一种一次风二次预热系统
技术领域
本发明涉及垃圾发电领域，更具体的说，涉及一种一次风二次预热系统。
背景技术
垃圾焚烧发电是垃圾无害化、减量化的有效手段之一，垃圾焚烧工艺的主体设备为焚烧炉，它将垃圾内能转化为热能，通过后续工艺与设备逐步转化为电能。焚烧炉按炉型分类可大致分为：机械式炉排炉、流化床焚烧炉和回转窑炉，在机械式炉排炉焚烧工艺中，炉膛风是影响焚烧炉处理生活垃圾效率的重要因素，依照来源，炉膛风分为一次风和二次风，其中一次风为主燃风，来自炉膛外部冷却风，二次风为助燃风，来自于锅炉房顶部空气及排渣机烟气，一次风在一次风机的作用下经与炉壁连通的一次风母管进入炉膛。
为了保证炉膛内温度，进入的一次风需要提前做预热处理，目前，热电厂行业中较为成熟、应用广泛的预热工艺为空气预热器。空气预热器是一种用于提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗的设备，空气预热器两端分别与焚烧炉、一次风母管连接，一次风进入空气预热器，经空气预热器预热后进入炉膛，空气预热器通常使用锅炉内的蒸汽作为传热源，但通过蒸汽作为传热源的加热方式分流了驱动发电机组的蒸汽量，因此该方式会造成发电量减少的问题。
现有的垃圾焚烧发电厂中基于垃圾种类的不同，通常还会同时配备沼气发电设备，沼气发电通常通过废水站塔内的厌氧系统制造沼气，产生的沼气(有效成分是甲烷)经脱硫系统脱硫后送入沼气发电机组中燃烧发电，沼气发电机组使用的沼气量是确定的，但是由于送入厌氧系统中废液内有机污染物的含量不同，会导致沼气有时产能会过剩，为了安全考虑，现有技术中多余的沼气一般是进入火炬设备直接燃烧，造成了资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种一次风二次预热系统，该系统利用多余的沼气燃烧提高一次风风温，降低蒸汽使用量，提高沼气资源回收利用效率的同时增加了发电量。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种一次风二次预热系统，包括用于提供沼气的厌氧系统、用于传输沼气的传输系统、燃烧器、一次风母管、空气预热器，所述一次风母管上设置有用于向一次风母管中提供一次风的一次风机；
其中，所述空气预热器设置有空气进入端和空气排出端，所述一次风母管与空气进入端连接；
所述厌氧系统设置有第一沼气输出端，所述传输系统设置有第一沼气进入端和第二沼气输出端，所述燃烧器设置有第二沼气进入端和燃烧端；
所述第一沼气输出端与第一沼气进入端连接，所述第二沼气输出端与第二沼气进入端连接；
所述一次风母管侧壁开设有预热口，所述燃烧端从预热口穿过后位于一次风母管内。
优选地，本申请上述内容中，沼气从所述厌氧系统经传输系统进入燃烧器内，最后进入燃烧端点燃。
优选地，本申请上述内容中，所述传输系统包括增压风机、气水分离装置，所述厌氧系统、增压风机、气水分离装置、燃烧器依次通过传输管道连通。
其中，优选地，气水分离装置可以是通过吸附水来实现气水的分离。
优选地，本申请上述内容中，所述预热口的数量有两个或更多个，且多个预热口沿一次风母管长度方向排列，所述燃烧器数量与预热口数量一一对应。
优选地，本申请上述内容中，所述厌氧系统和增压风机之间的传输管道为第一传输管道，所述增压风机和气水分离装置之间的传输管道为第二传输管道，所述气水分离装置与燃烧器之间的传输管道为第三传输管道，所述第一沼气进入端为第一传输管道与厌氧系统连接的一端，所述第二沼气输出端为第三传输管道与燃烧器连接的一端。
优选地，本申请上述内容中，所述第一传输管道、第二传输管道和第三传输管道中的一个或多个设置有氮气吹扫管道。
优选地，本申请上述内容中，所述氮气吹扫管道上设置有手动球阀。
优选地，本申请上述内容中，所述第一传输管道上设置有第一压力变送器。
优选地，本申请上述内容中，所述第一传输管道上设置有第一压力表。
优选地，本申请上述内容中，所述第一传输管道、第二传输管道、第三传输管道上均设置有手动球阀。
优选地，本申请上述内容中，所述第一传输管道上设置的氮气吹扫管道为第一氮气吹扫管道。
优选地，本申请上述内容中，所述第一氮气吹扫管道为一个或更多个。
优选地，本申请上述内容中，所述第一传输管道上设置的手动球阀有两个，所述第一氮气吹扫管道在第一传输管道上的位置位于两所述手动球阀之间。
