一种流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统的制作方法

本发明涉及市政供热工程领域，尤其涉及一种流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统。

背景技术：

流化床锅炉排渣温度通常在800℃左右，直接排放既会增加安全风险，也会造成热量的浪费和经济效益的降低，因此工业生产过程中，锅炉排出的红渣需通过冷渣机冷却至80℃左右才进行外运。

最初，在工程实践中较为常用的冷渣机冷却介质为循环水(普通低温冷水)。冷却用循环水通过冷渣机时，与冷渣机中的锅炉红渣进行换热，红渣冷却，循环水的温度升高(约升高10℃)，升温后的循环水送至冷却塔中进行冷却，将从废渣中携带出的热量散到大气中，冷却后的循环水接着被循环泵送入冷渣机，如此周而复始。

采用循环水(普通低温冷水)作为冷渣机的冷却介质，循环水的硬度较高，冷渣机换热管内部容易结垢，使传热恶化，导致冷渣机冷却效果降低，影响设备的连续运行，不能正常工作。因此，使用该冷却介质的冷渣机需定期进行酸洗等除垢处理，同时冷却用循环水换热升温形成高温循环水，其被送至冷却塔中与大气进行换热降温冷却，导致高温的循环水携带的热量直接散失在大气中，从而使得废渣中余热得不到利用，系统的热效率降低，造成能源浪费。

目前，为减小硬度较高的循环水的影响，大型电厂的流化床锅炉的冷渣机冷却介质采用了硬度较低的凝结水、软水、或者除盐水作为冷却介质，升温后的冷却介质被送往除氧器或者低压加热器中。该方法既可以在一定程度上缓解冷渣机结垢的问题，又回收了升温后的冷却水中携带的热量，但该方法的适用性仅局限于热力系统中含有热力除氧器或者低压加热器等设施，在市政供热工程中，热源厂中锅炉仅提供热水，并不产生蒸汽，此时除氧器选用热力除氧器并不合适，而且这种情况下，热力系统中也并不包含轴封加热器、低压加热器等，该方法对于单纯供热的、不采用蒸汽除氧器的热水锅炉不具备适用性。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统，克服现有技术中存在的硬度高的冷却介质导致的冷却效果差、硬度低的冷却介质使用局限等问题，该流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统采用热网回水作为冷渣机的冷却介质，缓解冷渣机内结垢问题，保证设备的连续运行，提升了余热回收效率。

本发明的目的是这样实现的，一种流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统，包括冷渣机，所述冷渣机内包括废渣换热通道和冷却介质换热管，所述废渣换热通道的入口能与流化床热水锅炉的废渣出口连通，所述流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统包括冷却水水泵，所述冷却水水泵的入口能通过第一连接部与热网回水管道连通，所述冷却水水泵的出口能与所述冷却介质换热管的入口连通，所述冷却介质换热管的出口能通过第二连接部与热网回水管道连通，所述第二连接部位于所述第一连接部的下游位置，位于所述第二连接部下游的热网回水管道上设置热网循环泵，所述热网回水管道的出口与所述流化床热水锅炉的水管入口连通设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述热网回水管道上连通设置热网补水管道，所述冷却水水泵的入口还能通过管道阀门与所述热网补水管道连通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述热网补水管道包括第一补水支路和第二补水支路，所述第一补水支路能通过第一支路阀门与所述热网回水管道连通设置，所述冷却水水泵的入口能通过第二支路阀门与所述第二补水支路连通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统还包括间接换热器，所述间接换热器内设置间接换热工质换热通道和热网回水换热通道，所述热网回水换热通道的入口与所述冷却水水泵的出口连通，所述热网回水换热通道的出口能通过所述第二连接部与热网回水管道连通；所述间接换热工质换热通道的出口与所述冷却介质换热管的入口连通，所述冷却介质换热管的出口与所述间接换热工质换热通道的入口连通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述间接换热工质换热通道内设置能循环流动的间接换热工质，所述间接换热工质的导热系数高于热网回水的导热系数。

