阅读说明：本技术 多级扩容加热组件 (Multi-stage expansion heating assembly ) 是由 石韬 吴阿峰 霍沛强 孙张伟 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及空气加热领域,具体涉及了一种多级扩容加热组件,高参数加热器引入高参数蒸汽进行加热,并将饱和蒸汽和疏水输入扩容器进行扩容,扩容器产生的蒸汽和疏水分别进入低参数加热器和前置加热器,低参数加热器同时引入低参数蒸汽源和扩容器的蒸汽以进行加热,低参数加热器排出的疏水与扩容器排出的疏水共同对前置加热器进行加热,该组件还通过空气管道依次相连通的前置加热器、低参数加热器和高参数加热器,空气经过前置加热器、低参数加热器和高参数加热器的加热可满足生产要求,而且该组件可充分利用高参数加热器和低参数加热器换热形成的饱和蒸汽和疏水的能量,减少机组的抽汽量,实现更高的热经济性。(The invention relates to the field of air heating, in particular to a multi-stage capacity-expansion heating assembly, wherein a high-parameter heater introduces high-parameter steam for heating, saturated steam and drain water are input into a capacity expander for capacity expansion, the steam and the drain water generated by the capacity expander respectively enter a low-parameter heater and a pre-heater, the low-parameter heater simultaneously introduces a low-parameter steam source and the steam of the capacity expander for heating, the drain water discharged by the low-parameter heater and the drain water discharged by the capacity expander jointly heat the pre-heater, the assembly further comprises the pre-heater, the low-parameter heater and the high-parameter heater which are sequentially communicated through an air pipeline, the air can meet the production requirement by heating through the pre-heater, the low-parameter heater and the high-parameter heater, and the assembly can fully utilize the energy of the saturated steam and the drain water formed by the heat exchange of the high-parameter heater and the low-parameter heater, the steam extraction amount of the unit is reduced, and higher heat economy is realized.)

多级扩容加热组件

技术领域

本发明涉及空气加热领域，特别是涉及一种多级扩容加热组件。

背景技术

某工厂矿渣磨需要280℃-300℃的热风，拟采用燃煤机组蒸汽加热冷空气，受限于机组蒸汽饱和压力及换热端差的限制，必须抽取高参数的蒸汽才能将空气加热到300℃。比如：以压力为11Mpa的蒸汽为例，其对应疏水的饱和温度320℃，考虑15-20℃的换热端差，刚好满足将冷空气加热至300℃的要求。若压力低于此值，则无法实现加热到设定温度的要求。对于常规燃煤机组，一般只有主蒸汽才能达到此压力参数。为保证机组的经济性，应尽可能少抽取高参数蒸汽，常规采用多级蒸汽加热方案，即先用低参数蒸汽将冷空气加热到一定温度，剩余低蒸汽参数无法加热的部分，再由高参数蒸汽来加热。其中，高参数蒸汽换热后的饱和蒸汽及疏水仍有较高的焓值，甚至高于低参数蒸汽，但是常规方案并未对该部分能量进行回收。

在寒冷地区，火电机组常常使用空气加热器(暖风器)，通过抽取机组蒸汽对冷空气加热。结合机组的实际需要，一般只需将空气加热到150℃-180℃即可。而且受限于加热蒸汽的压力(一般为1.0Mpa)，也只能将空气加热到200℃以下，常规暖风器无法满足类似矿渣磨的进风温度要求。而且，现有的常规暖风器没有对换热后的饱和蒸汽及疏水的热量进行再回收利用，回收的只是工质本身，未达到能量的充分利用。

另外，我国垃圾电厂也有采用多级加热的方案，即先用低参数蒸汽将冷空气加热到对应饱和温度下的极限值，剩下的温差由高参数蒸汽换热来实现。通过分级加热，可以实现将温度提高到300℃甚至更高。然而，该多级加热的方案仅采用从热力系统抽取的蒸汽进行分级换热，虽部分方案对高参数的疏水进行利用，但是没有充分利用高参数的饱和蒸汽，经济性相对较低。为了节省高参数蒸汽，需要设置多级换热器，系统复杂。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种多级扩容加热组件，以解决现有的空气加热器无法对换热后的饱和蒸汽及疏水的能量进行回收利用的问题。

基于此，本发明提供了一种多级扩容加热组件，包括扩容器以及通过空气管道依次相连通的前置加热器、低参数加热器和高参数加热器；

所述高参数加热器的进口连通于高参数蒸汽源，出口连通于所述扩容器；

所述扩容器的蒸汽出口连通于所述低参数加热器的进口，所述扩容器的疏水出口连通于所述前置加热器的进口；

所述低参数加热器的进口还连通于低参数蒸汽源，出口连通于所述前置加热器的进口。

作为优选的，所述低参数加热器的出口设有疏水阀，所述疏水阀的排液端连通于所述前置加热器的进口。

作为优选的，所述低参数加热器的出口还设有调节阀，所述调节阀连通于所述疏水阀的排液端，所述调节阀的排液端连通于所述前置加热器的进口。

作为优选的，所述扩容器上设有安全阀。

作为优选的，所述前置加热器的出口连通于凝结水回收装置。

本发明的多级扩容加热组件，高参数加热器引入高参数蒸汽进行加热，并将饱和蒸汽和疏水输入扩容器进行扩容，扩容器产生的蒸汽和疏水分别进入低参数加热器和前置加热器，低参数加热器同时引入低参数蒸汽源和扩容器的蒸汽以进行加热，低参数加热器排出的疏水与扩容器排出的疏水共同对前置加热器进行加热，该组件还通过空气管道依次相连通的前置加热器、低参数加热器和高参数加热器，空气经过前置加热器、低参数加热器和高参数加热器的加热可满足生产要求，而且该组件可充分利用高参数加热器和低参数加热器换热形成的饱和蒸汽和疏水的能量，减少机组的抽汽量，实现更高的热经济性。

