CN217464489U - 一种余热利用*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种余热利用***，包括干化机、低加***和锅炉***的空预器，所述低加***包括至少两个低压加热器，还包括热交换器，用于将所述空预器下游的至少部分低温烟气的热量和所述低加***的至少部分凝结水的热量转化为用于对所述干化机内部物料进行干燥的能量；本实用新型用于干燥物料的热能来源于烟气余热或低品位蒸汽热能，进一步回收低温烟气的余热，以及更有效的利用低品位蒸汽热量，大大提高了余热利用效率，降低热损失，具有较高的经济利用价值。

Description

一种余热利用***

技术领域

本实用新型涉及余热处理设备技术领域，特别涉及一种余热利用***。

背景技术

现有的燃煤电厂烟气余热利用***主要利用空预器后的排烟余热(温度120℃～160℃)加热低压凝结水(通过低温省煤器)、加热脱硫塔后冷烟气(通过MGGH***)、加热空气(通过暖风器)等。这些技术虽然一定程度上节约了能源，但利用水平不高。如采用排烟余热加热低压凝结水，只能排挤回热***中较低温度压力水平的抽汽回汽轮机做功，其降低机组煤耗有限(一般只能降低供电煤耗1～2g/KWh。)，热能利用效率仅有约10％，绝大部分热量都在低效做功后被循环冷却水带到机组冷却塔释放到大气中。

随着国家碳达峰、碳中和政策的颁布和实施，占总碳排放量约40％的火力发电厂(主要是燃煤电厂)成为碳排放控制的重中之重。由于燃烧大量的化石能源，燃煤电厂一般煤燃烧产生的碳排放占了全厂碳排放的98％以上。因此要在满足正常生产的情况下其减排难度非常大。而通过烟气碳捕集和利用来实现碳减排目前还没有具有足够经济性的技术可供使用。采用天然气燃烧可以比燃煤电厂减少约40-45％的碳排放，但是一方面天然气依旧属于化石能源，碳排放水平比较高；另一方面天然气发电由于价格昂贵从成本上不具有经济性。

污泥、垃圾(不包括其中的化石组分)、生物质属于可再生能源，与燃煤耦合掺烧具有很好的技术经济性。一方面由于具有一定的热值，可以起到替代煤这样的化石燃料的作用，且不计入碳排放量，另一方面由于污泥、垃圾还有一定的处理处置费用，因此从经济上具有很好的收益。但污泥、垃圾、生物质这些可再生能源物料往往含水率较高，如污泥约60％～80％，垃圾约30％～50％，树皮约30％～50％。这些高含水率的物料入炉会影响着火稳定性的同时还不利于氮氧化物控制，且由于火焰中心抬升容易造成屏式受热面超温等问题。因此需要在入炉前对这些高含水率的物料进行干化。

燃煤电厂可以利用蒸汽来干化高含水率物料，但是由于采用的是三抽或者四抽的蒸汽，蒸汽热品味相对较高，因此经济上相对较差。

实用新型内容

本实用新型的目的为提高低温能量的利用率。

本实用新型提供一种余热利用***，包括干化机、低加***和锅炉***的空预器，所述低加***包括至少两个低压加热器，还包括热交换器，用于将所述空预器下游的至少部分低温烟气的热量和所述低加***的至少部分凝结水的热量转化为用于对所述干化机内部物料进行干燥的能量。

本实用新型用于干燥物料的热能来源于烟气余热或低品位蒸汽热能，进一步回收低温烟气的余热，以及更有效的利用低品位蒸汽热能，大大提高了余热利用效率，降低热损失，具有较高的经济利用价值。

可选的，包括凝结水外循环管路，该外循环管路中的凝结水通过所述热交换器与所述低温烟气热交换，以及与干化机的干燥介质热交换。

可选的，所述热交换器包括第一换热器、第二换热器和第三换热器，所述第一换热器位于所述空预器下游的低温烟道内部，所述低加***的部分凝结水经所述第一换热器与所述低温烟气换热后，流经所述第二换热器、第三换热器与所述干燥介质循环回路中的干燥介质换热。

可选的，凝结水外循环管路进入所述第一换热器的凝结水有两个支路，流出第一换热器的凝结水也分为两个支路。

可选的，所述进入第一换热器的凝结水，第一支路从N号低压加热器和N+1号低压加热器之间连通管取水，第二支路从N+2号低压加热器前取水，然后经过干化尾气冷凝器吸收尾气余热，然后与第一支路凝结水混合，经增压泵加压以后流经第一换热器吸收烟气余热；

