一种余热烟气加热系统及其使用方法
技术领域
本发明属于循环流化床锅炉的技术领域，具体属于一种余热烟气加热系统及其使用方法。
背景技术
循环流化床锅炉所用的风主要包括一次风和二次风，一次风主要作用是将床料流化，同时给炉膛下部密相区提供一定氧量供燃料燃烧，一次风通过一次风机送出；二次风主要作用是补充炉内燃料燃烧所需氧气，同时加强物料的掺混，二次风通过二次风机送出。为了防止一次风和二次风入炉时由于风温锅炉导致燃烧工况不稳、影响燃料燃烧和着火，一二次风入炉前均需要通过吸收流经空气预热器的高温烟气的热量提高温度。但受到环境温度、锅炉负荷以及空气预热器换热效率等因素影响，一二次风入炉前温度可能偏低，影响锅炉的运行，特别地，在低负荷工况下烟气温度水平较低、冬季严寒工况下环境温度偏低以及煤质不良工况下空气预热器积灰较多等多种不良工况下，一二次风入炉温度更加难以得到保证。
目前为了保证一二次风入炉温度主要有三种技术手段：1)采用常规暖风器，提高空气预热器进口空气温度，但单纯采用暖风器会提高厂用电率，降低锅炉运行的经济性。2)提高吹灰频率，但过频繁的吹灰不仅提高厂内能耗，还会加快尾部烟道设备磨损、影响锅炉运行的安全性。3)燃用煤质较好的煤种，但由于循环流化床锅炉的设计初衷即为了燃用劣质煤种，当燃烧优质煤时弱化了循环流化床锅炉的煤种适应能力，且优质煤用流化床锅炉时可能由于灰分较低而影响锅炉物料平衡，不利于锅炉运行的稳定性。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种余热烟气加热凝结水和一二次风的系统，解决现有技术中一次风和二次风入炉前，提升一次风和二次风温度的系统的耗能较高，成本较高，经济性差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种余热烟气加热系统，包括除尘器，所述除尘器的入口连接在尾部烟道的出口，所述除尘器的出口连接第一引风机，所述第一引风机和除尘器的出口之间的管道上还连接有第一支路，所述第一支路包括第一分路，所述第一分路连接第一烟气换热器的烟气入口，所述第一烟气换热器的空气入口连接一次风机，所述第一烟气换热器的空气出口连接设置在尾部烟道内的空气预热器的空气入口，所述第一烟气换热器用于加热一次风机传输的空气；
所述第一支路还包括第二分路，所述第二分路连接第二烟气换热器的烟气入口，所述第二烟气换热器的空气入口连接二次风机，所述第二烟气换热器的空气出口连接所述空气预热器的空气入口，所述第二烟气换热器用于加热二次风机传输的空气。
进一步的，还包括第二引风机，所述第二引风机设置在第一支路上且位于第一分路和第二分路的入口管道上。
进一步的，所述第一引风机的出口连接至烟囱，所述第二烟气换热器的烟气出口连接至第一引风机的出口管道上。
进一步的，所述第一烟气换热器的烟气出口连接至第一引风机的出口管道上。
进一步的，所述除尘器和第一引风机之间的管道上还设置有第二支路，所述第二支路连接至烟水换热器的烟气入口，所述烟水换热器上设置有凝结水入口和凝结水出口，所述烟水换热器用于加热凝结水。
进一步的，所述烟水换热器的凝结水出口连接低压加热器，所述低压加热器用于加热烟水换热器传输的凝结水并传输至锅炉系统中，所述低压加热器上还设置热源入口，所述热源入口与汽轮机低压缸的第一蒸汽出口连接。
进一步的，所述烟水换热器的空气出口连接至第一引风机的出口管道，所述烟水换热器的凝结水入口连接凝汽器的出口，所述凝汽器的入口连接汽轮机低压缸的第二蒸汽出口。
本发明还提供一种余热烟气加热系统的使用方法，包括以下步骤：除尘器脱除烟气中的灰尘后由第一引风机引入烟囱，所述除尘器和第一引风机之间的管道上设置第一支路分流除尘器输出的烟气，第一支路分为第一分路和第二分路，第一分路传输烟气至第一烟气换热器，将一次风机传输的空气与烟气在第一烟气换热器内进行换热，升温的一次风进入空气预热器，第一烟气换热器内换热后的烟气返回第一引风机的出口管道上；第二分路传输烟气至第二烟气换热器，将二次风机传输的空气与烟气在第二烟气换热器内进行换热，升温的二次风进入空气预热器，第二烟气换热器内换热后的烟气返回第一引风机的出口管道上。