在本发明的一较佳实施方式中，所述冷却介质换热管包括低温段换热管和高温段换热管，所述高温段换热管靠近所述废渣换热通道的入口设置，所述低温段换热管远离所述废渣换热通道的入口设置，所述高温段换热管的入口通过第一热网回水支流管与所述冷却水水泵的出口连通，所述高温段换热管的出口通过第一热网回水回流管与所述第二连接部连通，所述低温段换热管的入口通过第二热网回水支流管与所述冷却水水泵的出口连通，所述低温段换热管的出口通过第二热网回水回流管与所述第二连接部连通。

由上所述，本发明提供的流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统具有如下有益效果：

(1)本发明的流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统中，冷却介质换热管的入口与热网回水管道连通，热网回水硬度低，其作为冷却介质能有效地缓解冷渣机的内部管路的结垢问题，有利于设备的连续运行，提升了余热回收效率；热网回水与高温废渣热交换，实现高温废渣的热能回收，并且热网回水换热升温返回热网回水管道，提高了流化床热水锅炉的进水温度，降低了流化床热水锅炉的燃料消耗量，从而达到提升整体经济效益的目的；

(2)本发明的流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统中，热网补水与热网回水混合作为冷渣机内的冷却介质，有效地缓解冷渣机的内部管路的结垢问题；热网补水管道分两支路设计，通过支路阀门切换控制各支路的连通状态，从而实现在流化床热水锅炉不停炉的条件下对冷渣机进行检修，有利于市政管网的稳定性；

(3)本发明的流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统中，能够采用间接换热形式进行余热回收，利用导热系数高、传热性能好的换热工质作为热载体，吸收冷渣机中的废渣的余热，然后对热网回水进行放热换热，间接换热工质实现能量传递，提升余热回收效率；

(4)本发明的流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统中，能够采用分级换热的形式进行余热回收，热网回水分温度区段对废渣的余温热量进行回收，降低了冷渣机内低温段换热管内换热用热网回水的温度，增加了废渣与热网回水的温差，提升了换热效率。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统的示意图。

图2：为本发明含热网补水时流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统的示意图。

图3：为本发明间接换热时流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统的示意图。

图4：为本发明分级换热时流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统的示意图。

图中：

100、流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统；

1、冷渣机；

11、废渣换热通道；

12、冷却介质换热管；121、低温段换热管；122、高温段换热管；

2、流化床热水锅炉；21、废渣出口；

3、冷却水水泵；

4、热网回水管道；

41、第一连接部；42、第二连接部；

5、热网循环泵；

61、第一补水支路；611、第一支路阀门；

62、第二补水支路；621、第二支路阀门；

7、间接换热器；

71、间接换热工质换热通道；72、热网回水换热通道；73、工质循环泵；

81、第一热网回水支流管；82、第二热网回水支流管；

91、第一热网回水回流管；92、第二热网回水回流管。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提供一种流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统100，包括冷渣机1，冷渣机1内包括废渣换热通道11和冷却介质换热管12，废渣换热通道11的入口能与流化床热水锅炉2的废渣出口21连通，流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统100还包括冷却水水泵3，冷却水水泵3的入口能通过第一连接部41与热网回水管道4连通，冷却水水泵3的出口能与冷却介质换热管12的入口连通，冷却介质换热管12的出口能通过第二连接部42与热网回水管道4连通，第二连接部42位于第一连接部41的下游位置，位于第二连接部下游的热网回水管道上设置热网循环泵5，热网回水管道4的出口与流化床热水锅炉2的水管入口连通设置。

当流化床热水锅炉2和冷渣机1正常工作时，高温废渣由流化床热水锅炉2的废渣出口21排入冷渣机1的废渣换热通道11内，此时由冷却水水泵3抽出来的低温的热网回水进入冷却介质换热管12，热网回水与高温废渣热交换，充分吸收高温废渣的热量后热网回水升温并通过第二连接部返回热网回水管道4，在热网循环泵5的作用下，升温后的热网回水进入流化床热水锅炉2的水管，流化床热水锅炉2对其加热至设计供水温度送入热网供水管道(现有技术)进行供暖。冷却后的废渣则由冷渣机1排出，由输送设备(现有技术)送至渣场进行存放。

