一种利用旁路热量加热一次风及凝结水的系统及方法
阅读说明：本技术 一种利用旁路热量加热一次风及凝结水的系统及方法 (System and method for heating primary air and condensed water by using bypass heat ) 是由 于帅 庞龙 董雅翠 褚晓亮 郝丽娜 于 2020-04-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用旁路热量加热一次风及凝结水的系统及方法,一种利用旁路热量加热一次风及凝结水的系统,包括三分仓空气预热器,三分仓空气预热器包括一次风仓室、二次风仓室、烟气仓室且三者之间相互贯通；锅炉热烟气进口分别与热烟气主路、热烟气旁路相连接；一种利用旁路热量加热一次风及凝结水的系统的方法,进入热烟气旁路的锅炉热烟气依次流经旁路烟道挡板门、给水换热器、高温管壳式一次风加热器、凝结水换热器、低温管壳式一次风加热器进行放热后变为旁路冷烟气,旁路冷烟气经冷烟气旁路流出。本发明实现了同时加热冷一次风、冷二次风,凝结水换热器实现了对凝结水的加热,烟气热量利用率较高,解决了三分仓空气预热器阻力大的问题。(The invention discloses a system and a method for heating primary air and condensed water by using bypass heat, and the system for heating the primary air and the condensed water by using the bypass heat comprises a three-compartment air preheater, wherein the three-compartment air preheater comprises a primary air compartment, a secondary air compartment and a flue gas compartment which are communicated with each other; the boiler hot flue gas inlet is respectively connected with the hot flue gas main path and the hot flue gas bypass; a method for heating primary air and condensed water by using bypass heat is characterized in that boiler hot flue gas entering a hot flue gas bypass flows through a bypass flue damper, a feed water heat exchanger, a high-temperature shell-and-tube primary air heater, a condensed water heat exchanger and a low-temperature shell-and-tube primary air heater in sequence to release heat and then is changed into bypass cold flue gas, and the bypass cold flue gas flows out through a cold flue gas bypass. The invention realizes the simultaneous heating of the cold primary air and the cold secondary air, the condensate heat exchanger realizes the heating of the condensate, the utilization rate of the heat of the flue gas is higher, and the problem of large resistance of the air preheater with three compartments is solved.)