可选的，所述流出第一换热器的凝结水也分为两个支路，第一支路凝结水回到N号低压加热器和N+1号低压加热器之间的连通管，第二支路与第二换热器相连。流经第二换热器的凝结水再流经第三换热器，并经增压泵加压后回到N+1号低压加热器和N+2号低压加热器之间连通管。

可选的，所述干化机的热源进口包括第一干燥介质进口和第二干燥介质进口，还包括干燥介质外循环回路和干燥介质内循环回路；所述干燥介质外循环回路连接所述干化机的尾气出口、尾气冷凝器、第三换热器和干化机第一干燥介质进口，尾气在冷凝器中向凝结水释放热量并除湿，除湿后的干燥介质在第三换热器中与凝结水进行换热；所述干燥介质内循环回路连接所述干化机的尾气出口前内循环风机、第二换热器和干化机第二干燥介质进口，干燥介质在第二换热器中与凝结水进行换热。

可选的，所述干化机为带式干化机，包括干燥带，所述干燥带配置成上层输送干燥区和下层输送干燥区，所述第一干燥介质进口位于所述下层输送干燥区下方，所述第二干燥介质进口位于所述下层输送干燥区和所述上层输送干燥区之间。

可选的，所述干化机的第一干燥介质为低含湿率湿空气，第二干燥介质为高含湿率湿空气。

可选的，还包括高温气路，一端连接所述空预器的高温空气出口管，另一端连接于所述干燥介质外循环回路位于所述第三换热器和所述干化机的第一干燥介质进口之间的管段；并且所述高温气路上设置有流量控制阀。

可选的，所述冷凝器的出气口还进一步通过外排气管路连通位于所述空预器下游的低温烟道,并且所述外排气管路上设置有控制阀。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例中余热利用***的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例中干化机的结构示意图。

其中，图1和图2中附图标记与部件名称之间一一对应关系如下：

1锅炉；2空预器；3烟道；4第一换热器；5-1第一水泵；5-2第二水泵；6 6号低压加热器；7 7号低压加热器；8 8号低压加热器；9 9号低压加热器；

10-1外循环回路进口主管段；10-2干化后尾气出口管段；10-3干燥介质内循环前管路；10-4干燥介质内循环后管路；10-5尾气冷凝器出口管；10-6第三换热器前干燥介质管路；10-7热空气管路；

10-8外排气管路；

11-1内循环空气风机；11-2外循环空气风机；12第二换热器

13第三换热器；

14干化机；14-1下层输送干燥区；14-2上层输送干燥区；14-3 第一干化机排气口；14-4第二干化机排气口；14-5出料口；14-6 第一干燥介质进口；14-7第二干燥介质进口；14-8干化机壳体

15-1管路；15-2管路、15-3管路；15-4管路；15-5旁路回水管、 15-6主凝结水循环管路；15-7回水管路；

16冷凝器；17湿物料存储给料装置。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本实用新型一种实施例中余热利用***的结构示意图；图2为本实用新型一种实施例中干化机的结构示意图。

本实用新型提供了一种余热利用***，该余热利用***主要回收利用锅炉***中的低温余热。锅炉***包括锅炉1、空预器2和烟道。空预器2的主要作用是利用锅炉1的高温烟气来加热进入锅炉前端燃烧所需空气，以将空气预热到预定温度。空预器2包括烟气进口、低温烟气出口、至少一组空气进口和空气出口。关于空预器2的具体结构本文不做具体介绍。

本实用新型的余热利用***包括干化机14、湿物料存储给料装置 17、锅炉***的空预器2和低加***。低加***包括至少两个低压加热器，低压加热器的作用是通过抽取汽轮机中、低压缸的蒸汽对机组凝结水进行预加热，随后凝结水被送往除氧器。低压加热器的数量通常至少为两个，根据流体的流动的逆方向，依次命名为N号低压加热器(如图1中6)、N+1号低压加热器、N+2号低压加热器、……。例如，在一种具体示例中，低加***包括4号除氧器，5号低压加热器，6 号低压加热器，7号低压加热器，8号低压加热器等等。