本发明的流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统中，冷却介质换热管的入口与热网回水管道连通，热网回水硬度低，其作为冷却介质能有效地缓解冷渣机的内部管路的结垢问题，有利于设备的连续运行，提升了余热回收效率；热网回水与高温废渣热交换，实现高温废渣的热能回收，并且热网回水换热升温返回热网回水管道，提高了流化床热水锅炉的进水温度，降低了流化床热水锅炉的燃料消耗量，从而达到提升整体经济效益的目的。

进一步，如图2所示，热网回水管道4上连通设置热网补水管道，冷却水水泵3的入口还能通过管道阀门与热网补水管道连通。热网补水硬度低，其与热网回水混合作为冷渣机1内的冷却介质，有效地缓解冷渣机1的内部管路的结垢问题。在本实施方式中，热网补水管道包括第一补水支路61和第二补水支路62，第一补水支路61能通过第一支路阀门611与热网回水管道4连通设置，冷却水水泵3的入口能通过第二支路阀门621与第二补水支路62连通。

当流化床热水锅炉2和冷渣机1正常工作时，高温废渣由流化床热水锅炉2的废渣出口21排入冷渣机1的废渣换热通道11内，第二补水支路62与冷却水水泵3的入口连通，第一补水支路61断开，低温的热网补水经第二补水支路62与冷却水水泵3抽出来的热网回水混合，热网回水温度减低，混合后的冷却用水进入冷却介质换热管12，热网回水与高温废渣热交换，充分吸收高温废渣的热量后热网回水升温并通过第二连接部返回热网回水管道4，在热网循环泵5的作用下，升温后的热网回水进入流化床热水锅炉2的水管，流化床热水锅炉2对其加热至设计供水温度送入热网供水管道(现有技术)进行供暖。冷却后的废渣则由冷渣机1排出，由输送设备(现有技术)送至渣场进行存放。

当冷渣机1由于故障无法正常运行时，流化床热水锅炉产生的废渣不进入冷渣机1而直接由输送设备运走，此时，第二补水支路62断开，停止冷却水水泵3，低温的补水经第一补水支路61直接进入热网回水管道4，并与热网回水一起由热网循环泵5送至流化床热水锅炉中进行加热。

热网补水管道分两支路设计，通过第一支路阀门611和第二支路阀门621切换控制各支路的连通状态，从而实现在流化床热水锅炉2不停炉的条件下对冷渣机进行检修，有利于市政管网的稳定性。热网补水管道也可以按照传统的定压方式设置于冷却水水泵3的入口附近。

进一步，流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统100可以采用间接换热形式进行余热回收。如图3所示，该方式中，流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统100包括间接换热器7，间接换热器7内设置间接换热工质换热通道71和热网回水换热通道72，热网回水换热通道72的入口与冷却水水泵3的出口连通，热网回水换热通道72的出口能通过第二连接部与热网回水管道4连通；间接换热工质换热通道71的出口通过工质循环泵73与冷却介质换热管12的入口连通，冷却介质换热管12的出口与间接换热工质换热通道71的入口连通。在本实施方式中，间接换热工质换热通道71内设置能循环流动的间接换热工质(如导热油)，间接换热工质的导热系数高于热网回水的导热系数。采用间接换热形式进行余热回收时，系统中的冷却水水泵3的入口还能通过管道阀门与热网补水管道连通，热网补水管道的设置如前所述。

