专利名称：锅炉及其空气预热系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种用于锅炉的空气预热系统。此外，本发明还涉及一种包括上述空气预热系统的锅炉。
背景技术：
电厂排烟热损失是锅炉热损失的主要部分，为了更好的提高锅炉的热效率，一般都设置有空气预热器对排出的烟气进行再次利用，将进入锅炉前的空气预热到一定的温度，提高锅炉的热交换性能。目前，大型机组的设计排烟温度一般在120°-130° C，实际上电厂运行时普遍存在排烟温度高于设计值的现象，省煤器出口进入空气预热器的烟气温度偏高，造成较高的热量损失。从理论上说，排烟温度每较低10° -15° C，锅炉效率便能提高1%左右，目前，主要通过增大空气预热器的传热面积来降低排烟温度，提高锅炉的热交换性能，降低能量损失；但是降低排烟温度有一定的限制，一方面当排烟温度比较低时，在具有较大传热面积的空气预热器的作用下，使得烟气的温度进一步降低，烟气与空气的温差也随之降低，即使空气预热器的传热面积增加很多，烟气与空气之间的热量传输相对较少，使烟气的温降减少 ’另一方面，当排烟温度较低时，空气预热器的管壁温度有可能会低于烟气露点，导致管壁发生低温腐蚀，降低了空气预热器的使用寿命，在空气预热器使用一至两年便要更换一次，如果腐蚀严重的话，甚至工作半年便要更换一次，严重降低了锅炉效率，且增加了维护成本。为此，可以考虑新型的空气预热系统替代传统的增加空气预热器的传热面积的方法来降低锅炉的排烟温度和热损失，以提高锅炉热效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于锅炉的空气预热系统，该空气预热系统能够显著降低排烟温度，提高锅炉热效率。本发明的另一目的是提供一种包括上述空气预热系统的锅炉。为实现上述目的，本发明提供一种用于锅炉的空气预热系统，包括具有烟气出口和空气入口的空气预热器，所述空气预热器的烟气出口处连接有烟气换热器，所述空气预热器的空气入口处连接有用于加热进入所述空气预热器的空气的空气换热器，所述烟气换热器通过换热管与所述空气换热器构成闭合循环回路，在所述换热管中充入有导热液体，在所述闭合循环回路中设置有驱动泵。优选地，在所述烟气换热器的液体进口管路上设置有过滤器。优选地，在所述烟气换热器的液体出口管路上设置有温度显示器与压力显示器。优选地，在所述闭合循环回路中设置有两个驱动泵。
优选地，所述换热管的内表面涂有防腐物。优选地，所述烟气换热器的液体进、出口管路之间设置有膨胀槽。
优选地，所述换热管采用平焊钢法兰连接，采用的法兰垫片为金属网缠绕石墨垫片或膨胀石墨复合垫片。优选地，所述空气预热系统进一步包括送风机，所述送风机向所述热管换热器输
送空气。优选地，所述导热液体为导热油。本发明还提供一种锅炉，包括省煤器，所述省煤器连接有上述任一项所述的空气预热系统。在锅炉作业时，高温烟气由锅炉的排烟口首先进入所述空气预热器，将流经所述空气预热器的空气加热；经第一次温降后的烟气由所述空气预热器的烟气出口进入所述烟气换热器，对所述烟气换热器内部换热管中的所述导热液体加热，烟气加热所述导热液体 实现了第二次温降后，经所述烟气换热器进入锅炉烟囱排放；所述导热液体吸热升温后在所述驱动泵的作用下流经所述油泵进入所述空气换热器；所述导热液体将进入所述空气换热器中的空气加热，在空气升温后经由所述空气换热器进入所述空气预热器，继续被流经所述空气预热器的高温烟气二次加热，而释放热量后的所述导热液体再次流回所述烟气换热器，继续吸收热量、升温，进入下一个闭路预热循环。本发明所提供的空气预热系统采用闭路循环系统对空气进行预热实现了烟气的二次利用，其热量损失相对较小，传热效率较高，充分利用了烟气余热，明显降低了排烟温度，提高了锅炉热效率。
图I为本发明所提供的空气预热系统一种具体实施方式
中工作示意图；图2为图I所示的空气预热系统中烟气换热器与空气换热器闭合循环回路工作示 意图。
