用于燃煤烟气的余热梯级利用系统的制作方法

1.本实用新型属于锅炉燃烧领域，具体涉及用于燃煤烟气的余热梯级利用系统。


背景技术：

2.煤粉工业锅炉尾部烟道排烟温度较高，大多处于120
‑
150℃范围内，烟气中依然含有大量的可利用能量，若直接排放，严重影响锅炉热效率、机组经济性以及周边环境，且造成能源浪费。当前煤粉锅炉余热回收主要采用两级烟气余热回收的方案，即分别在除尘器前和脱硫塔前设置烟气余热回收装置，虽然能够降低锅炉的排烟温度，但降低幅度不大，同时余热利用时不能根据锅炉的运行工况对烟气余热进行梯级利用，不能充分利用烟气余热。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种用于燃煤烟气的余热梯级利用系统，该余热梯级利用系统结构简单，能够对烟气余热进行梯级利用，充分利用烟气余热。
4.为实现本实用新型的目的，采用以下的技术方案：
5.一种用于燃煤烟气的余热梯级利用系统，包括通过烟道相连通的锅炉和烟囱，所述烟道内依次设置有省煤器、空气预热器、除尘器、一级换热器、二级换热器、引风机和吸收塔，用于依次对来自所述锅炉的烟气进行处理以自所述烟囱排空；
6.所述余热梯级利用系统还包括空气换热器、给水泵、循环水泵和送风机；
7.所述省煤器的进水端连接至所述给水泵，出水端连接至所述锅炉，用于利用来自所述锅炉的烟气余热对来自所述给水泵的水加热以供给所述锅炉；
8.所述一级换热器的进水端分别连接至所述给水泵和所述空气换热器的出水端，所述一级换热器的出水端分别连接至所述省煤器的进水端和所述空气换热器的进水端，用于利用来自所述除尘器的烟气余热对来自所述给水泵和/或来自所述空气换热器的水加热以供给所述省煤器和/或所述空气换热器；所述循环水泵设置于自所述一级换热器的出水端至所述空气换热器的进水端的管线上；
9.所述空气换热器的进水端经所述循环水泵连接至所述一级换热器的出水端，所述空气换热器的出水端连接至所述一级换热器的进水端，所述空气换热器的进气端连接至所述送风机，所述空气换热器的出气端连接至所述空气预热器，用于循环利用来自所述一级换热器的水加热来自所述送风机的空气以供给所述空气预热器；
10.所述空气预热器的进气端连接至所述空气换热器的出气端，所述空气预热器的出气端连接至所述锅炉，用于利用来自所述省煤器的烟气余热对来自所述空气换热器的空气进行加热以作为一次风供给所述锅炉；
11.所述二级换热器的进水端连接至所述给水泵，出水端连接至所述省煤器的进水端，用于利用来自所述一级换热器的烟气余热对来自所述给水泵的水加热以供给所述省煤器；
12.所述二级换热器的出水端还连接至所述一级换热器的进水端，用于在所述一级换热器中利用来自所述除尘器的烟气余热对来自所述二级换热器的水加热以供给所述省煤器和/或所述空气换热器。
13.优选地，自所述给水泵至所述省煤器的第一管线上设置有第一阀门，用于打开/关闭以连通/阻断所述给水泵向所述省煤器的进水。
14.优选地，所述二级换热器的进水端设置有第二阀门，用于打开/关闭以连通/阻断所述给水泵向所述二级换热器的进水。
15.优选地，所述二级换热器的出水端设置有第三阀门，用于打开/关闭以连通/阻断所述二级换热器向所述省煤器的进水。
16.优选地，所述二级换热器的进水端和出水端分别连接至所述第一管线上，且分别位于所述第一阀门的进水端和出水端；所述第二阀门设置于自所述第一阀门进水端至所述二级换热器进水端的第三管线上；所述第三阀门设置于自所述二级换热器出水端至所述第一阀门出水端的第四管线上。
17.优选地，所述循环水泵的进水端设置有第四阀门，用于打开/关闭以连通/阻断所述一级换热器向所述空气换热器的进水。
18.优选地，所述空气换热器的出水端设置有第五阀门，用于打开/关闭以连通/阻断所述空气换热器向所述一级换热器的进水。
19.优选地，自所述二级换热器的出水端至所述一级换热器的进水端的第二管线上设置有第六阀门，用于打开/关闭以连通/阻断所述二级换热器向所述一级换热器的进水；所述第二管线的两端分别连接至所述第三阀门的进水端和所述第五阀门的出水端。
