一种利用熔融盐热载体提高热风温度的系统及方法与流程

本发明涉及一种系统及方法，尤其涉及一种利用熔融盐热载体提高热风温度的系统及方法。

背景技术：

火力发电厂中，燃煤锅炉尾部烟气通常依次经过省煤器、scr脱硝装置、空气预热器后进入除尘、脱硫装置，最终经烟囱排放。对于中速磨煤机直吹式制粉系统，冷风经风机输送至空气预热器中，与高温烟气换热，经空气预热器加热的热风进入中速磨煤机，完成原煤的干燥、研磨和输送。

其中，高水分褐煤对制粉系统的干燥能力具有较高的要求，以蒸发掉入炉前原煤的外在水分。然而现有的磨煤机，在进口处热风量受限于磨煤机的自身的最大通风量，因此对于高水分的褐煤需要使用较高的热风温度，才可以满足制粉系统干燥出力要求。scr脱硝装置内的脱硝催化剂在超过400℃的温度下长期运行，会出出现局部活性降低或彻底失效的现象，因此，为确保催化剂的安全运行，要求烟气温度在320～400℃之间，也就是进入空气预热器的烟气温度在不能高于400℃。但由于换热温差的限制，空气预热器出口风温仅能加热至370℃左右，不足以满足高水分褐煤磨煤机干燥出力的要求。现有的燃用高水分褐煤的机组中，均存在制粉系统干燥出力不足的问题，而目前还没有有效的解决方法。

技术实现要素：

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种利用熔融盐热载体提高热风温度的系统及方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种利用熔融盐热载体提高热风温度的系统，包括锅炉、scr脱硝装置、空气预热器、磨煤机，它还包括熔盐-烟气换热器、熔盐罐、熔盐-热风换热器；

锅炉连通有锅炉尾部竖直转向室，锅炉尾部竖直转向室内安装有烟气换热器；锅炉尾部竖直转向室分别连通有旁路烟道、一号脱硝烟道，旁路烟道与熔盐-烟气换热器相连通，一号脱硝烟道与scr脱硝装置相连通；

熔盐-烟气换热器通过二号脱硝烟道与scr脱硝装置相连通，二号脱硝烟道与一号脱硝烟道相汇合；scr脱硝装置与空气预热器相连通，空气预热器分别连通有烟气排放管、风机接口管道，烟气排放管外接除尘装置，风机接口管道外接风机；

熔盐-烟气换热器通过二号熔盐管道与熔盐-热风换热器相连通，熔盐-烟气换热器还连通有一号熔盐管道，一号熔盐管道与熔盐罐相连通且一号熔盐管道上设置有熔盐泵；熔盐罐内盛放有熔融盐热载体并连通有三号熔盐管道，三号熔盐管道与熔盐-热风换热器相连通；

熔盐-热风换热器还分别连通有一号热风管道、二号热风管道；二号热分管道相空气预热器相连通，一号热风管道与磨煤机相连通，磨煤机通过风粉运送管道与锅炉相连通。

进一步地，熔盐-烟气换热器与熔盐-热风换热器均采用熔融盐热载体作为传热媒介。

进一步地，熔融盐热载体为硝酸盐、碳酸盐、氟盐、氯盐、二元混合硝酸熔盐中的一种或多种。

一种利用熔融盐热载体提高热风温度的方法，具体如下：

首先，磨煤机将煤块研磨成煤粉，同时，一号热风管道向磨煤机内送入热风，热风作为干燥热源和输送介质，使煤粉经热分干燥后与热风形成风粉混合物，风粉混合物由风粉输送管道输送至锅炉中燃烧，煤粉在锅炉中燃烧后生成高温烟气；

随后，高温烟气进入锅炉尾部竖井转向室内，烟气温度为680～720℃，一部分烟气被抽取到旁路烟道内，进入熔盐-烟气换热器中与熔融盐热载体换热，烟气温度降低到380～400℃，熔融盐热载体加热至400～500℃，烟气再通过二号脱硝烟道进入scr脱硝装置进行脱硝处理，同时，熔融盐热载体在熔盐-烟气换热器中被烟气加热后由二号熔盐管道送入到熔盐-热风换热器中；其余的烟气经锅炉尾部竖井转向室内的烟气换热器换热后，通过一号脱硝烟道进入scr脱硝装置进行脱硝处理；