具体实施例方式本发明的核心是提供一种用于锅炉的空气预热系统，该空气预热系统能够显著降低排烟温度，提高锅炉热效率。本发明的另一核心是提供一种包括上述空气预热系统的锅炉。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。请参考图I和图2，图I为本发明所提供的空气预热系统一种具体实施方式
中工作示意图，图2为图I所示的空气预热系统中烟气换热器与空气换热器闭合循环回路工作示意图。在一种具体实施方式
中，本发明所提供的空气预热系统包括与锅炉的省煤器6的排烟口连接的空气预热器I，空气预热器I具有烟气出口与空气入口，以避免烟气掺杂入空气中再次进入锅炉，在空气预热器I的烟气出口处连接有烟气换热器2，烟气换热器2的烟气出口与锅炉的排气烟囱连接；烟气换热器2通过换热管3与空气换热器5构成闭合循环回路，空气换热器5的空气出口与空气预热器I的空气入口相连，用于加热进入空气预热器I的空气；为了增大流向锅炉的空气量，在空气换热器5的空气入口附近可以设置有送风机6,该送风机6朝向空气换热器5运送空气。
在换热管3中充入有导热液体，该导热液体能够吸收热量进行存储，也可以释放热量，其传热性能较好，例如，导热液体可以为导热油，也可以为水等易吸收或扩散热量的介质。在烟气换热器2中，高温烟气与换热管3中的导热液体之间进行热量传输，以使导热液体温度升高；在空气换热器5中，高温导热液体与空气之间进行热量传输，以加热空气；位于烟气换热器2与空气换热器5内部的换热管3可以呈螺旋状，有助于增大烟气换热器2内部的高温烟气与换热管3中的导热液体之间的传热面积以及空气换热器5内部的空气与换热管3中的高温导热液体之间的传热面积，当然，换热管3还可以为其他形状以增大传热面积，如U或S形。为了更快的输送空气，本发明所提供的空气预热系统进一步包括送风机6，该送风机6可以设置在空气换热5器周围，其空气出口直对空气换热器5的空气通道，向空气换热器5输送空气，空气经空气通道进入空气预热器I。为了强制驱动导热液体在换热管3中循环流动，在闭合循环回路中设置有驱动泵，可以设置两个驱动泵，以增大导热液体的流动速度和流量，具体的说，可以在烟气换热器2的液体进口管路上设置有热驱动泵8，为了实现对导热液体的过滤，还可以在循环回路中设置过滤器11，以对导热液体在流动过程中产生的聚合物或受热产生的残炭等异物进行过滤；还可以在烟气换热器2的液体出口处，也就是空气换热器5的液体进口处设置冷驱动泵4以及相应的过滤器，以辅助热驱动泵8。由于换热管3存在多处连接点，为了尽可能得减少导热液体在连接处的渗漏，在换热管3连接时可以采用平焊钢法兰，所采用的法兰垫片为密封效果好切具有一定防腐蚀效果的垫片，例如，可以为金属网缠绕石墨垫片或膨胀石墨复合垫片，以减少导热液体对连接处的高温腐蚀所所造成的导热液体渗漏。在经过高温烟气加热后的导热液体的温度相对较高，为了避免高温导热液体腐蚀换热管3,在换热管3的内表面可以涂有防腐材质，以提闻换热管3的使用寿命，例如，错质材料或玻璃材质。为了使操作人员能够实时了解与调整导热液体的温度与压力，在烟气换热器2的液体出口管路上进一步设置有温度显示器9和压力显示器10。在导热液体循环流动过程中因其自身温度的变化使得其体积处于时时变化的状态中，使得管路中的压力不稳定，甚至影响导热液体的正常循环，为此，可以在烟气换热器2的液体进、出口管路之间设置有膨胀槽7，以接收或补偿系统中由于导热液体温度的变化而使体积增加或减少的导热液体量，起到一定的缓冲作用，有利于稳定闭路循环系统中的压强，提高换热效率；当然，在管路上也可以设置其他类似部件，稳定换热管3中压强。同时，在膨胀槽7还可以进一步设置液面显示器，以对换热管3中的液体的体积进行时时监控，当导热液体发生渗漏使液面下降时，膨胀槽7还可以作为灌注系统，及时给闭路循环回路补充导热液体。