20.优选地，自所述第二阀门的出水端至所述第六阀门的出水端的第五管线上设置有第七阀门，用于与所述第二阀门同时打开/关闭以连通/阻断所述给水泵向所述一级换热器的进水。
21.优选地，自所述一级换热器的出水端至所述省煤器的进水端的第六管线上设置有第八阀门；所述第八阀门的进水端连接至所述第四阀门的进水端，所述第八阀门的出水端连接至所述第一阀门的出水端，用于打开/关闭以连通/阻断所述一级换热器向所述省煤器的进水。
22.本实用新型的有益效果在于：
23.本实用新型的用于燃煤烟气的余热梯级利用系统，结构简单，能够灵活调节余热利用模式，对烟气余热进行梯级利用，充分利用烟气余热。
附图说明
24.图1为本实用新型的用于燃煤烟气的余热梯级利用系统在一种实施方式中的结构示意图。
具体实施方式
25.以下结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案及其效果做进一步说明。以下实施方式仅用于说明本实用新型的内容，实用新型并不仅限于下述实施方式或实施例。应用本实用新型的构思对本实用新型进行的简单改变都在本实用新型要求保护的范围
内。
26.如图1所示，本实用新型提供一种用于燃煤烟气的余热梯级利用系统，包括通过烟道相连通的锅炉和烟囱1，所述烟道内依次设置有省煤器2、空气预热器3、除尘器4、一级换热器5、二级换热器6、引风机7和吸收塔8，用于依次对来自所述锅炉的烟气进行处理以自所述烟囱1排空；
27.所述余热梯级利用系统还包括空气换热器9、给水泵10、循环水泵11和送风机12；
28.所述省煤器2的进水端连接至所述给水泵10，出水端连接至所述锅炉，用于利用来自所述锅炉的烟气余热对来自所述给水泵10的水加热以供给所述锅炉；
29.所述一级换热器5的进水端分别连接至所述给水泵10和所述空气换热器9的出水端，所述一级换热器5的出水端分别连接至所述省煤器2的进水端和所述空气换热器9的进水端，用于利用来自所述除尘器4的烟气余热对来自所述给水泵10和/或来自所述空气换热器9的水加热以供给所述省煤器2和/或所述空气换热器9；所述循环水泵11设置于自所述一级换热器5的出水端至所述空气换热器9的进水端的管线上；
30.所述空气换热器9的进水端经所述循环水泵11连接至所述一级换热器5的出水端，所述空气换热器9的出水端连接至所述一级换热器5的进水端，所述空气换热器9的进气端连接至所述送风机(12)，所述空气换热器9的出气端连接至所述空气预热器3，用于循环利用来自所述一级换热器5的水加热来自所述送风机12的空气以供给所述空气预热器3；
31.所述空气预热器的进气端连接至所述空气换热器9的出气端，所述空气预热器3的出气端连接至所述锅炉，用于利用来自所述省煤器2的烟气余热对来自所述空气换热器9所述一级换热器5的进水端分别连接至所述给水泵10和所述空气换热器9的出水端，所述一级换热器5的出水端分别连接至所述省煤器2的进水端和所述空气换热器9的进水端，用于利用来自所述除尘器4的烟气余热对来自所述给水泵10和/或来自所述空气换热器9的水加热以供给所述省煤器2和/或所述空气换热器9；所述循环水泵11设置于自所述一级换热器5的出水端至所述空气换热器9的进水端的管线上；
32.所述空气换热器9的进水端经所述循环水泵11连接至所述一级换热器5的出水端，所述空气换热器9的出水端连接至所述一级换热器5的进水端，所述空气换热器9的进气端连接至所述送风机12，所述空气换热器9的出气端连接至所述空气预热器3，用于循环利用来自所述一级换热器5的水加热来自所述送风机12的空气以供给所述空气预热器3；
33.所述空气预热器3的进气端连接至所述空气换热器9的出气端，所述空气预热器3的出气端连接至所述锅炉，用于利用来自所述省煤器2的烟气余热对来自所述空气换热器9的空气进行加热以作为一次风供给所述锅炉；
34.所述二级换热器6的进水端连接至所述给水泵10，出水端连接至所述省煤器2的进水端，用于利用来自所述一级换热器5的烟气余热对来自所述给水泵10的水加热以供给所述省煤器2；