优选地，本申请上述内容中，所述第一传输管道靠近增压风机的一端设置有过滤器。
优选地，本申请上述内容中，所述第一传输管道与厌氧系统连接的端口数量为两个或更多个，且多个端口并联设置。
优选地，本申请上述内容中，所述第一传输管道上设置的增压风机数量为两个或多个，且多个增压风机并联设置。
优选地，本申请上述内容中，所述第二传输管道靠近增压风机的一端设置有止回阀。
优选地，本申请上述内容中，所述第二传输管道和第三传输管道上均设置有排污管，所述排污管上设置有手动球阀。
优选地，本申请上述内容中，所述第二传输管道上的排污管为第一排污管，所述第三传输管道上的排污管为第二排污管。
优选地，本申请上述内容中，所述第一排污管在第二传输管道上的位置位于止回阀和气水分离装置之间。
优选地，本申请上述内容中，所述第三传输管道上设置的氮气吹扫管道为第二氮气吹扫管道。
优选地，本申请上述内容中，所述第二氮气吹扫管道数量为一个或更多个。
优选地，本申请上述内容中，所述第三传输管道上设置有一个或更多个压力变送器。
优选地，本申请上述内容中，所述第三传输管道上设置有一个或更多个压力表。
优选地，本申请上述内容中，所述第三传输管道上设置有气动快关阀。
优选地，本申请上述内容中，所述第三传输管道上设置有气动调节阀。
优选地，本申请上述内容中，所述第三传输管道上设置有流量计。
优选地，本申请上述内容中，所述燃烧器包括引风管道、助燃管道、沼气喷枪和点火枪，所述沼气喷枪、点火枪分别与引风管道轴线方向平行，所述引风管道两端分别为封闭端和开口端，所述引风管道开口端为燃烧器的燃烧端，所述沼气喷枪、点火枪枪体侧壁分别与封闭端连接，所述沼气喷枪的进料口、点火枪的进料口位于引风管道外部，所述沼气喷枪的喷嘴、点火枪的喷嘴位于引风管道内靠进开口端的位置，所述助燃管道与引风管道侧壁连通。
优选地，本申请上述内容中，所述助燃腔外壁设置有连接法兰。
优选地，本申请上述内容中，所述燃烧器与一次风母管法兰连接。
优选地，本申请上述内容中，所述助燃管道侧壁设置有风门执行器。
优选地，本申请上述内容中，所述第三管道的第二输出端与沼气喷枪的进料口之间设置有主喷嘴和软管，所述沼气喷枪、主喷嘴、软管和第三管道依次连接。
优选地，本申请上述内容中，所述燃烧器上设置有阻火器。
优选地，本申请上述内容中，所述空气预热器包括管箱、蒸汽联箱和泄水联箱，所述管箱内固定设置有预热管，所述预热管两端分别为进气端和排水端，所述蒸汽联箱与管箱固定连接，且蒸汽联箱与预热管的进气端连通，所述泄水联箱与管箱固定连接，且泄水联箱与预热管的排水端连通。
优选地，在申请上述内容中，所述管箱是由上顶板、下底板、第一折流板、第二折流板、第一侧板和第二侧板围成的空腔结构。
优选地，在申请上述内容中，所述上顶板和下底板、第一折流板和第二折流板、第一侧板和第二侧板分别相对设置，其中所述上顶板位于下底板上方。
优选地，在申请上述内容中，所述管箱内固定设置有上管板、下管板，所述上管板与上顶板平行，所述下管板与下底板平行，所述预热管的进气端和排水端分别与上管板和下管板连接。
优选地，在申请上述内容中，所述预热管数量有多根，多根所述预热管相互之间平行设置。
优选地，本申请上述内容中，所述蒸汽联箱设置有蒸汽进入口，所述泄水联箱设置有冷凝水排出口，蒸汽从蒸汽进入口蒸汽联箱，并经预热管进气端进入预热管与一次风换热，待冷凝后从预热管排水端进入泄水联箱，并经冷凝水排出口排出。
优选地，本申请上述内容中，所述空气进入端开设于第一折流板上，所述空气排出端开设于第二折流板上。
优选地，本申请上述内容中，所述管箱、蒸汽联箱和泄水联箱数量为一组或更多组，多组所述管箱的空气进入端和空气排出端串联，不同所述管箱上设置的蒸汽联箱和泄水联箱相互独立。
优选地，本申请上述内容中，所述空气预热器还包括支架，所述支架设置在管箱底部。
本发明提供的一种一次风二次预热系统，可对一次风进行二次加热，当一次风经过燃烧器时，点火枪将沼气喷枪喷嘴处涌出的沼气点燃，在沼气的供应下沼气喷枪的喷嘴处持续燃烧，燃烧的沼气对一次风母管内经过的一次风进行第一次加热，经燃烧器加热后的风进入空气预热器经过管箱内的预热管，预热管中的蒸汽对一次风进行二次加热，本系统利用多余的沼气燃烧对一次风二次加热，确保一次风风温的同时，降低了蒸汽使用量，也即提高沼气资源回收利用效率的同时增加了发电量。
附图说明
图1是本发明的工作原理图；
图2是本发明中传输系统的工作原理图；