在空气预热系统作业时，高温烟气由锅炉的排烟口首先进入空气预热器1，将流经空气预热器I的空气加热，这个过程中烟气的温度得到一定程度的降低；经第一次温降后 的烟气由空气预热器I的烟气出口进入烟气换热器2，烟气与烟气换热器2内部的换热管3中的导热液体之间存在较大的温差，使得热量由烟气传向导热液体，导热液体持续升温，在烟气加热导热液体后，实现了第二次温降，烟气从烟气换热器2的烟气出口进入烟囱排放；被烟气加热后的导热液体在驱动泵的作用下流经滤清器11、驱动泵进入空气换热器5，导热液体与流经空气换热器5的空气之间存在一定的温差,热量由导热液体向空气传输，使空气温度升高，升高后的空气由空气换热器5的空气出口进入空气预热器I中，继续被流经空气预热器I的高温烟气进行第二次加热，而释放热量温度降低后的导热液体则由空气换热器5的液体出口流回烟气换热器2，继续吸收热量，进行下一轮闭路预热循环。本发明所提供空气预热系统采用闭路循环，操作简单，且热量损失相对较小，且实现了烟气的二次利用，能够较好的利用烟气余热，可以显著降低排烟温度，有助于提高锅炉热效率，同时循环回路中的导热液体在较低的压力下也能够实现对空气的预热，运行成本相对较低，有助于促进节能减排。除了上述空气预热系统，本发明还提供一种锅炉，包括省煤器，该省煤器连接有上述的空气预热系统，该锅炉其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
以上对本发明所提供的空气预热系统及具有该空气预热系统的锅炉进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种用于锅炉的空气预热系统，包括具有烟气出口和空气入口的空气预热器，其特征在于，所述空气预热器的烟气出口处连接有烟气换热器，所述空气预热器的空气入口处连接有用于加热进入所述空气预热器的空气的空气换热器，所述烟气换热器通过换热管与所述空气换热器构成闭合循环回路，在所述换热管中充入有导热液体，在所述闭合循环回路中设置有驱动泵。
2.根据权利要求I所述的空气预热系统，其特征在于，在所述烟气换热器的液体进口管路上设置有过滤器。
3.根据权利要求I所述的空气预热系统，其特征在于，在所述烟气换热器的液体出口管路上设置有温度显示器和压力显示器。
4.根据权利要求I所述的空气预热系统，其特征在于，在所述闭合循环回路中设置有两个驱动泵。
5.根据权利要求I所述的空气预热系统，其特征在于，所述换热管的内表面涂有防腐涂层。
6.根据权利要求I所述的空气预热系统，其特征在于，所述烟气换热器的液体进、出口管路之间设置有膨胀槽。
7.根据权利要求I所述的空气预热系统，其特征在于，所述换热管采用平焊钢法兰连接，采用的法兰垫片为金属网缠绕石墨垫片或膨胀石墨复合垫片。
8.根据权利要求I所述的空气预热系统，其特征在于，所述空气预热系统进一步包括送风机，所述送风机向所述热管换热器输送空气。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的空气预热系统，其特征在于，所述导热液体为导热油。
10.一种锅炉，包括省煤器，其特征在于，所述省煤器连接有如权利要求I至9任意一项所述的空气预热系统。
全文摘要
本发明公开了一种用于锅炉的空气预热系统，包括具有烟气出口和空气入口的空气预热器，所述空气预热器的烟气出口处连接有烟气换热器，所述空气预热器的空气入口处连接有用于加热进入所述空气预热器的空气的空气换热器，所述烟气换热器通过换热管与所述空气换热器构成闭合循环回路，在所述换热管中充入有导热液体，在所述闭合循环回路中设置有驱动泵。本发明所提供的空气预热系统采用闭路循环，通过导热液体作为转热介质，其热损失相对较小，传热效率高，有利于充分利用烟气余热，显著降低排烟温度，提高锅炉热效率。此外，本发明还公开了一种包括上述空气预热系统的锅炉。
文档编号F23L15/00GK102705863SQ201210204000
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者向文国, 黄绍新, 黄进 申请人:黄绍新