35.所述二级换热器6的出水端还连接至所述一级换热器5的进水端，用于在所述一级换热器5中利用来自所述除尘器4的烟气余热对来自所述二级换热器6的水加热以供给所述省煤器2和/或所述空气换热器9；
36.所述二级换热器6的进水端连接至所述给水泵10，出水端连接至所述省煤器2的进水端，用于利用来自所述一级换热器5的烟气余热对来自所述给水泵10的水加热以供给所
述省煤器2；
37.所述二级换热器6的出水端还连接至所述一级换热器5的进水端，用于在所述一级换热器5中利用来自所述除尘器4的烟气余热对来自所述二级换热器6的水加热以供给所述省煤器2和/或所述空气换热器9。
38.本领域技术人员理解，所述省煤器2用于向所述锅炉提供热水，所述空气预热器3用于对所述省煤器2出烟端的烟气进行换热降温，所述除尘器4用于对所述空气预热器3出烟端的烟气进行除尘，所述一级换热器5用于对所述除尘器4出烟端的烟气进行换热降温，所述二级换热器6用于对所述一级换热器5出烟端的烟气进行换热降温，所述引风机7用于将降温后的烟气引至所述吸收塔8进行脱硫，所述烟囱1用于将脱硫后的烟气排空。一次风是指送入锅炉炉膛内供燃烧的风。
39.本实用新型的用于燃煤烟气的余热梯级利用系统，结构简单，能够对烟气余热进行梯级利用，充分利用烟气余热。一方面，当锅炉使用着火条件较差的煤进行工作时，能够在所述一级换热器5中利用所述除尘器4出烟端的烟气余热加热所述一级换热器5的进水(包括来自所述给水泵10的水，来自所述二级换热器6出水端的水，以及来自所述空气换热器出水端的水)，并利用加热后的水加热进入所述空气换热器9中的空气，提高进入所述锅炉的一次风的温度，有助于劣质煤的着火，增强锅炉燃烧稳定性、提高燃用劣质煤的适应性，同时还能降低烟气温度；另一方面，能够利用烟气余热对省煤器2的进水进行加热，以提高省所述煤器2的进水温度，提高锅炉的热效率，同时也能够抑制省煤器区域的酸冷凝结露进而减缓酸腐蚀，增强省煤器设备寿命，实现能量的循环利用和梯级利用，提高烟气余热的利用效率，避免能量浪费。
40.本领域技术人员理解，一级换热器5和二级换热器6可以采用氟塑钢材料加工，不仅能够耐酸腐蚀，同时也能够承受锅炉给水压力，保证换热器安全稳定运行。
41.在一种实施方式中，自所述给水泵10至所述省煤器2的第一管线上设置有第一阀门15，用于打开/关闭以连通/阻断所述给水泵10向所述省煤器2的进水。
42.在一种实施方式中，所述二级换热器6的进水端设置有第二阀门16，用于打开/关闭以连通/阻断所述给水泵10向所述二级换热器6的进水。
43.在一种实施方式中，所述二级换热器6的出水端设置有第三阀门17，用于打开/关闭以连通/阻断所述二级换热器6向所述省煤器2的进水。
44.在一种实施方式中，所述二级换热器6的进水端和出水端分别连接至所述第一管线上，且分别位于所述第一阀门15的进水端和出水端；所述第二阀门16设置于自所述第一阀门15的进水端至所述二级换热器6的进水端的第三管线上；所述第三阀门17设置于自所述二级换热器6的出水端至所述第一阀门15的出水端的第四管线上，用于通过控制所述第一阀门15、所述第二阀门16和所述第三阀门17的打开/关闭，控制所述给水泵10直接向所述省煤器2进水，或者先向所述二级换热器6进水以利用烟气余热提高所述省煤器2的进水温度，提高锅炉的热效率，同时也能够抑制省煤器区域的酸冷凝结露进而减缓酸腐蚀，增强省煤器设备寿命，实现能量的循环利用和梯级利用，提高烟气余热的利用效率。当所述省煤器2的进水温度过高时，为了防止所述省煤器2的进水在省煤器2中严重过沸腾影响运行安全，或者当所述一级换热器5出烟端的烟气温度较低时，可通过调节相关阀门(关闭所述第二阀门16和所述第三阀门17，打开所述第一阀门15)，使来自所述给水泵10的水不经过所述二级
换热器6进行烟气余热加热而直接向所述省煤器2进水；当所述一级换热器5出烟端的烟气温度较高时，关闭所述第一阀门15，打开所述第二阀门16和所述第三阀门17，所述给水泵10先向所述二级换热器6进水，以在所述二级换热器6中利用所述一级换热器5出烟端的烟气余热提高所述省煤器2的进水温度，同时降低排烟温度。在一种实施方式中，所述循环水泵11的进水端设置有第四阀门18，用于打开/关闭以连通/阻断所述一级换热器5向所述空气换热器9的进水。
