專利名稱：強制循環空氣預熱系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鍋爐設備余熱回收技術領域，特別涉及一種通過強制循環實現降低鍋爐排煙熱損失并充分利用余熱的空氣預熱系統。
背景技術：
現有的鍋爐設備，如各類高壓、超高壓、亞臨界壓力鍋爐，其空預器后煙道的排煙溫度較高，為了提高鍋爐熱效率通常將空預器作為煙道受熱面進行空氣與煙氣直接熱交換。目前應用較廣的產品主要有管式空氣預熱器和再生式空氣預熱器。從原鍋爐設計工藝來說，傳統管式或再生式空氣預熱器為避免發生低溫腐蝕和堵灰，例如，酸露點為80°C 時，則排煙溫度要高于135°C (若進口風溫20°C)。如需進一步降低鍋爐的排煙溫度并保證空氣預熱器的管壁溫度不低于煙氣露點，采用傳統技術是無法做到。因此通常在保證鍋爐安全運行時，排煙溫度需要設計得較高，因而造成鍋爐排煙熱損失。同時現有的空氣預熱器的進口風溫隨著季節會發生改變，而排煙溫度也受到負荷、燃燒等影響，當空氣預熱器的壁面溫度低于酸露點溫度時，空氣預熱器末端就會發生低溫腐蝕而造成局部積灰、系統阻力增加、受熱面結垢等，從而影響鍋爐的熱效率。
實用新型內容本實用新型主要解決的技術問題是提供一種強制循環空氣預熱系統，該強制循環空氣預熱系統可以避免降低空氣預熱器的排煙溫度時產生的低溫腐蝕，同時降低空氣預熱的排煙溫度，提高煙氣余熱的利用效率。為了解決上述問題，本實用新型提供一種強制循環空氣預熱系統，該強制循環空氣預熱系統包括下段空氣預熱器，在該下段空氣預熱器內設有數量相同的至少兩個煙道和至少兩個風道，每個煙道和風道相互隔絕，且煙道與風道間隔相鄰，在該相鄰的煙道和風道之間分別設有連通的下段換熱管，該下段換熱管的進水端與出水端之間設有輸送裝置， 該輸送裝置與電路控制器連接。優選地，所述下段換熱管并聯分布。優選地，在所述下段換熱管的出水端與輸送裝置之間設有可調節水壓力的膨脹水箱和與輸送裝置連接并接受電路控制器控制的第一開關。優選地，所述第一開關包括電動閥門或電磁閥門。優選地，所述輸送裝置包括循環水泵。優選地，所述強制循環空氣預熱系統還包括與下段空氣預熱器連接的中段空氣預熱器，其中該中段空氣預熱器上兩個風道交叉設置。優選地，所述強制循環空氣預熱系統還包括與中段空氣預熱器連接的上段空氣預熱器，該上段空氣預熱器設有與其內的上段換熱管和水冷器連接的導管，該導管上設有與所述電路控制器連接并控制導管凝結水流量的第二開關。[0013]優選地，所述可控開關包括電動閥門或電磁閥門。優選地，所述上段換熱管的入口、出口水壓與引入、引出的回熱系統的凝結水管道水壓相同。優選地，所述下段空氣預熱器的至少兩個空氣出口高于所述至少兩個空氣入風道本實用新型強制循環空氣預熱系統，在該下段空氣預熱器內設有數量相同的至少兩個煙道和至少兩個風道，每個煙道和風道相互隔絕，煙氣與空氣不通過管壁進行直接換熱，且煙道與風道間隔相鄰，在該相鄰的煙道和風道之間分別設有連通的下段換熱管，該下段換熱管的進水端與出水端之間設有輸送裝置，該輸送裝置與電路控制器連接。工作時由位于煙道的下段換熱管內的水吸收熱量，使水變成水蒸氣，該水蒸氣將熱量傳遞至風道內的下段換熱管內，該水蒸氣使與下段換熱管內接觸的空氣溫度升高，同時在與空氣接觸過程中使水蒸氣凝結成水流入聯箱內，該水在所述輸送裝置輸送下進行強制循環，實現連續換熱。由于強制循環空氣預熱系統是通過介質進行二次換熱，介質在下段換熱管內發生相變，使下段換熱管的壁面溫度維持在水的相變溫度，在煙道內通過調節下段換熱管內的壓力(即膨脹水箱壓力)使下段換熱管壁溫(水相變溫度)始終控制在煙氣酸露點溫度之上，避免下段換熱管位于煙道內的管道發生酸腐蝕，從而解決傳統空預器低溫腐蝕的問題。當鍋爐的燃燒煤種發生變化時，酸露點溫度也會發生變化，通過膨脹水箱壓力改變下段換熱管內介質的相變溫度，將下段換熱管的壁面溫度始終控制在酸露點溫度之上， 防止酸露腐蝕。同時由電路控制器控制可控開關大于來調節水冷器冷凝水流量，使得水冷器后的煙溫發生變化，以改變下段空氣預熱器后的煙氣溫度，從而實現防止煙道腐蝕和最大限度降低排煙溫度的目的。