图3是本发明中第一传输管道上安装设备的位置示意图；
图4是本发明中第二传输管道上安装设备的位置示意图；
图5是本发明中第三传输管道上安装设备的位置示意图
图6是本发明中燃烧器的结构示意图；
图7是本发明中空气预热器和一次风母管的结构示意图。
附图标记：1、厌氧系统；2、传输系统；201、增压风机；202、气水分离装置；203、第一传输管道；204、第二传输管道；205、第三传输管道；206、氮气吹扫管道；207、压力变送器；208、压力表；209、过滤器；210、手动球阀；211、排污管；212、止回阀；213、流量计；214、气动快关阀；215、气动调节阀；3、燃烧器；31、引风管道；32、助燃管道；33、沼气喷枪；34、点火枪；35、连接法兰；36、风门执行器；37、延伸管道；4、一次风母管；41、预热口；5、空气预热器；51、管箱；511、第一折流板；512、第二折流板；513、上管板；514、下管板；52、蒸汽联箱；521、蒸汽进入口；53、泄水联箱；531、冷凝水排出口；54、预热管；58、支架；6、一次风机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种一次风二次预热系统，如图1所示，包括厌氧系统1、传输系统2、燃烧器3、一次风母管4、空气预热器5，一次风母管4与空气预热器5连接，一次风母管4上设置有用于产生一次风的一次风机6，厌氧系统1、传输系统2、燃烧器3依次连接，燃烧器3与一次风母管4侧壁连通，厌氧系统1产生的沼气经传输系统2传输作为预热燃料进入燃烧器3，沼气在燃烧器3中燃烧产生的热量对一次风母管4中的一次风进行初次预热，一次风母管4中的一次风进入空气预热器5后，空气预热器5对一次风进行二次预热。
如图2所示，传输系统2包括增压风机201、气水分离装置202和传输管道，厌氧系统1、增压风机201、气水分离装置202、燃烧器3依次通过传输管道连通，其中厌氧系统1和增压风机201之间的传输管道为第一传输管道203，增压风机201和气水分离装置202之间的传输管道为第二传输管道204，气水分离装置202与燃烧器3之间的传输管道为第三传输管道205。
如图3所示，为了保证在传输沼气时的安全性，第一传输管道203上设置有氮气吹扫管道206，通过操作前先通过氮气对第一传输管道203内的空气进行吹扫，减小管道内混入沼气内空气的量，减少沼气点燃时发生爆炸的可能，第一传输管道203上通过设置压力变送器207和压力表208来观测第一传输管道203内的压力，第一传输管道203靠近增压风机201的一端通过设置过滤器209防止沼气中带有的杂物进入增压风机201内。
第一传输管道203一端与厌氧系统1连接，另一端与增压风机201连接，考虑到一用一备，第一传输管道203两端均设置为两个并联的端口，相应地，厌氧系统1设置有两个接口、增压风机201设置为两台，第一传输管道203靠近厌氧系统1的两个并联端口分别与两个接口连接，第一传输管道203靠近增压风机201的两个并联端口分别与两台增压风机201连接，第一传输管道203两端的四个端口处通过设置手动球阀210开关管道，优选地，增压风机201为罗茨增压风机201。
如图4所示，第二传输管道204靠近增压风机201的一端对应的设置两个并联的端口与两台增压风机201连接，另一端与气水分离装置连接，在增压风机201的作用下第二传输管道204里沼气的压强增大，潮湿沼气中的水份凝聚，气水分离装置的存在可将沼气中过多的水分去除，第二传输管道204靠近气水分离装置的一端设置有排污管211，排污管211用于协助气水分离装置工作；第二传输管道204靠近增压风机201的端部设置有止回阀212，止回阀212可以防止第二传输管道204内的高压沼气倒灌回第一传输管道203，第二传输通道在靠近止回阀212的位置同样设置有用于关断管道的手动球阀210。
如图2和图5所示，第三传输管道205一端与气水分离装置202连接，另一端与燃烧器3连接，第三传输管道205上通过设置了气动快关阀214、气动调节阀215、手动球阀210共同管理管道内沼气的流动，通过设置流量计213、压力变送器207和压力表208来观测管道内的压力，第三传输管道205较长，为了更好的观测管道内的压力，第三传输管道205设置的压力变送器207和压力表208有多个，在一种优选的实施例中，第三传输管道205在两个端部位置均设置有压力变送器207和压力表208，同样地，第三传输管道205通过分别设置排污管211、过滤器209，来减少沼气内含有的杂质，通过设置氮气吹扫装置对第三传输管道205内的空气进行吹扫以减小管道内空气的含量。