45.在一种实施方式中，所述空气换热器9的出水端设置有第五阀门19，用于打开/关闭以连通/阻断所述空气换热器9向所述一级换热器5的进水。
46.在一种实施方式中，自所述二级换热器6的出水端至所述一级换热器5的进水端的第二管线上设置有第六阀门20，用于打开/关闭以连通/阻断所述二级换热器6向所述一级换热器5的进水；所述第二管线的两端分别连接至所述第三阀门17的进水端和所述第五阀门19的出水端。
47.当来自所述二级换热器6的水温度较低时，可以关闭所述第一阀门15和所述第三阀门17，打开所述第二阀门16、所述第四阀门18、所述第五阀门19和所述第六阀门20，将来自所述二级换热器6的水输入所述一级换热器5中利用所述除尘器4出烟端的烟气余热对其进行进一步加热，然后输入所述空气换热器9中对来自所述送风机12的空气进行加热以供给所述空气预热器3，并在所述空气预热器3中利用所述省煤器2出烟端的烟气余热对来自所述空气换热器9的空气进一步加热后，作为一级风输送至所述锅炉中，提高进入所述锅炉的一次风的温度，有助于煤的着火，增强锅炉燃烧稳定性、提高燃用劣质煤的适应性，同时还能对烟气余热进一步利用，实现烟气余热的梯级利用，提高了烟气余热的利用效率，并降低烟气温度。
48.在一种实施方式中，自所述第二阀门16的出水端至所述第六阀门20的出水端的第五管线上设置有第七阀门21，用于与所述第二阀门16同时打开/关闭以连通/阻断所述给水泵10向所述一级换热器5的进水。
49.关闭所述第三阀门17和第一阀门15，打开所述第二阀门16、所述第六阀门20、所述第七阀门21、所述第四阀门18和所述第五阀门19，使来自所述给水泵10的水分别进入进水至所述一级换热器5和所述二级换热器6；在所述一级换热器5中，利用所述除尘器4出烟端的烟气余热对来自所述给水泵10的水加热后，输入所述空气换热器9中对来自所述送风机12的空气进行加热后作为所述空气预热器3的进气，再在所述空气预热器3中，利用所述省煤器2出烟端的烟气余热对来自所述空气换热器9的空气进一步加热后，作为一次风送入所述锅炉中，以提高进入锅炉的一次风温度，有利于煤着火，增强锅炉燃烧稳定性、提高燃用劣质煤的适应性，提高锅炉效率，同时对烟气进行梯级降温；在所述二级换热器6中，利用所述一级换热器5出烟端的烟气余热对来自所述给水泵10的水加热后，再次输入所述一级换热器5中，重复前面提高一次风温度的步骤，不仅实现了对一次风温度的提高，还实现了对烟气余热进行梯级利用，提高了烟气余热的利用效率，实现了烟气温度的降低。
50.在一种实施方式中，自所述一级换热器5的出水端至所述省煤器2的进水端的第六管线上设置有第八阀门13；所述第八阀门13的进水端连接至所述第四阀门18的进水端，所述第八阀门13的出水端连接至所述第一阀门15的出水端，用于打开/关闭以连通/阻断所述一级换热器5向所述省煤器2的进水。
51.关闭所述第三阀门17、第一阀门15、所述第四阀门18和所述第五阀门19，打开所述第二阀门16、所述第六阀门20、所述第七阀门21和所述第八阀门13，使来自所述给水泵10的水分别进入进水至所述一级换热器5和所述二级换热器6；在所述一级换热器5中，利用所述除尘器4出烟端的烟气余热对来自所述给水泵10的水加热后，输入所述省煤器2中以提高省煤器2的进水温度；在所述二级换热器6中，利用所述一级换热器5出烟端的烟气余热对来自所述给水泵10的水加热后，再次输入所述一级换热器5中，利用所述除尘器4出烟端的烟气余热对来自所述给水泵10的水加热后，输入所述省煤器2中以提高省煤器2的进水温度，不仅提高了所述省煤器2的进水温度，提高了锅炉的热效率，同时也能够抑制省煤器2区域的酸冷凝结露进而减缓酸腐蚀，增强省煤器2设备寿命，还实现了对烟气余热进行梯级利用，实现了烟气温度的降低。
52.如图1所示，在一种实施方式中，本实用新型的用于燃煤烟气的余热梯级利用系统的运行过程如下：