圖1是本實用新型強制循環空氣預熱系統實施例結構示意圖；圖2是沿A-A方向剖視結構示意圖；圖3是本實用新型強制循環空氣預熱系統另一實施例結構示意圖。下面結合實施例，并參照附圖，對本實用新型目的的實現、功能特點及優點作進一步說明。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本實用新型提供一種強制循環空氣預熱系統實施例。該強制循環空氣預熱系統包括下段空氣預熱器1，在該下段空氣預熱器1內分別設有數量相同的至少兩個煙道3 (煙氣通道)和至少兩個風道2 (空氣通道)，即煙道3的數量與風道2的數量相同。每個煙道3和風道2相互隔絕，煙氣與空氣不通過管壁進行直接換熱，且煙道3與風道2間隔相鄰，在該相鄰的煙道3和風道2之間分別設有連通的下段換熱管8，該下段換熱管8的進水端與出水端之間設有輸送裝置6，如采用變頻調節的循環水泵，該輸送裝置6與電路控制器12連接；所述下段換熱管8可以是并聯分布。[0025]在所述下段換熱管8的出水端與輸送裝置6之間設有可調節水壓力的膨脹水箱7 和與輸送裝置6連接并接受電路控制器12控制的第一開關5，該第一開關5包括電動閥門或電磁閥門。工作時，煙氣自上而下通過所述下段空氣預熱器1。由位于煙道3的下段換熱管8 內的水9吸收煙氣的熱量，使水變成水蒸氣10，該水蒸氣將熱量傳遞至位于風道2的下段換熱管8內，該水蒸氣10使與下段換熱管8外壁接觸的空氣溫度升高，同時在與空氣接觸過程中使下段換熱管8內的水蒸氣凝結成水流入聯箱4內，該水在所述輸送裝置6輸送下進行強制循環，實現連續換熱。由于強制循環空氣預熱系統是通過介質進行二次換熱，介質在下段換熱管8內發生相變，使下段換熱管8的壁面溫度維持在水的相變溫度，在煙道3內通過調節下段換熱管 8內的壓力(即膨脹水箱壓力)使下段換熱管8壁溫(水相變溫度)始終控制在酸露點溫度之上，避免下段換熱管8位于煙道內的管道發生酸腐蝕，從而解決傳統空預器低溫腐蝕的問題。當鍋爐的燃燒煤種發生變化時，酸露點溫度也會發生變化，可以通過膨脹水箱7 壓力改變下段換熱管8內介質的相變溫度，將下段換熱管8的壁面溫度始終控制在酸露點溫度之上，防止酸露腐蝕。在上實施例中，所述下段換熱管8內的水源來自于汽輪機給水回熱系統的凝結水，水壓為引來凝結水的管道壓力，即所述上段換熱管14的入口、出口水壓與引入、引出的回熱系統的凝結水管道水壓相同；所述下段空氣預熱器1的至少兩個空氣出口 E高于所述至少兩個空氣入風道口 F。如圖3所示，所述強制循環空氣預熱系統還包括與下段空氣預熱器1連接的中段空氣預熱器11，其中該中段空氣預熱器11上兩個風道2交叉設置，可以使煙道3內的煙氣與風道2外壁充分接觸，提高風道2內的空氣與煙道內煙氣的熱交換系數。在所述中段空氣預熱器上設有上段空氣預熱器14，該上段空氣預熱器14設有上段換熱管，該上段換熱管與水冷器15連接連通，該導管上設有與所述電路控制器12連接并控制導管凝結水流量的第二開關13，該第二開關13包括電動閥門或電磁閥門。為了更好說明本實用新型達到的技術效果，具體說明工作過程。所述水冷器15為煙氣與凝結水的氣-水換熱裝置，結構與省煤器類似，可以將 330-350 0C左右的高溫煙氣降低至250-270 °C左右，高溫煙氣與低溫凝結水進行熱交換，水冷源來自于給水回熱系統的凝結水。根據需要可通過電路控制器控制第二開關調節水冷器 15的進水流量，實現控制水冷器15對煙氣的冷卻速率。中段空氣預熱器11上的中段換熱管采用斜向布置，空氣在該斜向布置的中段換熱管內沿管向向上流動，煙氣在中段換熱管外向下流動沖刷換熱管。該中段空預器可以將 250-270°C的高溫煙氣降低至160°C左右，同時將常溫空氣加熱至所需溫度水平，供給鍋爐燃燒器進行燃燒。下段空氣預熱器1可以采用四個通道，其中兩個通道為煙道3，兩個通道為風道2， 每個煙道3和風道2相互隔絕，煙氣與空氣不通過管壁進行直接換熱，且煙道與風道間隔相鄰。