脱硝处理完成后，烟气进入空气预热器与风机接口管道送来的冷风进行换热，换热后烟气从烟气排放管排放，冷风吸热变为热风；热风从二号热风管道进入熔盐-热风换热器内，与加热的熔融盐热载体进行换热，热风温度升至420～450℃，然后从一号热风管道入磨煤机，以对煤粉进行干燥，并完成对煤粉的运送。

本发明公开了一种利用熔融盐热载体提高热风温度的系统及方法，本系统是在火力发电厂燃煤锅炉原有工艺系统基础上，通过增设旁路烟道、熔盐-烟气换热器、熔盐-热风换热器等相关熔盐系统，有效的提高了热风温度。特别是对于燃用高水分褐煤机组，通过本系统，空气预热器出口热风温度可提升50℃以上，对应磨煤机出口风粉混合物的温度也可进一步提高，充分达到磨煤机出口风粉混合物温度的设计规范要求，解决了制粉系统干燥出力不足的问题。本方法采用熔融盐类无机热载体为传热介质，可进一步提高热风温度，从而满足磨煤机干燥出力的要求。

附图说明

图1为本发明的系统组成示意图。

图2为现有的燃煤锅炉系统。

图中：1、锅炉；2、锅炉尾部竖直转向室；3、熔盐-烟气换热器；4、熔盐泵；5、熔盐罐；6、scr脱硝装置；7、空气预热器；8、熔盐-热风换热器；9、一号热风管道；10、磨煤机；11、风粉运送管道；12、旁路烟道；13、烟气换热器；14、一号脱硝烟道；15、二号脱硝烟道；16、二号热风管道；17、一号熔盐管道；18、二号熔盐管道；19、三号熔盐管道；20、烟气排放管；21、风机接口管道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种利用熔融盐热载体提高热风温度的系统，如图1所示，包括锅炉1、scr脱硝装置6、空气预热器7、磨煤机10，它还包括熔盐-烟气换热器3、熔盐罐5、熔盐-热风换热器8；

其中，锅炉1连通有锅炉尾部竖直转向室2，锅炉尾部竖直转向室2内安装有烟气换热器13，烟气换热器13用于对锅炉1燃烧生成的高温烟气进行换热。

锅炉尾部竖直转向室2分别连通有旁路烟道12、一号脱硝烟道14。旁路烟道12是在火力发电厂原有系统基础增设的，其与熔盐-烟气换热器3相连通，熔盐-烟气换热器3通过二号脱硝烟道15与scr脱硝装置6相连通，并且旁路烟道12的取烟口在锅炉尾部竖直转向室2处，由此，旁路烟道12直接抽取锅炉尾部的高温烟气，将高温烟气送入熔盐-烟气换热器3中进行换热，高温烟气的温度在680～720℃之间，通常在700℃左右，经过熔盐-烟气换热器3换热后，烟气温度下降到380～400℃，再通过二号脱硝烟道15回至scr脱硝装置6内。

一号脱硝烟道14则直接与scr脱硝装置6相连通，由此，其余的烟气经锅炉尾部竖直转向室2内的烟气换热器13换热后，从一号脱硝烟道14进入scr脱硝装置6内。二号脱硝烟道15与一号脱硝烟道14相汇合，可加快烟气进入scr脱硝装置6的速度。

scr脱硝装置6与空气预热器7相连通，从而确保经scr脱硝处理装置6处理后的烟气可进入空气预热器7内进行换热。

空气预热器7分别连通有烟气排放管20、风机接口管道21。其中，烟气排放管20外接除尘装置，烟气再经过除尘系统处理安全后，可通过烟囱排放；风机接口管道21外接风机，由风机送入冷风，冷风与进入空气预热器7的烟气进行热换后形成热风。

如图2所示，为火力发电厂原有系统，此时，经空气预热器7换热后形成的热风通过热风管道直接进入磨煤机10中，通常，空气预热器7出口风温仅能达到370℃左右，不足以满足高水分褐煤磨煤机干燥出力的要求。因此，本发明所公开的利用熔融盐热载体提高热风温度的系统，在热风管道上增设了熔盐-热风换热器8，具体设置方式为：如图1所示，熔盐-热风换热器8通过二号熔盐管道18与熔盐-烟气换热器3相连通，熔盐-热风换热器8还分别连通有一号热风管道9、二号热风管道16；二号热分管道16相空气预热器7相连通，一号热风管道9与磨煤机10相连通，磨煤机10通过风粉运送管道11与锅炉1相连通。

