一种基于FGR的多台热水锅炉进风空气加热系统
技术领域
本实用新型涉及一种基于FGR的多台热水锅炉进风空气系统，适用于燃气锅炉采用烟气再循环(FGR)再循环技术的低氮改造中，应对再循环烟气中凝结水的产生，尤其适用于北方集中供热的锅炉。
背景技术
氮氧化物是造成大气污染和雾霾的主要成因。目前我国应用的成熟低氮技术中，应用最广泛的技术之一就是烟气再循环技术。FGR技术是抽取锅炉尾部的部分烟气引到燃烧器的进风口，烟气与助燃空气混合后，送到燃烧头与燃气混合后再进行燃烧。通过抽取部分低温烟气混合进炉膛燃烧的方式，以此来降低炉膛温度，从而降低热力型氮氧化物的生成。
在燃气低氮改造锅炉采用FGR技术中，地处北方的燃气锅炉在极寒的天气进风温度低至-10～-15℃，采用节能效果好的锅炉再循环烟气温度不到100℃，带来的两个问题：-10℃冷空气与再循环烟气在混风箱中直接混合后，产生大量冷凝水，这部分冷凝水有部分携带进入燃烧器，在燃烧器的电眼上产生水汽，导致电眼误判断，燃烧器联锁熄火保护。同时携带有冷凝水的烟气，在环境温度低于0℃时，在输送过程中容易结冰，堵塞风道，造成送风不畅。
专利文献CN209049236U公开了一种内置加热器的空气、烟气混合箱结构。上述文献中的混风箱装置有效解决了燃气锅炉采用FGR方式，燃烧后烟气与冷空气混合时产生大量冷凝水的问题，但是在实际多台锅炉运行过程中，锅炉的启停、热水循环、FGR 抽取烟气比例对系统运行均产生影响。从多台锅炉在具体运行和节能角度，如何在寒冷天气运行，混合后温度高于烟气露点时停用，对自动控制系统提出了较高的要求
发明内容
发明目的：本实用新型的目的在于，采用FGR燃气锅炉低氮改造的技术时，避免液态水进入风机和燃烧器电眼，也避免水在低温下结冰堵塞风道引起进风不畅。
技术方案：一种基于FGR的多台热水锅炉进风空气加热系统，包括锅炉出水母管、出水阀门、空气预热器、进水侧手动阀门、进水侧自动阀门、循环水泵、回水母管侧阀门、锅炉回水母管，锅炉出水母管通过出水阀门连接N条并列的换热支路的入水口，N 为大于1的自然数，每条换热支路上包括依次连通的进水侧手动阀门、进水侧自动阀门和空气预热器，通过锅炉出水母管进入的热水在空气预热器中与冷空气、烟气的混合气体换热，N条换热支路的出水口通过回水母管侧阀门连接锅炉回水母管。
进一步地，每台进风空气加热系统的空气预热器对应一台锅炉。
进一步地，基于FGR的多台热水锅炉进风空气加热系统还包括循环水泵(6)，所述循环水泵用以对出水加压使其进入锅炉回水母管。
进一步地，每台空气预热器连接一个进水侧自动阀门，进水侧自动阀门与PLC连接，根据空气预热器后的实际出风温度，与PLC内设定的出风温度比较，PLC进行内部PID 运算后，调整进水侧自动阀门的开度，控制循环水的流量，最终控制空气预热器的出风温度。
进一步地，循环水泵与PLC连接，空气预热器后的实际出风温度，与PLC内设定的出风温度比较，PLC进行内部PID运算后，调节循环水泵的运行频率，控制循环水的流量，最终控制空气预热器的出风温度。
进一步地，一台循环水泵对应连接一台或多台空气预热器。
进一步地，循环水泵设置于空气预热器进水前或者空气预热器出水后。
进一步地，循环水泵采用工频或变频控制
有益效果：
1、避免空气与FGR烟气混合后，FGR中水蒸气析出进入锅炉或结冰堵塞进风通道；
2、FGR烟气中冷凝水在低温下充分析出，汽化潜热可被充分利用；
3、就地取用锅炉出水作为空气加热源，无需另外增加热源，减少设备；
4、在本系统运行时，系统内装置可根据需要自动单台或多台按需启用或停用，避免热量和电量的浪费。
附图说明
图1为多台基于FGR技术热水锅炉进风加热水流程系统图，循环泵位于锅炉回水母管汇集前的管路上；锅炉出水母管——1，出水阀门——2，空气预热器——3，进水侧手动阀门——4，进水侧自动阀门——5，循环水泵——6，回水母管侧阀门——7，锅炉回水母管——8。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
如图1所示，本实施例中的一种基于FGR的多台热水锅炉进风空气系统，适用于采用FGR烟气再循环方式达到低氮排放效果的热水锅炉，在锅炉尾部烟道抽取燃烧后 15％、100℃的烟气，进入鼓风机入风口与新鲜空气混合，然后烟风混合物通过风道进入燃烧器后再进入炉膛燃烧。
当空气温度降低到-10℃时，根据理论计算，天然气燃烧后O2含量在3％时，天然气燃烧后的烟气中的水的体积占比为17.8％，烟气的露点在21.1℃，即低于21.1℃，烟气中的气态水蒸汽即将冷凝成液态水。
为了避免液态水进入风机和燃烧器电眼，也避免水在低温下结冰堵塞风道引起进风不畅，使在多台锅炉运行时根据运行时气温的不同，自动调整和运行，设计了一种基于FGR的多台热水锅炉进风空气加热系统。
一种基于FGR的多台热水锅炉进风空气加热系统，包括锅炉出水母管1、出水阀门2、空气预热器3、进水侧手动阀门4、进水侧自动阀门5、循环水泵6、回水母管侧阀门7、锅炉回水母管8，热水锅炉90℃的出水通过锅炉出水母管1经过出水阀门2后分成三条支路，后进入进水侧的手动阀门4和自动阀门5，进入空气预热器3，热水在空气预热器3中与-10℃的冷空气换热后，将冷空气加热至25℃，加热后的空气再与烟气混合，混合后的烟气温度高于烟气露点21.1℃，与100℃的烟气混合后，烟气中的水蒸气亦不会冷凝。从而达到避免混合空气中的水蒸气冷凝析出，避免燃烧器异常熄火或风道结冰堵塞风道。空气预热器3出水在经过循环水泵6加压后，经过回水母管侧阀门7 后进入锅炉回水母管8，在运行过程中，一台锅炉对应一台空气预热器3。
当一台锅炉运行，两台锅炉停用时，停用的两台锅炉的进水侧自动阀门5远程关闭、进水侧手动阀门4人工关闭，相对应的空气预热器3的底部阀门打开，将水放空，防止结冰。循环水泵6变频运行，变频信号接受空气预热器3空气出口温度，以保证水流量达到换热后的空气出口温度达到预定数值。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
