用于提高垃圾焚烧一次助燃空气温度的烟气空气预热器
技术领域
本实用新型涉及垃圾焚烧的燃烧空气系统，是一种应用于垃圾焚烧炉，加热一次助燃空气温度的设备，亦称一次风的设备。
背景技术
空气预热器，是一种用于加热燃烧用助燃空气的设备，通常包括：一次风预热器、二次风预热器等。
在传统的燃煤电厂里，空气预热器采用烟气-空气换热，通常放置在锅炉尾部烟道的末端，即省煤器后端，通常会放置有一组或多组空气预热器。但在垃圾焚烧发电厂内，因为垃圾成分的多样性、复杂性，燃烧工况的不稳定性，以及垃圾焚烧产生的烟气所含杂质、颗粒物较多等因素，垃圾焚烧发电厂的空气预热器通常会采用蒸汽空气预热器，通常风温会设定在20℃～220℃之间。如果垃圾热值低于6000KJ/Kg时，就要进一步提高一次风温至250℃及以上。如果还是采用蒸汽加热的方式，不仅需要消耗大量原本用于发电的主蒸汽，而且预热器的体型也会变得非常庞大，在经济性上缺乏优势，也不利于锅炉房内风管的布置。所以为了应对上述问题，提出高温烟气空气预热器(英文缩写GAH)的工艺方案。如专利号201020219522.8名称为过热器前布置高温烟气空气预热器及专利号201110060609.4名称为垃圾焚烧锅炉的烟气空气预热器。
高温烟气空气预热器，是一种采用垃圾焚烧后的高温烟气做热源的一次风加热设备。早期的垃圾焚烧电厂设置的高温烟气空气预热器，通常放置在高温过热器的前端。此处的烟气进口温度一般设计在650℃以下，考虑焚烧炉运行的安全、稳定与长期性等要求，会在烟气空气预热器的换热管外侧敷设耐火浇注材料，以抵抗高温腐蚀和烟尘颗粒的磨损。但是在实际运行中，高温烟气空气预热器所处的工况远比设计要求恶劣，实际进口烟温会超过650℃，达到700℃,甚至更高。虽然换热管有耐火浇注料的保护，但因换热管和耐火浇注料两种材质的膨胀系数差异，长时间暴露在高温烟气中，耐火浇注料极易发生剥落现象，造成换热管直接裸露在烟气环境中而引发爆管事故。且随着垃圾分类的实施，垃圾热值的升高，此类型的高温烟气空气预热器在垃圾焚烧项目上的应用越来越少。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提出一种用于提高垃圾焚烧一次助燃空气温度的烟气空气预热器。
本实用新型的具体技术方案为：
一种用于提高垃圾焚烧一次助燃空气温度的烟气空气预热器，包括吸入一次风的一次风机(2)、该一次风机(2)与垃圾仓上方吸风口(1)连接，管路连通蒸汽空气预热器(3)，依次通过一次风管进口(4)与烟气空气预热器进口集箱(5)，经换热管 (6)，再连通烟气空气预热器出口集箱(7)，最后通过一次风管出口(8)连通至焚烧炉各个一次风室中。
进一步的，根据不同的垃圾热值需要不同温度的一次风；当需要提高一次风温对焚烧炉的燃烧改善效果时，所述烟气空气预热器布置在高温过热器(11)前端。
进一步的，所述需要提高一次风温对焚烧炉的燃烧改善效果时的垃圾热值低于6000KJ/Kg及以下。
进一步的，所述烟气空气预热器布置在省煤器(12)前端。
进一步的，在垃圾热值低于5000KJ/Kg的情况下，所述烟气空气预热器布置在中温过热器(10)与低温过热器(9)之间。
进一步的，所述换热管(6)中采用管板(13)的连接结构，是在板上设有若干换热管，并用密封套管(14)包裹，外覆密封盒(15)以防止烟气泄漏。
本实用新型一种用于提高垃圾焚烧一次助燃空气温度的烟气空气预热器，一次助燃空气经蒸汽空气预热器加热到180～200℃后，再由风管送到放置在省煤器前端的烟气空气预热器继续提升风温，将一次风温提高到230℃。
若需进一步提高一次风温度，可将烟气空气预热器放置在中温过热器与低温过热器之间，以满足一次风温提升至250℃～280℃的需求。
本实用新型的烟气空气预热器，其有益效果在于：