技术领域
本发明涉及一种加热一次风及凝结水的系统及方法，尤其涉及一种利用旁路热量加热一次风及凝结水的系统及方法，属于燃煤锅炉技术领域。
背景技术
空气预热器是煤粉锅炉的重要系统之一，起到了降低排烟温度，提高燃烧用空气的温度，使燃料易于着火、燃烧稳定和提高燃烧效率的作用。空气预热器主要包括三分仓、管壳式两种形式。目前90％以上的电站燃煤锅炉都采用三分仓空气预热器，三个仓室分别流通热烟气、一次风、二次风。对于三分仓空气预热器而言，长期以来存在两个明显的问题没有得到解决：一方面，三分仓空气预热器漏风率较高，一次风仓室到二次风仓室的漏风率在12％左右，二次风仓室到烟气仓室的漏风率在4％左右，二次风仓室到一次风仓室的漏风率在8％左右，整体三分仓空气预热器的漏风率为8％左右；另一方面，三分仓空气预热器阻力较大，煤耗高；同时，目前主流的烟气余热利用方案都是在空气预热器之后的烟道内安装换热器进行烟气余热的回收，由于此处的烟气温度在100～150℃左右，回收的烟气热量只能返回到汽轮机的低压加热器，热量品质较低。因此，目前没有较科学的同时用于加热冷一次风及凝结水的系统和方法，烟气热量利用率较低。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种利用旁路热量加热一次风及凝结水的系统及方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种利用旁路热量加热一次风及凝结水的系统，包括三分仓空气预热器，它还包括锅炉热烟气进口、凝结水换热器、低温管壳式一次风加热器；三分仓空气预热器包括一次风仓室、二次风仓室、烟气仓室且三者之间相互贯通；一次风仓室、二次风仓室的入口端通过管路分别与冷二次风进口相连接、出口端通过管路分别与热二次风出口相连接；
锅炉热烟气进口分别与热烟气主路、热烟气旁路相连接；锅炉热烟气进口通过热烟气主路与烟气仓室的入口相连接；烟气仓室的出口设置有冷烟气主路；
锅炉热烟气进口通过热烟气旁路与给水换热器相连接；给水换热器通过凝结水换热器与低温管壳式一次风加热器相连接；给水换热器与凝结水换热器之间设置有高温管壳式一次风换热器；低温管壳式一次风加热器的出口设置有冷烟气旁路；
给水换热器的一端通过管路与给水口相连接、另一端与锅炉省煤器相连接；
凝结水换热器的一端通过管路与凝结水进口相连接、另一端通过管路与凝结水出口相连接；
低温管壳式一次风加热器的一端通过管路与冷一次风进口相连接、另一端通过中间一次风管路与高温管壳式一次风换热器相连接；高温管壳式一次风换热器通过管路与炉膛相连接。
进一步地，锅炉热烟气进口和给水换热器之间的热烟气旁路上设置有用于调节温度的旁路烟道挡板门。
进一步地，冷烟气旁路和冷烟气主路汇合后与锅炉后续烟气处理装置相连通。
一种利用旁路热量加热一次风及凝结水的系统的方法，操作方法包括以下步骤：
冷二次风通过冷二次风进口分别进入三分仓空气预热器的一次风仓室、二次风仓室进行加热，加热后的冷二次风汇合后通过热二次风出口流出；
锅炉热烟气通过锅炉热烟气进口分别进入热烟气主路、热烟气旁路；锅炉热烟气通过烟气主路进入到烟气仓室内放热，放热后的锅炉热烟气变成主路冷烟气，主路冷烟气经冷烟气主路流出；
进入热烟气旁路的锅炉热烟气依次流经旁路烟道挡板门、给水换热器、高温管壳式一次风加热器、凝结水换热器、低温管壳式一次风加热器进行放热后变为旁路冷烟气，旁路冷烟气经冷烟气旁路流出；旁路烟道挡板门用于调节进入给水换热器、高温管壳式一次风换热器、凝结水换热器和低温管壳式一次风换热器的烟气量；
给水通过给水口进入给水换热器进行吸热后进入锅炉省煤器；
凝结水通过凝结水进口进入凝结水换热器吸热后变为热凝结水后通过凝结水出口流出；
冷一次风经冷一次风进口先流经低温管壳式一次风换热器进行吸热后变为中间一次风，中间一次风经中间一次风管路继续流经高温管壳式一次风换热器进行升温后送入炉膛；
冷烟气主路内的主路冷烟气与冷烟气旁路内的旁路冷烟气汇合后进入到锅炉后续烟气处理装置进行后续处理。
本发明通过采用同时加热冷一次风及凝结水的系统，不仅实现了同时加热冷一次风、冷二次风，提高了烟气热量利用率，而且通过凝结水换热器实现了对凝结水的加热，回收的烟气热量品质高，管壳式一次风换热器漏风率较低，降低了三分仓空气预热器的漏风问题；同时由于经过三分仓空气预热器的烟气量减少，解决了三分仓空气预热器阻力大的问题，降低了煤耗。此外，本设计结构简单、操作方便，可广泛适用于各需要利用旁路热量加热一次风及凝结水的系统。
