[发明专利]余热回收装置及包括该余热回收装置的干排渣锅炉无效
申请号: | 201010282917.7 | 申请日: | 2010-09-15 |
公开(公告)号: | CN101915426A | 公开(公告)日: | 2010-12-15 |
发明(设计)人: | 任振伟;任弘 | 申请(专利权)人: | 任振伟 |
主分类号: | F23J1/00 | 分类号: | F23J1/00;F22D11/06 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人: | 彭武 |
地址: | 河南省新乡市*** | 国省代码: | 河南;41 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 余热 回收 装置 包括 干排渣 锅炉 | ||
技术领域
本发明涉及一种锅炉的余热回收装置,更具体地涉及一种用于燃煤干式排渣锅炉的余热回收装置。
背景技术
燃煤锅炉的热效率公式为:η2=100-∑q=〔q2+q3+q4+q5+q6〕,其中:η2为锅炉反平衡热效率(%);q2为排烟热损失(%);q3为气体不完全燃烧热损失(%);q4为固体不完全燃烧热损失(%);q5为散热损失(%);q6为灰渣物理热损失(%)。燃煤锅炉排出的灰渣还具有较高的温度,其所携带的物理显热称为灰渣物理热损失q6。影响灰渣物理热损失大小的主要因素是排渣量的大小以及灰渣温度的高低。
对灰分高于30%的中低热值燃料,如果灰渣不经冷却,灰渣物理热损失可达2%以上。另一方面,炽热灰渣的处理和运输十分麻烦,不利于机械化操作,一般的灰渣处理机械可承受的温度上限大多在150℃以下,因此对灰渣进行冷却是必要的。
目前,大型火力发电厂的干排渣锅炉普遍采用风冷式排渣系统。所述风冷式排渣系统的工作原理如下:燃煤锅炉排出的热灰渣经过渡渣斗(或渣井)、液压关断门后落到钢带式排渣机的输送钢带上,并随缓慢移动的输送钢带一起移动;钢带式排渣机的两侧壁和头尾部均设有进风口,在炉膛负压的作用下吸入受控的少量环境冷空气;含有未完全燃烧的可燃物的灰渣在下落过程中以及在输送钢带上与吸入的冷空气逆向接触从而进一步燃烧,并与该冷空气进行热交换,从而被冷却成为低温灰渣;冷空气可被加热到250℃~400℃左右,热灰渣的温度可由600℃~850℃降到200℃以下,甚至低于100℃,吸入冷空气的同时还将灰渣的热量回收并带入炉内;冷却后的干渣经一级或两级破碎后,由机械或气动输送系统输送至渣仓储存。
干式排渣机通过自然风利用锅炉负压冷却热渣,同时将热量带回锅炉。干式排渣机带回锅炉的热量主要包括底渣中未燃烧煤碳的热量损失q4、底渣物理热损失q6和排渣口辐射热损失q5等三部分。利用外界冷空气来冷却灰渣,冷却风量最大为额定总风量的1.3%左右,否则会对锅炉的安全稳定运行造成不利影响。
从燃烧方面看,对锅炉热效率的影响还取决于钢带式排渣机的冷却风量和冷却风入炉温度。当灰渣冷却风吸热量一定时,冷却风量越大,风温就越低。当冷却风温度接近二次送风的热风温度时,冷却风作为燃烧所需的空气被从炉底送入,在入炉总燃烧空气量保持不变的情况下,从炉底送入的过量空气会使经过空气预热器的冷空气量相应减少,从而导致锅炉的排烟温度升高,进而降低锅炉的热效率。
为了保证锅炉燃烧工况和锅炉效率,在钢带式排渣机冷却热渣之后进入锅炉炉膛的风量一般不超过锅炉总燃烧风量的1.3%,进入炉膛的风温不低于250℃~400℃;考虑到对运行人员、周围环境的危害和影响,以及灰渣后续输送设备的耐温设计等要求,排渣机或冷渣器的排渣温度一般不超过200℃。对于一定容量的锅炉而言,在不改变锅炉燃烧配风的前提下,允许由锅炉底部进入炉膛的风量是一定的。然而,在实际运行中,燃煤火电厂的煤源煤质较杂、变化较大,实际燃用的煤质往往偏离设计和校核煤质,锅炉排渣量、排灰量变化很大(这些主要取决于煤炭供应和煤炭市场的变化情况),由此造成锅炉排渣量的变化是被动的且不易控制(在设计选型阶段很难定量评估),导致钢带式排渣机的冷却风量和冷却风温以及处理能力也随之变化,这些都会对锅炉燃烧工况的稳定性和热效率产生负面影响,从而影响机组运行的安全可靠性和经济性。例如,当锅炉燃烧的煤质变差时,锅炉的排渣量将会大于最初校核的排渣量,从而导致通过风冷干式排渣机送入炉膛的风量增大;如上所述,在入炉总燃烧空气量保持不变的情况下,这会使得经过空气预热器的冷空气量相应减少,从而导致锅炉的排烟温度升高,进而降低锅炉的热效率。
此外,尽管上述风冷式干排渣系统能够在冷却高温灰渣的同时将高温灰渣的余热予以回收利用,但是该系统对锅炉煤质和排渣量的变化比较敏感,并且不能很好地吸收锅炉底部的辐射热量。由此可见,现有的燃煤干式排渣锅炉在吸收锅炉底部的辐射热量方面以及与排渣系统相关的方面仍存在改进的空间。
发明内容
为了解决或者至少改善现有技术中的上述问题,本发明提供一种用于干排渣锅炉的余热回收装置,该余热回收装置能够在风冷式干排渣系统的基础上进一步吸收高温灰渣的热量以及锅炉底部的辐射热量,从而提高锅炉的热效率和经济性并改善现有的风冷式干排渣系统对锅炉煤质和排渣量变化的适应性。
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