防止锅炉空气预热器堵灰的空气加热系统的制作方法

1.本实用新型属于锅炉空气预热器技术领域，尤其涉及一种防止锅炉空气预热器堵灰的空气加热系统。


背景技术：

2.目前常规的生物质锅炉给水加热方式为将凝结水通过低压加热器加热后送入除氧器除氧，除氧水经给水泵加压后通过省煤器加热后送入锅筒，一次风机和二次风机将冷空气直接送入设置在锅炉尾部的空气预热器，用锅炉尾部烟气加热空气，然后将热空气送入锅炉炉膛，帮助炉内燃料充分燃烧。锅炉尾部烟气首先进入省煤器加热给水，降温后进入空预器加热冷风。
3.利用农林废弃的生物质燃烧产生的热量供热和发电是我们国家大力提倡推广的绿色能源利用技术，而生物质锅炉是实现这一技术的关键设备。由于提高燃烧用空气温度能大大提高燃烧效率，因此锅炉尾部烟道都布置有空气预热器来提高锅炉燃烧风温，空气预热器可利用烟气废热或其他热源来加热空气，使进入锅炉的空气温度提高。常规空气预热器都布置在锅炉烟气流程之内，利用烟气的废热加热空气，同时降低排烟温度，提高锅炉效率，包括一次风送风机、二次风送风机、位于锅炉烟气流程之内的一次风空气预热器、二次风空气预热器，一次风空气预热器、二次风空气预热器内设有第二清洁空气通道和烟气通道，锅炉烟气流程之内的高温烟气可从烟气通道穿过，空气预热器热源工质为烟气，受热工质为送风机送入的清洁空气，一次风空气预热器第二清洁空气通道的出口端与锅炉炉膛的下部相连，进入流化区，而二次风空气预热器第二清洁空气通道的出口端与锅炉炉膛的上部相连，进入燃烧区。但这种布置方式会带来空气预热器的堵灰现象,主要原因是我国的生物质燃料水分大、热量低，锅炉烟气中往往含有大量的so2、so3及氯化物等易溶于水的酸性气体，还含有燃烧产生的大量水蒸气，而刚刚进入空气预热器进风端的空气温度低，引起该部位管子的管壁温度低于水的露点温度，烟气中的水蒸气会在空气预热器管壁上凝结为水滴，此时so2、so3及氯化物等会溶于这些水滴形成酸，对空气预热器管子造成腐蚀，同时又粘附烟气的灰分，导致空预器腐蚀、积灰堵管。空气预热器腐蚀、积灰堵管已经成为制约生物锅炉连续运行的主要原因。
4.在锅炉给水处理工艺过程中，除需要进行软化处理外，还必须进行除氧，使水中的溶氧低于规定值，以免腐蚀锅炉的给水系统和部件。现有的除氧器大多是热力除氧的方式，就是用蒸汽来加热给水，提高给水的温度，使水面蒸气分压力逐渐增加，而溶解于水中的各种气体的分压力不断降低，溶解于水中的气体从水中逸出。锅炉给水经过高压除氧器除氧后由给水泵、给水管道经过给水操作台送入省煤器进一步加热，最后被送入锅筒。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防止锅炉空气预热器堵灰的空气加热系统，能够较好地解决空气预热器的腐蚀、积灰堵管问题。
6.本实用新型为实现上述目的采用如下技术方案：
7.一种防止锅炉空气预热器堵灰的空气加热系统，包括送风机、位于锅炉烟气流程之内的空气预热器，空气预热器内设有第二清洁空气通道和烟气通道，锅炉烟气流程之内的高温烟气可从烟气通道穿过，空气预热器热源工质为烟气，受热工质为送风机送入的清洁空气，第二清洁空气通道的出口端与锅炉炉膛相连；经过高压除氧器除氧后的锅炉给水由给水泵、主给水管道经过给水操作台送入省煤器进一步加热，其特征在于：所述的送风机包括一次风送风机、二次风送风机，所述的空气预热器包括一次风空气预热器、二次风空气预热器，还包括一次风加热器、二次风加热器，一次风加热器、二次风加热器位于锅炉烟气流程之外，一次风加热器、二次风加热器内均设有第一清洁空气通道和热水通道，空气加热器热源工质为热水，受热工质为清洁空气，一次风加热器、二次风加热器的第一清洁空气通道的出口端分别与一次风空气预热器、二次风空气预热器的第二清洁空气通道的进口端相连，一次风加热器、二次风加热器的第一清洁空气通道的进口端分别与所述的一次风送风机、二次风送风机相连；所述的给水泵与省煤器之间还设有旁路给水管道，所述的一次风加热器、二次风加热器的热水通道连接在旁路给水管道中。
