专利名称：带热力补偿的锅炉机组抽汽干化污泥系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种干化污泥系统，特别涉及一种利用锅炉机组的抽汽来干化污泥系统。
背景技术：
2009年度我国城镇污水处理量达到280亿吨，湿污泥(含水率为80% )产生量为 2005万吨，折合每天产生含水量80%的湿污泥5. 5万吨。当今国内外对于这部分污泥的处理与处置技术的发展依据是“四化”原则——减量化、稳定化、无害化和资源化。然而无论哪一种污泥处理方法对污泥的含水率都有严格的要求；一般经过水处理厂初步处理的污泥含水率在80%左右，远达不到减量化和资源化的工艺要求。因此污泥的干化成为污泥进一步处理的必经之路。干化是依靠热量来完成的，热量一般都是能源燃烧产生的。热量的利用形式有两类1、直接利用；2、间接利用。无论直接利用还是间接利用，由于经济性原因其热量的来源形式都是单一的—— 煤燃料的燃烧，锅炉是各种设备的动力之源，煤燃料的最大用户，是干化污泥热源的潜在提供者。由于锅炉所用的燃料中含有S元素，经燃烧后使得锅炉排放的烟气中含有酸性气体， 烟温高时它们会以气态的形式流经锅炉各受热面直至到脱硫塔里被除去。当烟温低于某一温度时，它们会与烟气中的水蒸气结合成硫酸而腐蚀换热设备。低温腐蚀通常出现在空气预热器的冷端以及给水温度低的省煤器中。当受热面的温度低于烟气的露点时，烟气中的水蒸气和煤燃烧后所生成的三氧化硫(只是硫的燃料产物的很少一部分)结合成的硫酸会凝结在受热面上，严重腐蚀受热面。为避免锅炉尾部受热面的酸露腐蚀，通常锅炉排烟温度设计较高，新锅炉140°c左右，运行一段时间后往往会高达160°C，这部分烟气的直接排放造成了很大的能源浪费，如果能利用这部分热源来干化污泥，其成本无疑是经济的。直接利用将高温烟道气直接引入干燥器，通过气体与湿物料的接触、对流进行换热。这种做法的特点是热量利用的效率高，但是如果被干化的物料具有污染物性质，也将带来排放问题，因高温烟道气的进入是持续的，因此也造成同等流量的、与物料有过直接接触的废气必须经特殊处理后排放，而且烟气中可能存在的酸性气体对干化设备也有一定的腐蚀作用，必然影响干化器的使用寿命。以浙江大学翁焕新为代表的直接利用烟气干化污泥技术将这部分烟气与湿污泥在回转烘干窑里直接混合接触干化污泥，其能源的利用效率无疑较高的，然而如前所述其缺点也是显而易见的，与物料有过直接接触的大量烟气必须经特殊处理后才能排放，而且烟气中可能存在的酸性气体对干化设备也有一定的腐蚀作用， 影响了干化器的使用寿命，而且140°C烟温其能量的品位也较低，干化效率较低。间接利用将高温烟气的热量通过热交换器，传给某种介质，这些介质可能是导热油、蒸汽或者空气。介质在一个封闭的回路中循环，与被干化的物料没有接触。热量被部分利用后的烟气正常排放。间接利用存在一定的热损失，而且还面临下面两个问题—是由于烟温较低会腐蚀与烟气接触的设备，这部分烟气中的余热怎么去回收？
二是与直接利用这部分烟气干化污泥的方法相比，间接利用的热能品位会更低， 干化污泥显得更困难。然而使用这些锅炉的电厂或大中型企业自备电厂热力系统中为提高整个机组的效率，一般在进省煤器前的给水管路上设有多级加热器，加热锅炉给水，因加热的给水压力较高，称之高压加热器；对于一些大中型锅炉机组而言，在进除氧器(本身也为一加热器)前的凝结水管路上亦设有多级加热器，加热凝结水，相对于给水的压力而言，凝结水的压力较低，称之为低压加热器。包括除氧器在内和高低压加热器它们所用热源均为锅炉机组(汽轮机组)的抽汽，根据各机组的不同，抽汽的蒸汽参数也不尽相同，一般来说大于 160 对于大的机组来，温度会更高。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种带热力补偿的锅炉机组抽汽干化污泥系统，克服现有技术中存在的上述问题。