下段空氣預熱器上的下段換熱管采用并聯管排布置，根據情況下段換熱管也可采用水平放置、可垂直或斜向放置，下段換熱管內為水介質進行汽水相變換熱。下段換熱管在煙道內吸收煙氣熱量，使下段換熱管內的水蒸發產生水蒸氣，并將熱量傳遞到位于風道內的下段換熱管，使風道內的空氣升溫，使得排煙溫度降至更低；同時使下段換熱管內的水蒸氣凝結成水流入聯箱中進行下一循環。由與所述下段空氣預熱器連接膨脹水箱控制下段換熱管內水側壓力，由循環水泵強制推動汽水的往復循環，為循環提供動力并進行補水。該系統中，通過電路控制器對其進行多方位調節，可以使空氣預熱器后的煙氣溫度可以降至盡可能低的水平，達到降低排煙熱損失的目的。由于排煙溫度得到降低，煙氣實際流量將隨之減小，所以煙氣沖刷空氣預熱器內的換熱管的流速也相應減小，換熱管受煙氣中飛灰的磨損情況將會得到改善，防止結露堵灰。以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍， 凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
權利要求1.強制循環空氣預熱系統，其包括下段空氣預熱器，其特征在于在該下段空氣預熱器內設有數量相同的至少兩個煙道和至少兩個風道，每個煙道和風道相互隔絕，且煙道與風道間隔相鄰，在該相鄰的煙道和風道之間分別設有連通的下段換熱管，該下段換熱管的進水端與出水端之間設有輸送裝置，該輸送裝置與電路控制器連接。
2.根據權利要求1所述的強制循環空氣預熱系統，其特征在于所述下段換熱管并聯分布。
3.根據權利要求1或2所述的強制循環空氣預熱系統，其特征在于在所述下段換熱管的出水端與輸送裝置之間設有可調節水壓力的膨脹水箱和與輸送裝置連接并接受電路控制器控制的第一開關。
4.根據權利要求3所述的強制循環空氣預熱系統，其特征在于所述第一開關包括電動閥門或電磁閥門。
5.根據權利要求1或2所述的強制循環空氣預熱系統，其特征在于所述輸送裝置包括循環水泵。
6.根據權利要求1或2所述的強制循環空氣預熱系統，其特征在于所述強制循環空氣預熱系統還包括與下段空氣預熱器連接的中段空氣預熱器，其中該中段空氣預熱器上兩個風道交叉設置。
7.根據權利要求1或2所述的強制循環空氣預熱系統，其特征在于所述強制循環空氣預熱系統還包括與中段空氣預熱器連接的上段空氣預熱器，該上段空氣預熱器設有與其內的上段換熱管和水冷器連接的導管，該導管上設有與所述電路控制器連接并控制導管凝結水流量的第二開關。
8.根據權利要求7所述的強制循環空氣預熱系統，其特征在于所述第二開關包括電動閥門或電磁閥門。
9.根據權利要求7所述的強制循環空氣預熱系統，其特征在于所述上段換熱管的入口、出口水壓與引入、引出的回熱系統的凝結水管道水壓相同。
10.根據權利要求1所述的強制循環空氣預熱系統，其特征在于所述下段空氣預熱器的至少兩個空氣出口高于所述至少兩個空氣入風道口。
專利摘要本實用新型公開一種強制循環空氣預熱系統，在該下段空氣預熱器內設有數量相同的至少兩個煙道和至少兩個風道，每個煙道和風道相互隔絕，且煙道與風道間隔相鄰，在該相鄰的煙道和風道之間分別設有連通的下段換熱管，該下段換熱管的進水端與出水端之間設有輸送裝置，該輸送裝置與電路控制器連接。由于強制循環空氣預熱系統是通過介質進行二次換熱，介質在下段換熱管內發生相變，使下段換熱管的壁面溫度維持在水的相變溫度，在煙道內通過調節下段換熱管內的壓力使下段換熱管壁溫始終控制在煙氣酸露點溫度之上，避免下段換熱管位于煙道內的管道發生酸腐蝕，從而解決空氣預熱器的排煙溫度降低時產生的低溫腐蝕問題。
文檔編號F23L15/00GK202002140SQ20102067542
公開日2011年10月5日 申請日期2010年12月22日 優先權日2010年12月22日
發明者馮友福, 劉禹卉, 孫淮林, 王曉鵬, 王炎, 翟松森 申請人:深圳中興節能環保股份有限公司