进一步的，所述除尘器和第一引风机之间的管道上还设置有第二支路，第二支路分流除尘器输出的烟气，第二支路将除尘器传输的烟气输送至烟水换热器，烟水换热器将凝汽器传输的凝结水进行加热，在烟水换热器内放热后的烟气返回第一引风机的出口管道上，烟水换热器内吸热后的凝结水传输至低压加热器内进行加热，低压加热器加热凝结水后传输至锅炉系统中。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供一种余热烟气加热系统，通过除尘器的出口管道上设置第一支路分流除尘器输出的烟气，将烟气输出至一次风机的出口端设置的第一烟气换热器内，第一烟气换热器完成烟气和一次风换热，将换热升温的一次风输出至空气预热器内，提高一次风在空气预热器入口的温度，保证了一次风入炉前的温度，从而避免低温腐蚀，有利于设备的安全运行，减少了烟气的热损失，提高了锅炉的热效率，本系统结构灵活可靠，无需对锅炉本体进行改造，投资成本较低，易于实现工业化。
进一步的，本发明的第一支路分为第一分路和第二分路，第一分路将一次风进行加热，第二分路将二次风机输出的二次风在第二烟气换热器内进行加热，加热后的二次风进入空气预热器内，提升空气预热器的入口的二次风温度，使进入空气预热器的一二次风均保持一定的温度，进一步的避免空气预热器低温腐蚀，有利于设备的安全运行，提高二次风入炉前的温度，提高锅炉的热效率，减少排烟热损失。
进一步的，本发明中的第一烟气换热器的烟气出口和第二烟气换热器的烟气出口连接至第一引风机的出口管道上，将第一烟气换热器和第二烟气换热器内放热完成的烟气输送至第一引风机的出口管道上，锅炉烟气经过放热后再通入第一引风机的出口管道上，将烟气的余热进行充分的利用，然后通过烟囱排入外界，降低排烟温度，减少排烟热损失，对资源进行了充分的利用。
进一步的，本发明的除尘器和第一引风机的管道上还设置有第二支路，第二支路连接有烟水换热器，烟水换热器将凝汽器传输的凝结水和烟气进行换热，使凝结水吸热升温，升温后的凝结水传输至低压加热器内，提高进入低压加热器内凝结水的温度，使低压加热器所需热源减少，即将低压加热器需要汽轮机低压缸提供的蒸汽量降低，减少了汽轮机低压缸的蒸汽抽气量，节约蒸汽资源，提高锅炉的热效率，本系统结构灵活可靠，无需对锅炉本体进行改造，投资成本较低，此外，本系统还可用于煤粉炉和其他工业锅炉，应用范围广、易于实现工业化。
本发明还提供一种余热烟气加热系统的使用方法，本方法在除尘器的出口管道设置第一支路对除尘器出口管道输出的烟气进行分流，第一支路将烟气输出至一次风机的出口管道和二次风机的出口管道上，提升一次风和二次风的温度，然后将一次风和二次风送入空气预热器的入口，降低烟囱排烟温度，减少排烟热损失，提高了锅炉热效率，保证了空气预热器的入口处一次风和二次风的温度，避免了空气预热器低温腐蚀，有利于设备的安全运行，应用范围广，易于实现工业化。
进一步的，本发明的除尘器和第一引风机之间的管道上还设置有第二支路，第二支路分流除尘器输出的烟气，第二支路将除尘器输出的烟气输送至烟水换热器，烟水换热器将凝汽器传输凝结水进行加热，然后将加热后的凝结水输送至低压加热器内，低压加热器将烟水换热器传输的凝结水继续进行加热，减少低压加热器加热凝结水需要蒸汽的量，使汽轮机低压缸向低压加热器输送的蒸汽量减少，降低汽轮机低压缸的蒸汽抽气量，节约蒸汽资源，提高锅炉热效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
附图中：1-尾部烟道，2-除尘器，3-第一引风机，4-第二引风机，5-第三引风机，6-烟囱，7-一次风机，8-二次风机，9-第一烟气换热器，10-第二烟气换热器，11-烟水换热器，12-汽轮机低压缸，13-凝汽器，14-低压加热器，15-空气预热器，16-第一支路，17-第一分路，18-第二分路，19-第二支路。
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的说明。
如图1所示，本发明提供一种余热烟气加热系统，包括除尘器2，除尘器2的入口连接尾部烟道1的出口，除尘器2的出口连接第一引风机3，所述第一引风机3的出口连接烟囱6，除尘器2的出口和第一引风机3之间的管道上设置有第一支路16，所述第一支路16包括第一分路17，所述第一分路17连接有第一烟气换热器9的烟气入口，第一烟气换热器9的空气入口连接一次风机7，第一烟气换热器9的空气出口连接在尾部烟道1内的空气预热器15的空气入口，第一烟气换热器9用于加热一次风机7传输的空气；