附图说明
图1为本发明的系统组成流程图。
图中：1、三分仓空气预热器；2、一次风仓室；3、二次风仓室；4、烟气仓室；5、冷二次风进口；6、热二次风出口；7、锅炉热烟气进口；8、热烟气主路；9、热烟气旁路；10、冷烟气主路；11、旁路烟道挡板门；12、给水口；13、给水换热器；14、锅炉省煤器；15、冷一次风进口；16、中间一次风管路；17、高温管壳式一次风换热器；18、炉膛；19、凝结水进口；20、凝结水换热器；21、凝结水出口；22、低温管壳式一次风换热器；23、冷烟气旁路；24、锅炉后续烟气处理装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示的一种利用旁路热量加热一次风及凝结水的系统，包括三分仓空气预热器1，它还包括锅炉热烟气进口7、凝结水换热器20、低温管壳式一次风加热器22；三分仓空气预热器1包括一次风仓室2、二次风仓室3、烟气仓室4且三者之间相互贯通；一次风仓室2、二次风仓室3、烟气仓室4之间相互贯通降低了三分仓空气预热器1的漏风问题；一次风仓室2、二次风仓室3的入口端通过管路分别与冷二次风进口5相连接、出口端通过管路分别与热二次风出口6相连接；
锅炉热烟气进口7分别与热烟气主路8、热烟气旁路9相连接；锅炉热烟气进口7通过热烟气主路8与烟气仓室4的入口相连接；烟气仓室4的出口设置有冷烟气主路10；通过设置热烟气旁路9，不仅提高了烟气热量利用率，回收的烟气热量品质高；而且由于经过三分仓空气预热器的烟气量减少，解决了三分仓空气预热器1阻力大的问题，降低了煤耗。
锅炉热烟气进口7通过热烟气旁路9与给水换热器13相连接；给水换热器13通过凝结水换热器20与低温管壳式一次风加热器22相连接；给水换热器13与凝结水换热器20之间设置有高温管壳式一次风换热器17；低温管壳式一次风加热器22的出口设置有冷烟气旁路23；
给水换热器13的一端通过管路与给水口12相连接、另一端与锅炉省煤器14相连接；
凝结水换热器20的一端通过管路与凝结水进口19相连接、另一端通过管路与凝结水出口21相连接；
低温管壳式一次风加热器22的一端通过管路与冷一次风进口15相连接、另一端通过中间一次风管路16与高温管壳式一次风换热器17相连接；高温管壳式一次风换热器17通过管路与炉膛18相连接。
锅炉热烟气进口7和给水换热器13之间的热烟气旁路9上设置有用于调节温度的旁路烟道挡板门11。
冷烟气旁路23和冷烟气主路10汇合后与锅炉后续烟气处理装置24相连通。
一种利用旁路热量加热一次风及凝结水的系统的方法，操作方法包括以下步骤：
冷二次风通过冷二次风进口5分别进入三分仓空气预热器1的一次风仓室2、二次风仓室3进行加热，加热后的冷二次风汇合后通过热二次风出口6流出；由于经过三分仓空气预热器1的烟气量减少，解决了三分仓空气预热器1阻力大的问题，降低了煤耗。
冷一次风经冷一次风进口15先流经低温管壳式一次风换热器22进行吸热后变为中间一次风，中间一次风经中间一次风管路16继续流经高温管壳式一次风换热器17进行升温后送入炉膛18；同时加热冷一次风、冷二次风，提高了烟气热量利用率。
锅炉热烟气通过锅炉热烟气进口7分别进入热烟气主路8、热烟气旁路9；锅炉热烟气通过烟气主路8进入到烟气仓室4内放热，放热后的锅炉热烟气变成主路冷烟气，主路冷烟气经冷烟气主路10流出；
进入热烟气旁路9的锅炉热烟气依次流经旁路烟道挡板门11、给水换热器13、高温管壳式一次风加热器17、凝结水换热器20、低温管壳式一次风加热器22进行放热后变为旁路冷烟气，旁路冷烟气经冷烟气旁路23流出；旁路烟道挡板门11用于调节进入给水换热器13、高温管壳式一次风换热器17、凝结水换热器20和低温管壳式一次风换热器22的烟气量；管壳式一次风换热器漏风率较低，提高了烟气热量利用率，回收的烟气热量品质高。
给水通过给水口12进入给水换热器13进行吸热后进入锅炉省煤器14；
凝结水通过凝结水进口19进入凝结水换热器20吸热后变为热凝结水后通过凝结水出口21流出；通过凝结水换热器20实现了对凝结水的加热，提高了烟气热量利用率。
冷烟气主路10内的主路冷烟气与冷烟气旁路23内的旁路冷烟气汇合后进入到锅炉后续烟气处理装置24进行后续处理。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。