在一种优选的实施例中，第三传输管道205朝向燃烧器3的一端可分为多个连通的并联管道，多个并联管道的端口分别与一个燃烧器3连接。
如图6和图7所示，燃烧器3包括引风管道31、助燃管道32、沼气喷枪33和点火枪34，引风管道31为管状结构，沼气喷枪33、点火枪34分别与引风管道31轴线方向平行，引风管道31两端分别为一端封闭的封闭端和开口端，沼气喷枪33枪体侧壁、点火枪34枪体侧壁分别与封闭端固定，沼气喷枪33的进料口、点火枪34的进料口位于引风管道31外部，沼气喷枪33的喷嘴、点火枪34的喷嘴位于引风管道31内靠进开口端的位置，沼气喷枪33的进料口通过主烧嘴和软管与第三传输通道连接，引风管道31开口端设置有连接法兰35，一次风母管4侧壁开设有预热口41，引风管道31与一次风母管4侧壁法兰连接，开口端和预热口41之间连通；助燃管道32与引风管道31侧壁连通，助燃管道32远离引风管道31的一端连接助燃风机，助燃风机引入的助燃风进入引风管道31并在引风管道31开口处喷出，助燃管道32侧壁上设置有用于控制风量的风门执行器36。
在一种优选的实施例中，开口端半封闭，引风管道31开口端同轴设置有延伸管道37，延伸管道37与开口端连通，延伸管道37远离开口端的一端为深入端，深入端端口为开口，沼气喷枪33的喷嘴、点火枪34的喷嘴突出于延伸管道37深入端外暴露在一次风母管4内，燃烧器3安装在一次风母管4上时，延伸管道37位于一次风母管4内部；使用时，点火枪34进料口先进料点火，然后沼气喷枪33中进入沼气，点火枪34将沼气喷枪33喷嘴处涌出的沼气点燃，沼气喷枪33喷嘴处在沼气的供应下持续燃烧，燃烧的沼气对一次风母管4内经过的一次风直触式加热。
如图1和图7所示，空气预热器5包括管箱51、蒸汽联箱52和泄水联箱53，蒸汽联箱52和泄水联箱53分别与管箱51固定连接，管箱51是由上顶板、下底板、第一折流板511、第二折流板512、第一侧板和第二侧板围成的空腔结构，其中上顶板和下底板、第一折流板511和第二折流板512、第一侧板和第二侧板分别相对设置，其中上顶板位于下底板上方，管箱51下方设置有支架58，支架58与下底板焊接固定。
管箱51内固定设置有上管板513、下管板514和预热管54，上管板513与上顶板平行，下管板514与下底板平行，预热管54两端分别为进气端和排水端，预热管54竖直设置，预热管54数量有多根，多根所述预热管54相互之间平行设置，上管板513和下管板514用于固定预热管54，预热管54的进气端和排水端分别与上管板513和下管板514连接，蒸汽联箱52与上顶板法兰连接，且蒸汽联箱52与预热管54的进气端连通，泄水联箱53与下底板法兰连接，且泄水联箱53与预热管54的排水端连通。
第一折流板511上开设有与一次风母管4端口连接的空气进口，第二折流板512上开设有用于连接焚烧炉的空气出口，蒸汽联箱52设置有蒸汽进入口521，泄水联箱53设置有冷凝水排出口531，工作时，蒸汽从蒸汽进入口521蒸汽联箱52，并经预热管54进气端进入预热管54，在管箱51中，蒸汽与从空气进口进入的一次风换热，换热后的一次风水平从空气出口流出，蒸汽与一次风反复换热后冷凝，冷凝水从预热管54排水端进入泄水联箱53，并经冷凝水排出口531排出。
管箱51可以有多组，多组所述管箱51的空气进入端和空气排出端串联，不同管箱51上设置的蒸汽联箱52和泄水联箱53相互独立，在一种优选地实施例中，管箱51有两组，不同管箱51中的蒸汽联箱52可以接不同压强的蒸汽。
本实施例工况如下：
当一次风经过燃烧器3时，点火枪34将沼气喷枪33喷嘴处涌出的沼气点燃，在沼气的供应下沼气喷枪33的喷嘴处持续燃烧，燃烧的沼气对一次风母管4内经过的一次风进行第一次加热，经燃烧器3加热后的风进入空气预热器5经过管箱51内的预热管54，预热管54中的蒸汽对一次风进行二次加热，本系统利用多余的沼气燃烧对一次风二次加热，确保一次风风温的同时，降低了蒸汽使用量，也即提高沼气资源回收利用效率的同时增加了发电量。
本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