本发明的带热力补偿的锅炉机组抽汽干化污泥系统，包括锅炉烟道、锅炉给水管道和机组抽汽系统，所述锅炉给水管道上设有除氧器和省煤器，所述省煤器作为受热面位于锅炉烟道内，所述除氧器的进汽管与机组抽汽系统相连接，所述除氧器的出水管与省煤器的进水管相连，还包括污泥干化器和烟气余热利用装置，污泥干化器的进汽管与所述机组抽汽系统相连，烟气余热利用装置包括通过循环管道相连的吸热段和放热段，吸热段设在所述锅炉烟道内最末级受热面的后方，放热段置于所述除氧器的进水管一支路上。本发明所述污泥干化器内设有蒸汽加热器，蒸汽加热器的进汽管与所述机组抽汽系统相连，蒸汽加热器的出汽管与凝结水箱相连接。本发明所述污泥干化系统还包括污泥仓和污泥蒸汽回收系统，污泥仓与所述污泥干化器相连，污泥干化器通过循环气管与污泥蒸汽回收系统相连。本发明所述污泥蒸汽回收系统包括冷凝器、循环风机和污水处理系统，所述冷凝器通过所述循环气管与污泥干化器相连，循环风机设在循环气管上，冷凝器的排水口与污水处理系统相连。本发明所述冷凝器内设有喷淋头，喷淋头与给水泵相连。本发明所述除氧器的进水管包括两条支路，每条支路上均设有一个流量调节阀， 所述放热段位于其中一条支路上本发明还包括控制系统和温度传感器，温度传感器设在所述吸热段上，所述蒸汽加热器的进汽管上设有流量调节阀，所述温度传感器、流量调节阀均与控制系统相连接。本发明还包括一低压加热器，低压加热器与所述放热段分别设在所述除氧器进水管的两条支路上，低压加热器的进汽管与所述机组抽汽系统相连。本发明所述蒸汽加热器的进汽管与所述低压加热器的进汽管相连通。本发明所述蒸汽加热器的进汽管与所述除氧器的进汽管相连通。通过以上技术方案，本发明的带热力补偿的锅炉机组抽汽干化污泥系统，将锅炉机组的部分抽汽来加热污泥使其干化，并在避免烟气酸露腐蚀的情况下，最大程度的回收锅炉排烟余热来补偿干化污泥的抽汽热量损失，使烟气与污泥不直接接触避免有害废气的产生，并减少污泥干化的能耗，降低污泥干化运行成本。
图1为本发明锅炉机组抽汽干化污泥系统的一具体实施例。图2为本发明锅炉机组抽汽干化污泥系统的另一具体实施例。图中，1，锅炉烟道；2，省煤器；3，污泥干化器；4，吸热段；5，放热段；6，除氧器；7， 低压加热器；8、16、17，流量调节阀；9，污泥仓；10，凝结水箱；11，冷凝器；12，循环风机； 13，给水泵；14，控制系统；15，温度传感器。
具体实施例方式如图1及图2所示，本发明带热力补偿的锅炉机组抽汽干化污泥系统，包括锅炉烟道1、锅炉给水管道和机组抽汽系统，锅炉给水管道上设有除氧器6和省煤器2，省煤器作为受热面位于锅炉烟道1内，除氧器6的进汽管与机组抽汽系统相连接，除氧器的出水管与省煤器的进水管相连，还包括污泥干化器3和烟气余热利用装置，污泥干化器的进汽管与机组抽汽系统相连，烟气余热利用装置包括通过循环管道相连的吸热段4和放热段5，吸热段 4作为最末级受热面设在锅炉烟道内，除氧器的进水管设有两个支路，放热段5置于其中一支路上。本发明采用污泥干化器利用锅炉机组抽汽系统的抽汽来干化污泥，使烟气与污泥非接触，并充分利用烟气余热。但在抽汽总量不变的情况下，由于利用了部分抽汽来干化污泥，用于加热锅炉给水的抽汽量减少，那么进入省煤器的水热量会降低，为弥补该部分热量损失，采用热力补偿来保证锅炉机组的热力平衡。热力补偿主要通过烟气余热回收利用装置吸收锅炉排烟中的部分烟气余热，以加热锅炉补给水或凝结水的方式返还给原锅炉机组的热力系统中。锅炉的排烟温度为140 160°C，加热的锅炉补给水或凝结水温度通常为20 60°C之间，若烟气直接与其换热，换热器壁面温度接近烟气酸露点温度，可能造成换热设备的酸露腐蚀，为避免这一问题，本烟气余热回收利用装置分吸热段和放热段两个部分，吸热段4置于烟道中吸收热量传递给工作介质，工作介质再在放热段5传递给锅炉补给水或凝结水，工作介质工作机理通常为高温强制循环水或自然循环蒸汽，因此其传热系数远高于烟气侧，使得壁面温度由工作介质侧温度决定。