当流化床热水锅炉2和冷渣机1正常工作时，高温废渣由流化床热水锅炉2的废渣出口21排入冷渣机1的废渣换热通道11内，热网回水流入热网回水换热通道72，间接换热工质流入冷却介质换热管12与高温废渣热交换，充分吸收高温废渣的热量后，间接换热工质升温并流回间接换热工质换热通道71，升温后的间接换热工质与热网回水进行热交换，升温后的热网回水进入流化床热水锅炉2的水管，流化床热水锅炉2对其加热至设计供水温度送入热网供水管道(现有技术)进行供暖。冷却后的废渣则由冷渣机1排出，由输送设备(现有技术)送至渣场进行存放。

流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统100采用间接换热形式进行余热回收，利用导热系数高、传热性能好的换热工质作为热载体，吸收冷渣机中的废渣的余热，然后对热网回水进行放热换热，间接换热工质实现能量传递，提升余热回收效率。

进一步，流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统100还可以采用分级换热的形式进行余热回收。如图4所示，该方式中，冷却介质换热管12包括低温段换热管121和高温段换热管122(废渣换热通道11的入口处的废渣温度高于废渣换热通道11的出口处的废渣温度，此处的高温和低温是相对温度)，高温段换热管122靠近废渣换热通道11的入口设置，低温段换热管121远离废渣换热通道11的入口设置，高温段换热管122的入口通过第一热网回水支流管81与冷却水水泵3的出口连通，高温段换热管122的出口通过第一热网回水回流管91与第二连接部连通，低温段换热管121的入口通过第二热网回水支流管82与冷却水水泵3的出口连通，低温段换热管121的出口通过第二热网回水回流管92与第二连接部连通。采用分级换热形式进行余热回收时，系统中的冷却水水泵3的入口还能通过管道阀门与热网补水管道连通，热网补水管道的设置如前所述。

当流化床热水锅炉2和冷渣机1正常工作时，高温废渣由流化床热水锅炉2的废渣出口21排入冷渣机1的废渣换热通道11内，一部分热网回水经通过冷却水水泵3和第一热网回水支流管81流入高温段换热管122，一部分热网回水经通过冷却水水泵3和第二热网回水支流管82流入低温段换热管121，热网回水分温度区段对废渣的余温热量进行回收，升温后的热网回水经第一热网回水回流管91和第二热网回水回流管92返回热网回水管道，再进入流化床热水锅炉2的水管，流化床热水锅炉2对其加热至设计供水温度送入热网供水管道(现有技术)进行供暖。冷却后的废渣则由冷渣机1排出，由输送设备(现有技术)送至渣场进行存放。

热网回水分温度区段对废渣的余温热量进行回收，降低了冷渣机1内低温段换热管121内换热用热网回水的温度，增加了废渣与热网回水的温差，提升了换热效率。

由上所述，本发明提供的流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统具有如下有益效果：

(1)本发明的流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统中，冷却介质换热管的入口与热网回水管道连通，热网回水硬度低，其作为冷却介质能有效地缓解冷渣机的内部管路的结垢问题，有利于设备的连续运行，提升了余热回收效率；热网回水与高温废渣热交换，实现高温废渣的热能回收，并且热网回水换热升温返回热网回水管道，提高了流化床热水锅炉的进水温度，降低了流化床热水锅炉的燃料消耗量，从而达到提升整体经济效益的目的；

(2)本发明的流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统中，热网补水与热网回水混合作为冷渣机内的冷却介质，有效地缓解冷渣机的内部管路的结垢问题；热网补水管道分两支路设计，通过支路阀门切换控制各支路的连通状态，从而实现在流化床热水锅炉不停炉的条件下对冷渣机进行检修，有利于市政管网的稳定性；

(3)本发明的流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统中，能够采用间接换热形式进行余热回收，利用导热系数高、传热性能好的换热工质作为热载体，吸收冷渣机中的废渣的余热，然后对热网回水进行放热换热，间接换热工质实现能量传递，提升余热回收效率；

(4)本发明的流化床热水锅炉废渣余热回收利用系统中，能够采用分级换热的形式进行余热回收，热网回水分温度区段对废渣的余温热量进行回收，降低了冷渣机内低温段换热管内换热用热网回水的温度，增加了废渣与热网回水的温差，提升了换热效率。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。