附图说明

图1是本发明实施例的多级扩容加热组件的整体结构示意图。

其中，1、扩容器；2、前置加热器；3、低参数加热器；4、高参数加热器；5、疏水阀；6、调节阀；7、安全阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。

结合图1所示，示意性地显示了本发明的多级扩容加热组件，包括扩容器1以及通过空气管道依次相连通的前置加热器2、低参数加热器3和高参数加热器4。其中，前置加热器2、低参数加热器3和高参数加热器4均具有工质管道及设于工质管道上的换热翅片，上述的换热翅片均位于空气管道内，工质管道中可通入蒸汽、蒸汽疏水等工质，工质所含的能量能够转移至换热翅片，当空气流入空气管道后，空气与换热翅片接触，换热翅片将能量传递给空气，以将低温空气加热成高温空气。前置加热器2、低参数加热器3和高参数加热器4均设有进口和出口，进口和出口连通于加热器的工质管道的两端，工质从进口进入加热器的工质管道，再从出口排出加热器的工质管道。扩容器1为疏水扩容器1。

具体地，高参数加热器4的进口连通于高参数蒸汽源，出口连通于扩容器1，高参数蒸汽进入高参数加热器4进行换热后形成疏水，该疏水进入扩容器1后，扩容器1内压力降低，使得一部分疏水转化为蒸汽，因此，扩容器1内会形成蒸汽和疏水，扩容器1内的蒸汽从扩容器1的蒸汽出口排出，疏水从扩容器1的疏水出口排出。

扩容器1的蒸汽出口连通于低参数加热器3的进口，扩容器1的疏水出口连通于前置加热器2的进口，低参数加热器3的进口还连通于低参数蒸汽源，出口连通于前置加热器2的进口。即低参数加热器3的进口同时通入低参数蒸汽源提供的低参数蒸汽以及扩容器1产生的蒸汽，低参数加热器3换热后形成的疏水与扩容器1产生的疏水汇合并输入前置加热器2中以对空气进行预热。此外，高参数蒸汽源和低参数蒸汽源均为现有设备。

本发明的多级扩容加热组件通过扩容器1对高参数加热器4产生的蒸汽和疏水进行回收利用，同时，扩容器1和低参数加热器3产生的疏水还能够通过前置加热器2对空气进行预热，充分利用了高参数蒸汽和低参数蒸汽的能量，减少机组的抽汽量，实现更高的热经济性。

低参数加热器3的出口设有疏水阀5和调节阀6，调节阀6连通于疏水阀5的排液端，调节阀6的排液端连通于前置加热器2的进口。低参数加热器3需接疏水阀5，并采用疏水侧调节，即将调节阀6安装在疏水侧。保证饱和蒸汽完全凝结成疏水，确保进入换热器的蒸汽能够换热充分，提高整体的热经济性。扩容器1上设有安全阀7，防止运行过程中高参数蒸汽的参数超压，对低参数加热设备的安全性产生影响。前置加热器2的出口连通于现有的凝结水回收装置，实现工质的回收。

以本发明所涉及到的工程为例，矿渣磨所需空气量为284000Nm3，室内温度为22℃，采用四抽蒸汽(0.615Mpa)和经过节流后的主蒸汽(11Mpa)对冷空气进行分级加热，并在空气上游设置前置加热器2，利用疏水加热冷空气，实现能量梯级利用。

由上表可以看出，采用具备扩容器1的方案，可以节省四抽抽汽量15.5t/h，提高了原机组的热经济性。原机组四抽的参数为0.615Mpa，323℃，焓值为3110kJ/kg，凝汽器入口蒸汽焓值取2391kJ/kg。折算下来，一年可节省标煤约2325吨，标煤按照800元/吨，按年运行5500小时进行折算，一年可以节省成本近186万元。

综上所述，本发明的多级扩容加热组件，高参数加热器4引入高参数蒸汽进行加热，并将饱和蒸汽和疏水输入扩容器1进行扩容，扩容器1产生的蒸汽和疏水分别进入低参数加热器3和前置加热器2，低参数加热器3同时引入低参数蒸汽源和扩容器1的蒸汽以进行加热，低参数加热器3排出的疏水与扩容器1排出的疏水共同对前置加热器2进行加热，该组件还通过空气管道依次相连通的前置加热器2、低参数加热器3和高参数加热器4，空气经过前置加热器2、低参数加热器3和高参数加热器4的加热可满足生产要求，而且该组件可充分利用高参数加热器4和低参数加热器3换热形成的饱和蒸汽和疏水的能量，减少机组的抽汽量，实现更高的热经济性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。