上述污泥干化系统还包括污泥仓9、凝结水箱10和污泥蒸汽回收系统，污泥仓9与污泥干化器3相连，污泥干化器内的蒸汽加热器的出汽管与凝结水箱10相连，蒸汽干化污泥后，自身变为凝结水储存在凝结水箱10中，这部分凝结水可补充到除氧器中或作其他用途。污泥干化器3通过循环气管与污泥蒸汽回收系统相连。污泥蒸汽回收系统包括冷凝器 11、循环风机12和污水处理系统，冷凝器11通过循环气管与污泥干化器3相连，循环风机 12设在循环气管上，冷凝器11的排水口与污水处理系统相连。并冷凝器11内设有喷淋头， 喷淋头与给水泵13相连。从水处理厂进来的脱水污泥，一般含水率在80%左右。污泥储存在污泥仓9中，污泥仓9内设置了推板装置，通过液压或电动装置运行，防止污泥板结渣影响出料。污泥干化器3将蒸汽的热量传递给污泥，将污泥水分蒸发，由循环空气带出。污泥蒸汽回收系统中循环风机12将污泥干化器3产生的水蒸汽和部分挥发份的气体抽出通过循环气管进入冷凝器11冷凝后循环进入污泥干化器3。冷凝器11采用喷水冷凝的方式，冷凝水来自水池，经过给水泵14后进入喷淋冷凝器，通过喷淋头雾化后与循环空气充分接触，空气冷却后从冷凝器11上部排出，空气降温后部分水蒸气凝结成液态水，随冷凝水从冷凝器底部排水口排出，进入污水处理系统进行处理。污泥干化器可根据污泥的处理量、污泥的干化程度、烟气的温度和流量设计为一级或多级。由于污泥中的部分挥发气体不断进入循环气体中，循环空气的量将不断增加，在循环空气管路上装设了排气管，气体经排气管接入附近焚烧炉，通过焚烧回收挥发分的能量，并消除恶臭，或采用其他处理方式，减少对环境的污染。作为本发明的一具体实施例，如图1所示，锅炉给水管道上设有除氧器6和省煤器 2，省煤器2通过水泵与除氧器6的出水管相连，污泥干化器3内设有蒸汽加热器，蒸汽加热器的进汽管与除氧器6的进汽管相连通，蒸汽加热器的出汽管与凝结水箱相连。除氧器的进水管分为两支路，放热段5置于其中一支路上。锅炉给水分两路进入除氧器6，一路通过放热段5吸热后再进入除氧器6，另一路直接进入除氧器6，锅炉给水流出除氧器6经过水泵进入省煤器2。在放热段进水管上设有流量调节阀17，在除氧器进水管的另一支路上设有流量调节阀8，通过控制这两个流量调节阀确保进入除氧器的水量大小不变。本发明还包括控制系统14、温度传感器15和流量调节阀17、8，温度传感器15和流量调节阀与控制系统相连，温度传感器15设在吸热段4上，并在放热段进水管上设有流量调节阀17，在除氧器进水管的另一支路上设有流量调节阀8，蒸汽加热器的进汽管也设有流量调节阀16，通过调节流量调节阀16来控制进入污泥干化器的蒸汽量。通过控制系统 14控制烟气余热回收利用装置吸热段4上的温度传感器15和安装于放热段5进水管路上的流量调节阀7，该控制系统可随锅炉负荷的变动随意调节吸热段壁温使其始终高于烟气酸露点温度，最大程度回收排烟余热。作为本发明的另一具体实施例，如图2所示，锅炉给水管道上除省煤器和除氧器外，还可设有低压加热器7，除氧器和低压加热器分别与锅炉机组抽汽系统相连，低压加热器7和放热段5分别设在除氧器进水管的两支路上。锅炉给水一路经过低压加热器进入除氧器，一路经过放热段进入除氧器。此时蒸汽加热器的进汽管可以选择与除氧器6的进汽管相连，也可以选择与低压加热器7的进汽管相连，并在蒸汽加热器的进汽管上设流量调节阀16。无论污泥干化器与除氧器相连还是与低压加热器相连，都是利用锅炉抽汽来干化污泥。还包括控制系统14、温度传感器15和流量调节阀17、8，温度传感器15和流量调节阀与控制系统相连，温度传感器15设在吸热段4上，并在放热段进水管上设有流量调节阀17，在除氧器进水管的另一支路即设有低压加热器的支路上设有流量调节阀8，污泥干化器的加热器进汽管也设有流量调节阀16，通过调节流量调节阀16来控制进入污泥干化器的蒸汽量。本发明利用上述的烟气余热回收的热量来加热锅炉给水，再用上述加热锅炉给水的抽汽来干化污泥，保证原热力系统平衡，间接地把锅炉排烟余热用来干化污泥。