本实用新型的余热利用***还包括热交换器，具体包括第一换热器4、第二换热器12和第三换热器13，所述第一换热器4位于所述空预器下游的低温烟道内部，所述低加***的部分凝结水经所述第一换热器4与所述低温烟气换热后，流经所述第二换热器12、第三换热器 13与所述干燥介质循环回路中的干燥介质换热。也就是说，干化机14 用于对其内部物料干燥的能量可以部分或者全部来自于锅炉***的低温烟气的余热和低加***的至少部分凝结水的热量。

本实用新型用于干燥物料的热能来源于烟气余热或低品位蒸汽热能，进一步回收低温烟气的余热，以及更有效的利用低品位蒸汽热能，大大提高了余热利用效率，降低热损失，具有较高的经济利用价值。

在一种具体实施例中，余热利用***包括凝结水外循环管路，该外循环管路中的凝结水通过热交换器与低温烟气，以及与干化机的干燥介质热交换。具体示例中，热交换器包括第一换热器4、第二换热器12，第三换热器13；第一换热器4位于空预器2下游的低温烟道内部，低加***的部分凝结水经第一换热器4从低温烟气吸热后，流经第二换热器12和第二换热器13向干化机的干燥介质放热后经增压泵 5-2回到低加***，图1中示出了凝结水送回8号低压加热器和7号低压加热器之间的管段。当然，不局限于本文图1示管路连接方式，凝结水的取水位置和送回位置也可以为其他位置。

在一种具体实施例中，进入第一换热器的凝结水有两个支路，示例中给出了第一支路15-2从6号低压加热器和7号低压加热器之间连通管取水，第二支路15-1从8号低压加热器前取水，然后经过干化尾气冷凝器16吸收干燥尾气余热，然后与第一支路15-2凝结水混合，经增压泵5-1加压以后流经第一换热器4吸收烟气余热；

该实施方式中，干化机14自身排放的乏气中蒸汽潜热进一步回收送回第一主管路，通过上述流路的热量交换可以再次传递至凝结水外循环管路内部流体，这样能够使得干化机14的能量损失尽量小。

在一种具体实施例中，余热利用***流出第一换热器4后的凝结水又分为两个支路，在干化***低负荷或停止运行时换热后的部分凝结水从旁路15-5再次送回低加***，该部分凝结水可以送回N号低压加热器的前或后(图1示例为前)连接管路。而在常规工况下加热后的凝结水通过支路15-6流经第二换热器12和第二换热器13向干化机的干燥介质放热，然后经增压泵5-2和管路15-7回到8号低压加热器和7号低压加热器之间的管段。

在一种具体实施方式中，干化机14的干燥介质进口包括第一干燥介质进口14-6和第二干燥介质进口14-7，余热利用***还进一步包括还包括干燥介质外循环回路和干燥介质内循环回路；

具体地，干燥介质外循环回路连接所述干化机的尾气出口14-3、尾气冷凝器16、第三换热器13和干化机第一干燥介质进口14-6，干化机排出的尾气在冷凝器中6向凝结水释放热量并除湿，除湿后的干燥介质通过风机11-2输送到第三换热器13中与凝结水进行换热，然后从第一干燥介质进口14-6进入干化机14。

具体地，干燥介质内循环回路连接所述干化机的尾气出口14-4，内循环风机11-1、第二换热器12和干化机第二干燥介质进口14-7，干燥介质从干化机出口14-4离开干化机后，在第二换热器12中与凝结水进行换热，然后从第二干燥介质进口14-7干化机14。

具体地，进入干化机的第一干燥介质为除湿后的低含湿率湿空气，进入干化机的第二干燥介质为高含湿率湿空气。

该实施例中设置有两个干燥介质循环回路，即对于干化机14内部物料干燥的干燥介质来自两部分，两部分干燥介质可以分别在各自外管路中吸收不同的热量，以获得不同的温度，通过调节二者的比例，能够满足干化机14内部不同物料的干燥需求，提高使用的灵活性。

具体地，干化机14为带式干化机14，带式干化机14包括壳体 14-8和干燥带，干燥带配置成上层输送区和下层输送区，通常物料自湿物料存储给料装置17先进入干化机14的上层输送区14-2，然后随着输送带传送再落至下层输送区14-1，最后干化后的物料由出料口 14-5排出。第一干燥介质进口14-6位于下层输送区下方，第二干燥介质进口14-7位于下层输送区14-1和上层输送区14-2之间。