由此，熔盐-烟气换热器3将加热后的熔融盐热载体通过二号熔盐管18送入到熔盐-热风换热器8内，从而进入熔盐-热风换热器8内的热风能够与加热后的熔融盐热载体换热，加热后的熔融盐热载体的温度在400～500℃且不发生相变，热风吸收熔融盐热载体的热量，风温由370℃左右被进一步提升至420℃以上，通常在420～450℃，被进一步加热的热风通过一号热风管道9进入磨煤机10干燥进入锅炉1的煤粉，磨煤机10出口风粉混合物的温度也由55℃提高至60℃以上，有效解决了制粉系统干燥出力不足的问题。

同时，本发明所公开的利用熔融盐热载体提高热风温度的系统还增设有熔盐罐5，熔盐罐5用于盛放有熔融盐热载体。并且，熔盐罐5通过一号熔盐管道17与熔盐-烟气换热器3相连通，一号熔盐管道17上设置有熔盐泵4，以将熔融盐热载体泵入到熔盐-烟气换热器3内；熔盐罐5还通过三号熔盐管道19与熔盐-热风换热器8相连通，熔盐-热风换热器8内的熔融盐热载体与热风换热后，温度降低并通过三号熔盐管道19回收至熔盐罐5内，实现熔融盐热载体的反复使用，节约生产成本。

对于熔盐-烟气换热器3与熔盐-热风换热器8均采用熔融盐热载体作为传热媒介。热载体是用于传递和输送热量的中间媒体，工业上，将热载体分为有机热载体和无机热载体两大类。其中，无机热载体有水及水蒸气、空气及烟气、熔融盐等。熔融盐是指熔融状态的无机盐，其传热性能好、使用温度高，能满足各种使用温度，并且价格低。

本发明熔融盐热载体可采用硝酸盐、碳酸盐、氟盐、氯盐、二元混合硝酸熔盐中的一种或多种。其中，硝酸盐、碳酸盐、氟盐、氯盐等，具有良好的传热蓄热性能、较高的工作温度、较宽的工作温度范围、低蒸汽压以及低粘度。二元混合硝酸熔盐等，其耐热稳定性好、不可燃，使用温度在600℃以下时，传热工质在整个吸热、传热循环中无相变，且熔盐热容大，吸热器可承受较高的热流密度，从而使吸热器可做的更紧凑，减少制造成本，降低热损。

本发明还公开了一种利用熔融盐热载体提高热风温度的方法，具体如下：

首先，磨煤机10将煤块研磨成煤粉，同时，一号热风管道9向磨煤机10内送入热风，热风作为干燥热源和输送介质，使煤粉经热分干燥后与热风形成风粉混合物，风粉混合物由风粉输送管道11输送至锅炉1中燃烧，煤粉在锅炉1中燃烧后生成高温烟气；

随后，高温烟气进入锅炉尾部竖井转向室2内，烟气温度为680～720℃，一部分烟气被抽取到旁路烟道12内，进入熔盐-烟气换热器3中与熔融盐热载体换热，烟气温度降低到380～400℃，熔融盐热载体加热至400～500℃，烟气再通过二号脱硝烟道15进入scr脱硝装置6进行脱硝处理，同时，熔融盐热载体在熔盐-烟气换热器3中被烟气加热后由二号熔盐管道18送入到熔盐-热风换热器8中；其余的烟气经锅炉尾部竖井转向室2内的烟气换热器13换热后，通过一号脱硝烟道14进入scr脱硝装置6进行脱硝处理；

脱硝处理完成后，烟气进入空气预热器7与风机接口管道21送来的冷风进行换热，换热后烟气从烟气排放管20排放，冷风吸热变为热风；热风从二号热风管道16进入熔盐-热风换热器8内，与加热的熔融盐热载体进行换热，热风温度升至420～450℃，然后从一号热风管道9入磨煤机10，以对煤粉进行干燥，并完成对煤粉的运送。

本发明所公开的利用熔融盐热载体提高热风温度的系统及方法，在火力发电厂燃煤锅炉原有工艺系统基础上，通过增设旁路烟道、熔盐-烟气换热器、熔盐-热风换热器等相关熔盐系统，有效的提高了热风温度。特别是对于燃用高水分褐煤机组，通过本系统，空气预热器出口热风温度可提升50℃以上，对应磨煤机出口风粉混合物的温度也可进一步提高，充分达到磨煤机出口风粉混合物温度的设计规范要求，解决了制粉系统干燥出力不足的问题。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。