8.通过采用上述技术方案，在一次送风机/二次送风机与一次空气预热器/二次空气预热器之间设置一次风加热器/二次风加热器，利用经过高压除氧器除氧后的锅炉给水对进入一次风加热器/二次风加热器的常温空气（如20℃）进行加热，使其温度上升至烟气酸露点温度以上（如70℃），然后再送入一次空气预热器/二次空气预热器，这样就提高了一次空气预热器/二次空气预热器冷端进风温度，使烟气中的酸无法凝结，可以避免空预器堵塞及低温腐蚀现象。在提高锅炉运行经济性的同时，对空预器的安全性也有所改善。
9.上述的防止锅炉空气预热器堵灰的空气加热系统中，所述的旁路给水管道中、位于一次风加热器、二次风加热器之后还设置有可调温式省煤器。
10.从高压除氧器除氧后的锅炉给水首先送至一次风加热器、二次风加热器，在一次风加热器、二次风加热器中，锅炉给水与冷空气进行间接换热，冷空气的温度得以提升，而锅炉给水释放热量后温度下降，通过采用上述技术方案，利用可调温式省煤器吸收烟气温度，将降低的给水温度提高。
11.进一步地，所述的一次风加热器、二次风加热器、可调温式省煤器依次串联在旁路给水管道中。
12.更进一步地，所述的二次风加热器与省煤器之间连接有调温回路，调温回路中设置有调节阀；所述的主给水管道中设有主调节阀；所述的可调温式省煤器的进口集箱进口前设置有关断阀。
13.通过采用上述技术方案，根据锅炉燃烧情况的需要，通过主调节阀能够调节进入空气预热器的给水流量，从而调节给水、空气的出口温度；通过调节阀能够调节进入可调温式省煤器的给水流量，从而调节给水、烟气的出口温度。通过关闭可调温式省煤器的进口集箱进口前的关断阀，能够使可调温式省煤器退出给水运行。
14.所述的一次风加热器、二次风加热器的换热元件采用螺旋鳍片管。
15.通过采用上述技术方案，螺旋鳍片管既可扩大传热面积，又可增加流体的湍动，提高了空气加热器的换热效果，达到了强化传热的目的。
16.有益效果：
17.通过设置位于锅炉烟气流程之外的一次风加热器、二次风加热器，将为锅炉燃烧配风的清洁冷空气利用锅炉给水加热至高于水的露点温度，送入由烟气加热的空气预热器进一步加热提高温度，再送入炉膛燃烧区，因此，烟气中的水蒸气也不会在位于锅炉烟气流程之内的空气预热器的管壁上凝结为水滴，不至于对空气预热器管子造成低温腐蚀、积灰堵管,减少维修时间，延长锅炉的使用寿命。而且进入炉膛后的热风参与生物质燃料的燃烧，使燃烧充分，提高了燃料的燃尽率，提高了锅炉的燃烧效率。
附图说明
18.图1为本实用新型的示意图。
19.图2为本实用新型中一次风加热器的主视示意图。
20.图3为本实用新型中一次风加热器的侧视示意图。
21.图中：1一次风送风机，2二次风送风机，3一次风送风管道，4一次风空气预热器，5二次风送风管道，6二次风空气预热器，7关断阀，8调节阀，9一次风加热器，10二次风加热器，11主调节阀，12调温回路，13给水泵，14省煤器，15主给水管道，16旁路给水管道，17可调温式省煤器，18给水操作台。
具体实施方式
22.为能清楚说明本实用新型的技术特点，下面通过非限定性的实施例并结合附图，对本实用新型做进一步的说明。
23.本实用新型所述的前、后、左、右方向是依据附图所示前、后、左、右方向进行的描述。为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例有关的部分。
24.请见图1至图3，一种防止锅炉空气预热器堵灰的空气加热系统，包括一次风送风机1、二次风送风机2，位于锅炉烟气流程之外的一次风加热器9、二次风加热器10，一次风加热器9、二次风加热器10内均设有第一清洁空气通道和热水通道；一次风加热器9、二次风加热器10的换热元件采用螺旋鳍片管；
25.一次风加热器9、二次风加热器10的第一清洁空气通道的进口端分别与一次风送风机1、二次风送风机2通过送风风道相连；空气加热器热源工质为热水，受热工质为送风机送入的清洁空气；
26.位于锅炉烟气流程之内的一次风空气预热器4、二次风空气预热器6，一次风空气预热器4、二次风空气预热器6内均设有第二清洁空气通道和烟气通道，锅炉烟气流程之内的高温烟气可从烟气通道穿过，也可以理解为烟气通道的入口端连接锅炉的燃烧室，烟气通道的出口端连接烟囱；
