机烟道入口连接的负压吸尘管。

本实用新型的技术特征还有:所述冷渣器还包括出渣部分,所述出渣部分包括与引风机烟道入口连接的负压吸尘管。

本实用新型的有益效果在于:本回热系统通过冷渣器冷却水将锅炉排渣口处热能吸收后返回入低加抽汽部件,降低了能量损耗,提高热能利用效率;滚筒式冷渣器余热回收效率高,进渣控制可靠,结构简单,且对灰渣筛分特性不敏感、不易堵塞;本回热系统具有节能降耗之优点。

附图说明

附图1是本实用新型结构示意图;

附图2是滚筒式冷渣器结构示意图;

附图3是附图2的右视图;

其中1是高加抽汽部件Ⅰ,2是高加抽汽部件Ⅱ,3是除氧器加热抽汽部件,4是低加抽汽部件Ⅰ,5是低加抽汽部件Ⅱ,6是低加抽汽部件Ⅲ,7是滚筒式冷渣器,71是旋转接头,72是出渣部分,73是转动结构,74是滚筒,75是驱动机构,76是进渣部分,8是轴封冷却器。

具体实施方式

下面结合附图,对本实用新型的具体实施方式进行说明。本实用新型公开了一种油页岩锅炉排渣抽汽回热系统,该系统包括六组相连接的非调节抽汽部件,其中前两组抽汽部件为高加抽汽部件,分别为高加抽汽部件Ⅰ1和高加抽汽部件Ⅱ2,后三组为低加抽汽部件,分别为低加抽汽部件Ⅰ4、低加抽汽部件Ⅱ5和低加抽汽部件Ⅲ6,高加抽汽部件和低加抽汽部件之间为除氧器加热抽汽部件3。

本系统的冷渣器为滚筒式冷渣器,冷渣器的冷却水入口连接轴封冷却器8 出口,冷渣器的出水口连接低加抽汽部件Ⅱ5的水入口。

滚筒式冷渣器7包括滚筒74、旋转接头71、出渣部分72、转动结构73、驱动机构75、进渣部分76,进渣部分76包括与锅炉排渣口连接的进渣管,进渣管连接至滚筒74端部。锅炉排渣口排出炽热的灰渣经斜伸入滚筒内的进渣管进入滚筒端部,并在进渣管周围堆积成一定高度,当其产生的重力与进渣管内的留渣重力平衡时,管内渣流便被阻滞,当由滚筒旋转而推动灰渣向滚筒出渣端移动时,进渣管出口周围渣堆高度随之下降从而打破了管内外灰渣的重力平衡。滚筒转动,热灰渣流进,滚筒停止,热渣流停,快转快进,慢转慢进。在灰渣推进过程中,灰渣与凝结水进行热交换,灰渣温度降低。滚筒式冷渣器的进渣管上有密封/膨胀补偿装置,冷渣器进渣端有防漏渣部件,密封效果好,使用寿命长;滚筒内壁上焊有螺旋叶片,螺旋叶片之间还有许多走向叶片,热渣在螺旋叶片的推动下向出渣口移动的过程中,被纵向叶片携带到滚筒顶部然后才落下,增强了换热效果;冷渣器进、出渣处各有一条负压吸尘管街道引风机入口烟道,既防止扬尘,又起到一定风冷作用;连接进、出水管道的旋转水接头密封好,不漏水,检修方便,更换维护费用低;滚筒高度可调整,有效延长设备的使用寿命,长期保持正常运行。

设计工况下,不采用排渣余热回收,机组热力参数如下表1所示。

表1机组热力参数(无排渣余热回收)

采用等效热降法对机组性能进行计算分析,可得:5号低加抽汽效率η5=0.1529;蒸汽等效热降H=1017.5kJ/kg。

排渣余热属无工质的外部纯热量,加入热力循环系统后,该热量的作功即新蒸汽等效热降的变化。当冷渣器与低加抽汽部件III并联时,余热输入5号低加,新蒸汽等效热降的增量为

ΔH=αf(hz-t65 (1)

式中:ΔH-新蒸汽等效热降增量,kJ/kg;αf-冷渣器抽水份额,αf=Dlz/D0;Dlz-冷渣器抽水量,t/h;D0-凝结水水量,t/h;hz-冷渣器出口水焓,kJ/kg;

t6-低加抽汽部件III给水焓,kJ/kg;

循环热量保持不变,利用回收热量后,新蒸汽等效热降H′为

H′=H+ΔH (2)

装置效率提高率为:

热耗降低值为:

Δq=Δηq0 (4)

式中:q0-回收余热前机组热耗率,kJ/kWh

带入相关数据,计算结果汇总见表2。

表2等效热降法计算结果

同时运用STEAM MASTER软件对余热利用后全厂性能进行了模拟。在主蒸汽,给水,背压等参数保持不变的情况下,排渣余热的引入,对各级回热抽汽产生了排挤,抽汽量下降,机组出力提高,热耗率降低。

余热利用后全厂热平衡部分模拟结果及对比见表3。

表3余热回收后全厂热力参数对比

由表2、表3的数据可知,采用模拟全厂热平衡得出的结果与等效热降法计算值基本一致。回收排渣热量加热凝结水的技术方案可降低热量排渣损失,明显提高机组性能,机组出力提高了894kW,提高率为1.16%;汽耗率和热耗率分别下降了0.04kg/kWh和104kJ/kWh;机组等效热降增量为11.84kJ/kg。

采用等效热降法及模拟全厂热平衡,分析以凝结水作为冷却水,滚筒冷渣器与低加抽汽部件Ⅲ并联的方法回收油页岩锅炉排渣余热对机组性能的影响。结果显示,由于余热回收,机组出力增加,热耗率及汽耗率均下降。相比同等蒸发量的燃煤锅炉,由于油页岩灰分含量高,锅炉的排渣量大,冷渣器数量也更多。本工程机组容量相对较小,选用4台冷渣器可满足要求。若机组容量增大,则冷渣器数量也需相应增加,如某工程515t/h油页岩锅炉需配8台冷渣器。但炉底空间有限,冷渣器布置问题需重点考虑。

油页岩锅炉排渣余热较多,回收该部分热量,对于提高能源利用率尤为重要。但如果全部余热进入回热系统,则可能破坏回热系统平衡,影响回热系统效率。因此余热回收系统的设计需仔细核算,综合考虑全厂热力系统平衡问题。

当然,上述说明并非对本实用新型的限制,本实用新型也不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也属于本实用新型的保护范围。

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