53.所述锅炉产生的烟气依次经烟道内的省煤器2、空气预热器3、除尘器4、一级换热器5、二级换热器6、引风机7和吸收塔8处理后自所述烟囱1排空；
54.当所述省煤器2的进水温度过高时，可关闭其他阀门，仅打开所述第一阀门15，将来自所述给水泵10的水直接送入所述省煤器2中；
55.当所述省煤器2的进水温度较低时，可通过调节相关阀门来提高其进水温度，比如：(1)关闭所述第一阀门15和其他阀门，仅打开所述第二阀门16和所述第三阀门17，将来自所述给水泵10的水先送入所述二级换热器6中，并在所述二级换热器6中利用所述一级换热器5出烟端的烟气余热加热后输入所述省煤器2中，以提高所述省煤器2的进水温度；(2)关闭所述第三阀门17、第一阀门15、所述第四阀门18、所述第五阀门19和所述第七阀门21，仅打开所述第二阀门16、所述第六阀门20、所述第八阀门13，将来自所述给水泵10的水先送入所述二级换热器6中，在所述二级换热器6中利用所述一级换热器5出烟端的烟气余热加热后，再输入所述一级换热器5中(所述一级换热器5和所述二级换热器6串联)；在所述一级换热器5中利用所述除尘器4出烟端的烟气余热加热后输入所述省煤器2中，以提高所述省煤器2的进水温度；(3)关闭所述第三阀门17、第一阀门15、所述第四阀门18和所述第五阀门19，仅打开所述第二阀门16、所述第六阀门20、所述第七阀门21和所述第八阀门13，将来自所述给水泵10的水分别送入所述一级换热器5和所述二级换热器6中(所述一级换热器5和所述二级换热器6并联)，在所述二级换热器6中利用所述一级换热器5出烟端的烟气余热加热后，再输入所述一级换热器5中；来自所述给水泵10和所述二级换热器6的水，在所述一级换热器5中利用所述除尘器4出烟端的烟气余热加热后输入所述省煤器2中，以提高所述省煤器2的进水温度；
56.当进入所述锅炉的一次风温度较低时，可通过调节相关阀门来提高一次风的温度，比如：(1)关闭所述第三阀门17、第一阀门15、所述第八阀门13和所述第七阀门21，仅打开所述第二阀门16、所述第六阀门20、所述第四阀门18和所述第五阀门19，将来自所述给水泵10的水先送入所述二级换热器6中，在所述二级换热器6中利用所述一级换热器5出烟端的烟气余热加热后，再输入所述一级换热器5中(所述一级换热器5和所述二级换热器6串联)；在所述一级换热器5中利用所述除尘器4出烟端的烟气余热加热后输入所述空气换热器9中，以在所述空气换热器9中加热来自所述送风机12的空气，提高进入所述空气预热器3
的空气温度；经所述述空气换热器9加热后的空气输入所述空气预热器3中，并在所述空气预热器3中，利用所述省煤器2出烟端的烟气余热对其加热后作为一次风输入所述锅炉中，提高进入所述锅炉的一次风温度；(2)关闭所述第三阀门17、第一阀门15和所述第八阀门13，仅打开所述第二阀门16、所述第六阀门20、所述第七阀门21、所述第四阀门18和所述第五阀门19，将来自所述给水泵10的水分别送入所述一级换热器5和所述二级换热器6中(所述一级换热器5和所述二级换热器6并联)，在所述二级换热器6中利用所述一级换热器5出烟端的烟气余热加热后，再输入所述一级换热器5中；来自所述给水泵10和所述二级换热器6的水，在所述一级换热器5中利用所述除尘器4出烟端的烟气余热加热后输入所述空气换热器9中，以在所述空气换热器9中加热来自所述送风机12的空气，提高进入所述空气预热器3的空气温度；经所述述空气换热器9加热后的空气输入所述空气预热器3中，并在所述空气预热器3中，利用所述省煤器2出烟端的烟气余热对其加热后作为一次风输入所述锅炉中，提高进入所述锅炉的一次风温度。
57.本实用新型的用于燃煤烟气的余热梯级利用系统，结构简单，能够灵活调节余热利用模式，自由切换一级换热器和二级换热器的串、并联余热利用方式，对烟气余热进行梯级利用，充分利用烟气余热，烟气余热利用效率高；能够提高一次风的温度，增强煤粉的着火性，增强锅炉燃烧稳定性、提高燃用劣质煤的适应性；能够提高锅炉的热效率，同时也能够抑制省煤器区域的酸冷凝结露进而减缓酸腐蚀，增强省煤器设备寿命。