27.一次风加热器9的第一清洁空气通道的出口端与一次风空气预热器4的第二清洁空气通道的进口端通过一次风送风管道3相连；二次风加热器10的第一清洁空气通道的出口端与二次风空气预热器6的第二清洁空气通道的进口端通过二次风送风管道5相连；第二清洁空气通道的出口端与锅炉炉膛相连，为锅炉燃烧提供助燃的配风；一次风空气预热器4、二次风空气预热器6热源工质为烟气，受热工质为一次风加热器9、二次风加热器10送入的清洁空气；
28.经过高压除氧器除氧后的锅炉给水由给水泵13、主给水管道15经过给水操作台18
送入省煤器14进一步加热，最后被送入锅筒。本实施例中，所述的给水泵13与省煤器14之间还设有旁路给水管道16，上述的一次风加热器9、二次风加热器10的热水通道连接在旁路给水管道16中。具体地，旁路给水管道16中、位于一次风加热器9、二次风加热器10之后还设置有可调温式省煤器17,一次风加热器9、二次风加热器10、可调温式省煤器17依次串联在旁路给水管道16中。二次风加热器10与省煤器14之间连接有调温回路12，调温回路12中设置有调节阀8；主给水管道15中设有主调节阀11；可调温式省煤器17的进口集箱进口前设置有关断阀7。
29.本实施例中的烟气流程为：
30.烟气通过烟气管道依次进入省煤器14、可调温式省煤器17加热通入省煤器14、可调温式省煤器17内的锅炉给水，烟气温度降低，锅炉给水回收烟气余热，降温后的烟气进入排烟系统。
31.本实施例中的一次风、二次风流程为：
32.清洁冷空气由一次送风机/二次送风机送入一次风加热器9/二次风加热器10，利用经过高压除氧器除氧后的锅炉给水对进入一次风加热器9/二次风加热器10的常温空气（如20℃）进行加热，使其温度上升至烟气酸露点温度以上（如70℃），然后再送入一次空气预热器/二次空气预热器，在一次空气预热器/二次空气预热器中，利用锅炉排放的高温烟气与其进行间接换热，使其进一步加热提高温度成为热空气进入炉膛，提高了炉膛的温度，且使燃料的燃烧更加充分，另一方面回收了高温烟气中的热量。
33.在一次风加热器9、二次风加热器10中，清洁冷空气走螺旋鳍片管外侧(壳程)，蒸汽走空气加热器螺旋鳍片管内侧(管程)。
34.本实施例中的锅炉给水流程分为三个流程：
35.一是来自除氧器的锅炉给水通过旁路给水管道16由一次风加热器9的进口集箱进入一次风加热器9，加热由一次送风机送入的清洁冷空气，给水降温后从一次风加热器9的出口集箱流出，由二次风加热器10的进口集箱进入二次风加热器10，加热由二次送风机送入的清洁冷空气，给水降温后再从二次风加热器10的出口集箱流出，由可调温式省煤器17的进口集箱进入可调温式省煤器17，吸收烟气余热，最后从可调温式省煤器17的出口集箱流出；从可调温式省煤器17中吸收热量后出来的锅炉给水通过主给水管道15进入省煤器14，进一步吸收烟气余热，从省煤器14中吸收热量后出来的锅炉给水进入锅筒。
36.二是来自除氧器的锅炉给水通过主给水管道15直接进入省煤器14吸收烟气余热，从省煤器14中吸收热量后出来的锅炉给水进入锅筒；此给水流程的设置主要是为了调节进入一次风加热器9、二次风加热器10中的高压给水量。
37.三是，在可调温式省煤器17退出给水运行时，来自除氧器的锅炉给水通过旁路给水管道16由一次风加热器9的进口集箱进入一次风加热器9，加热由一次送风机送入的清洁冷空气，给水降温后从一次风加热器9的出口集箱流出，由二次风加热器10的进口集箱进入二次风加热器10，加热由二次送风机送入的清洁冷空气，给水降温后再从二次风加热器10的出口集箱流出；从一次风加热器9、二次风加热器10出来的锅炉给水降温后通过调温回路12汇入主给水管道15再进入省煤器14吸收烟气余热，从省煤器14中吸收热量后出来的锅炉给水进入锅筒。
38.在对本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
39.除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
41.以上所列举的实施方式仅供理解本实用新型之用，并非是对本实用新型所描述的技术方案的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。