权利要求
1.一种带热力补偿的锅炉机组抽汽干化污泥系统，包括锅炉烟道(1)、锅炉给水管道和机组抽汽系统，所述锅炉给水管道上设有除氧器(6)和省煤器O)，所述省煤器作为受热面位于锅炉烟道(1)内，所述除氧器(6)的进汽管与机组抽汽系统相连接，所述除氧器的出水管与省煤器的进水管相连，其特征在于，还包括污泥干化器C3)和烟气余热利用装置， 污泥干化器与所述机组抽汽系统相连，烟气余热利用装置包括通过循环管道相连的吸热段 (4)和放热段(5)，吸热段(4)作为最末级受热面设在所述锅炉烟道内，放热段(5)置于所述除氧器的进水管上。
2.根据权利要求1所述的锅炉机组抽汽干化污泥系统，其特征在于，所述污泥干化器内设有蒸汽加热器，蒸汽加热器的进汽管与所述机组抽汽系统相连，蒸汽加热器的出汽管与凝结水箱(10)相连接。
3.根据权利要求2所述的锅炉机组抽汽干化污泥系统，其特征在于，所述污泥干化系统还包括污泥仓(9)和污泥蒸汽回收系统，污泥仓(9)与所述污泥干化器C3)相连，污泥干化器C3)通过循环气管与污泥蒸汽回收系统相连。
4.根据权利要求3所述的锅炉机组抽汽干化污泥系统，其特征在于，所述污泥蒸汽回收系统包括冷凝器(11)、循环风机(1 和污水处理系统，所述冷凝器(11)通过所述循环气管与污泥干化器C3)相连，循环风机(1 设在循环气管上，冷凝器的排水口与污水处理系统相连。
5.根据权利要求4所述的锅炉机组抽汽干化污泥系统，其特征在于，所述冷凝器(11) 内设有喷淋头，喷淋头与给水泵(1 相连。
6.根据权利要求2所述的锅炉机组抽汽干化污泥系统，其特征在于，所述除氧器的进水管包括两条支路，每条支路上均设有一个流量调节阀(8、17)，所述放热段( 位于其中一条支路上。
7.根据权利要求6所述的锅炉机组抽汽干化污泥系统，其特征在于，还包括控制系统 (14)和温度传感器(15)，温度传感器(1 设在所述吸热段(4)上，所述蒸汽加热器的进汽管上设有流量调节阀(16)，所述温度传感器、流量调节阀(8、16、17)均与控制系统相连接。
8.根据权利要求6所述的锅炉机组抽汽干化污泥系统，其特征在于，还包括一低压加热器(7)，低压加热器(7)与所述放热段( 分别设在所述除氧器(6)进水管的两条支路上，低压加热器的进汽管与所述机组抽汽系统相连。
9.根据权利要求8所述的锅炉机组抽汽干化污泥系统，其特征在于，所述蒸汽加热器的进汽管与所述低压加热器(7)的进汽管相连通。
10.根据权利要求2所述的锅炉机组抽汽干化污泥系统，其特征在于，所述蒸汽加热器的进汽管与所述除氧器(6)的进汽管相连通。
全文摘要
本发明的带热力补偿的锅炉机组抽汽干化污泥系统，包括锅炉烟道、锅炉给水管道和机组抽汽系统，锅炉给水管道上设有除氧器和省煤器，省煤器作为受热面位于锅炉烟道内，所述除氧器的进汽管与机组抽汽系统相连接，除氧器的出水管与省煤器的进水管相连，还包括污泥干化器和烟气余热利用装置，污泥干化器与机组抽汽系统相连，烟气余热利用装置包括通过循环管道相连的吸热段和放热段，吸热段作为最末级受热面设在锅炉烟道内，放热段置于除氧器的进水管上。本发明带热力补偿的锅炉机组抽汽干化污泥系统，利用锅炉机组蒸汽干化污泥，并通过烟气余热回收装置进行锅炉系统的热力补偿，来提高烟气间接用于干化污泥的利用率。
文档编号C02F11/12GK102173555SQ20111006317
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者刘兵, 钱学略 申请人:上海伏波环保设备有限公司