(1)避开600℃及以上的高温烟气区间对烟气空气预热器造成的高温腐蚀，同时又保证一次风温可加热到较高的温度区间(风温在200℃及以上)。放置在省煤器前端，一次风温可满足200℃～230℃的要求；或放置在中温过热器与低温过热器之间，一次风温可满足250℃～280℃的要求。
(2)采用管板结构连接换热管，有效地减少空气介质的沿程阻力损失，降低一次风机能耗。
(3)即使入炉垃圾热值在5000～6000KJ/Kg，也不需要增加额外热源，一样能保证一次风温达到250℃及以上，维护焚烧炉的燃烧，并保证850℃、2秒的炉膛温度要求。
(4)结构简单，安装便捷，检修维护方便。
附图说明
图1烟气空气预热器布置在省煤器12前结构示意图；
图2烟气空气预热器布置在低温过热器9前结构示意图；
图3烟气空气预热器中换热管6中连接结构的示意图；
图4管板13的结构示意图。
图中：
1吸风口，2一次风机，3蒸汽空气预热器，4一次风管进口，5进口集箱6换热管，7烟气空气预热器出口集，8一次风管出口，9低温过热器，10中温过热器，11 高温过热器，12省煤器，13管板，14密封套管，15密封盒。
具体实施方式
本实用新型所述的一种用于提高垃圾焚烧一次助燃空气温度的烟气空气预热器，结合附图，对具体实施方式作进一步详细说明。
如图1、图2所示，以卧式锅炉为例，其工艺流程为：一次风由一次风机2从垃圾仓上方吸风口1吸入，经蒸汽空气预热器3加热，通过一次风管进口4送入烟气空气预热器进口集箱5，经换热管6被高温烟气加热到一定温度，再由烟气空气预热器出口集箱7送出，最后由一次风管出口8送入焚烧炉每个一次风室中。
原则上，不同的垃圾热值需要不同温度的一次风。当垃圾热值低于6000KJ/Kg及以下时，提高一次风温对焚烧炉的燃烧有较好改善效果。烟气空气预热器布置在高温过热器11前端，虽然可以将一次风温提高到300℃，但缺点是高温烟气对换热管6的高温腐蚀也随之加重，不利于长期安全、稳定运行。
结合图1所示，在垃圾热值低于6000KJ/Kg的情况下，将烟气空气预热器布置在省煤器12前端，一次风温可提高到230℃。
结合图2所示，在垃圾热值低于5000KJ/Kg的情况下，将烟气空气预热器布置在中温过热器10与低温过热器9之间，一次风温可提高到250℃～280℃。
如图3所示，采用管板13结构连接换热管6，用密封套管14和密封盒15防止烟气泄漏。结构简单，安装便捷，检修维护方便。
图4所示，管板结构，采用顺列布置。
上述吸风口1、一次风机2，蒸汽空气预热器3、一次风管进口4、进口集箱5、换热管6、烟气空气预热器出口集7、一次风管出口8、低温过热器9、中温过热器10、高温过热器11和省煤器12均为现有技术的装置，其本身的结构和性能是本领域技术人员所知悉的。本实用新型是改进其布置，与常规燃煤电厂及早期的垃圾焚烧发电厂所使用的高温烟气空气预热器相比较，本实用新型的差异在于：
(1)垃圾焚烧发电厂通常不单独设置烟气空气预热器，而是与蒸汽空气预热器相结合使用。一次助燃空气(即一次风)的工艺流程一般为：一次风经一次风机由垃圾仓上方吸入后，经蒸汽空气预热器加热，再送至烟气空气预热器加热，最后送入焚烧炉风室中。
(2)燃煤电厂的烟气空气预热器通常放置在锅炉尾部烟道的末端，即省煤器后端。而垃圾焚烧发电厂的烟气空气预热器，早期为高温烟气空气预热器，通常设置在高温过热器(一次风温要求300℃以下)的前端，但腐蚀严重。本实用新型所述的烟气空气预热器，安装位置从高温过热器前端移置低温过热器(一次风温要求在250℃～280℃之间)或省煤器(一次风温要求在200℃～230℃之间)前端，可降低高温腐蚀，延长使用寿命。
(3)在结构上，早期的高温烟气空气预热器采用管式换热结构，本实用新型所述的烟气空气预热器采用管板结构连接换热管，可减少空气介质的沿程阻力损失，降低一次风机能耗。另外因为烟温的下降，本体的材料不需要借助耐火浇注料的保护，自身已可以承受，所以缩短了安装周期，在检修维护时也更方便。