在本实施例中，第一支路16还包括第二分路18，第二分路18上连接有第二烟气换热器10，第二烟气换热器10的空气入口连接有二次风机8，第二烟气换热器10内的烟气和二次风进行换热，加热二次风，加热后的二次风进入空气预热器15，在本实施例中，第一烟气换热器9的烟气出口和第二烟气换热器10的烟气出口混合后连接至第一引风机3的出口管道上从烟囱6排出。
具体的，尾部烟道1输出烟气至除尘器2，除尘器2脱除烟气中的灰尘后由第一引风机3引入烟囱6内，同时在第一引风机3的入口管道上设置有第一支路16，第一支路16上的第二引风机4引出部分烟气至第一烟气换热器9和第二烟气换热器10内，第一烟气换热器9的空气入口连接一次风机7，一次风机7吹出一次风至第一烟气换热器9内，一次风吸收第一烟气换热器9内烟气的热量，然后由第一烟气换热器9的空气出口输入至尾部烟道1内的空气预热器15的空气入口，提升二次风进入空气预热器15的温度；第二烟气换热器10内的烟气放热后，经第二烟气换热器10的烟气出口输送至第一引风机3的出口管道内排入烟囱6；第二烟气换热器10的空气入口连接二次风机8，二次风机8吹出二次风至第二烟气换热器10内，二次风吸收第二烟气换热器10内的烟气热量，然后由第二烟气换热器10的空气出口输入至空气预热器15的空气入口，提升进入空气预热器15二次风的温度，第二烟气换热器10放热后的烟气经第二烟气换热器10的烟气出口进入第一引风机3的出口管道内；提升一次风和二次风的温度，使进入空气预热器15的一次风和二次风的温度升高，避免低温腐蚀。
在本实施例的优选实施例中，除尘器2的出口和第一引风机3之间的管道上还设置有第二支路19，第二支路19上设置有第三引风机5，所述第三引风机5的出口连接烟水换热器11的空气入口，烟水换热器11上还设置有凝结水入口和凝结水出口，凝结水入口连接凝汽器13的出口，凝汽器13的入口连接汽轮机低压缸12的第二蒸汽出口，汽轮机低压缸12输出蒸汽至凝汽器13，凝汽器13凝结蒸汽，凝汽器13输出凝结水至烟水换热器11，烟水换热器11内的凝结水吸收烟气的热量，吸收热量后的凝结水进入低压加热器14内，低压加热器14继续加热凝结水，然后将加热后的凝结水输送至锅炉系统中，其中，低压加热器14的热源来自汽轮机低压缸12，汽轮机低压缸12的第一蒸汽出口连接低压加热器14的热源入口，汽轮机低压缸12抽气对低压加热器14提供热源进一步加热凝结水，由于凝结水在进入低压加热器14前进行了加热，因此，低压加热器14所需的热量减少，从而减少了汽轮机低压缸12抽气量，提高了锅炉热效率，换热完成的烟气由烟水换热器11的烟气出口进入第一引风机3的出口管道内，排入烟囱6内。
本发明的具体实施步骤如下：尾部烟道1传输烟气至除尘器2，除尘器2脱除烟气中的灰尘然后将烟气传输至第一引风机3，第一引风机3传输烟气至烟囱6，由烟囱6排出外界，同时，第一引风机3引出部分烟气至第一分路17和第二分路18，第一引风机3引出的烟气进入第一烟气换热器9，第一烟气换热器9与一次风机7传输的一次风交换热量，升温的一次风进入空气预热器15内，第一烟气换热器9内放热完成的烟气经第一烟气换热器9的烟气出口进入第一引风机3的出口管道内；第二分路18的第二烟气换热器10的烟气与二次风机8传输的二次风交换热量，升温的二次风进入空气预热器15内，换热降温的烟气由第二烟气换热器10的烟气出口进入第一引风机3的出口管道内；
同时，第二支路19上的第三引风机5引入部分烟气至烟水换热器11内，烟水换热器11内的烟气和凝结水交换热量，其中烟水换热器11内的凝结水由汽轮机低压缸12的第一蒸汽出口输出蒸汽至凝汽器13，凝汽器13将蒸汽转化为凝结水，然后凝汽器13输出凝结水至烟水换热器11内，换热降温的烟气经烟水换热器11的烟气出口进入第一引风机3的出口管道内，换热升温的凝结水进入低压加热器14内，低压加热器14输出凝结水至锅炉系统中，其中，低压加热器14的热源来自汽轮机低压缸12，汽轮机低压缸12的第一蒸汽出口输出部分蒸汽至低压加热器14，为低压加热器14提供热源，由于在进入低压加热器14前的凝结水通过烟水换热器11进行加热升温，从而减少了低压加热器14的所需热量，也就减少了汽轮机低压缸12的抽气量，提高了锅炉热效率。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