如图1和图2所示，从第一干燥介质进口14-6进入的干燥介质先对下层输送区14-1的物料进行干燥，干燥后的湿气与第二干燥介质进口14-7进入的干燥介质混合，混合后再一起干燥上层输送区14-2的较湿物料。穿过上层输送区14-2的乏气可以经过乏气过滤器进行除尘，然后自干燥介质出口分成两路，一路经14-3进入干燥介质外循环管路，经过冷凝器16、第三换热器13后返回第一干燥介质进口，另一路经14-4进入干燥介质内循环管路，经第二换热器12加热后直接返回第二干燥介质进口。

上述各实施例中，余热利用***还包括热空气路10-7，一端连接空预器2的热空气出口管，另一端连接于干燥介质外循环管路位于第三换热器13和干化机14的第一干燥介质进口之间的管段；并且热空气路10-7上设置有流量控制阀101。

在机组低负荷或者空预器2下游烟温比较低的情况下，通过自空预器2的热空气端引入一股热风与经过第三换热器13的干燥介质混合，最后一起通入干化机14内部。

另外,冷凝器16的出气口还进一步通过第二支管路10-8连通位于空预器2下游的低温烟道,并且第二支管路10-8上设置有控制阀 102。第二支管路10-8与第三换热器13并联。这样可以保持管路风量和压力平衡，在需要时开启第二支管路10-8上的控制阀102，将多余气体排到空预器2下游的低温烟道内部。

为了提供管路内部气体的循环动力，还可以设置内循环空气风机 11-1和外循环空气风机11-2，分别用于对干燥介质内循环回路和干燥介质外循环回路提供空气循环的动力。

以上对本实用新型所提供的一种余热利用***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种余热利用***，其特征在于，包括干化机、低加***和锅炉***的空预器，所述低加***包括至少两个低压加热器，还包括热交换器，用于将所述空预器下游的至少部分低温烟气的热量和所述低加***的至少部分凝结水的热量转化为用于对所述干化机内部物料进行干燥的能量。

2.如权利要求1所述的余热利用***，其特征在于，包括凝结水水外循环管路，还包括第一换热器、第二换热器和第三换热器；所述低加***中的凝结水通过所述第一换热器吸收所述低温烟气的热量，通过第二换热器和第三换热器向干化机干燥介质放热。

3.如权利要求2所述的余热利用***，其特征在于，所述热交换器包括第一换热器，位于所述空预器下游的低温烟道内部，所述低加***的部分凝结水经所述第一换热器与所述低温烟气换热后，流经所述第二换热器和第三换热器，与所述干化机干燥介质换热。

4.如权利要求3所述的余热利用***，其特征在于，进入所述第一换热器的凝结水有两个支路，流出第一换热器的凝结水也分为两个支路。

5.如权利要求3所述的余热利用***，其特征在于，所述干化机的热源进口包括第一干燥介质进口和第二干燥介质进口，还包括干燥介质内循环回路和干燥介质外循环回路；所述干燥介质内循环回路连接所述干化机的尾气出口前内循环风机、第二换热器和干化机第二干燥介质进口，干燥介质在第二换热器中与凝结水进行换热；所述干燥介质外循环回路连接所述干化机的尾气出口、尾气冷凝器、第三换热器和干化机第一干燥介质进口，尾气在冷凝器中向凝结水释放热量并除湿，除湿后的干燥介质在第三热交换器中与凝结水进行换热。

6.如权利要求5所述的余热利用***，其特征在于，所述干化机为带式干化机，包括干燥带，所述干燥带配置成上层输送区和下层输送区，所述第一干燥介质进口位于所述下层输送区下方，所述第二干燥介质进口位于所述下层输送区和所述上层输送区之间。

7.如权利要求2至6任一项所述的余热利用***，其特征在于，还包括高温气路，一端连接所述空预器的高温空气出口管，另一端连接于所述第三换热器和所述干化机的第一干燥介质进口之间的管段；并且所述高温气路上设置有流量控制阀。

8.如权利要求7所述的余热利用***，其特征在于，所述干化机的尾气冷凝器的出气口还进一步通过第二支管路连通位于所述空预器下游的低温烟道,并且所述第二支管路上设置有控制阀。

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