[發明專利]空氣預熱的經濟性利用

無效

• 申請號: 201080015234.3
• 申請日: 2010-02-12
• 公開（公告）號: CN102378879A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: G·D·馬蒂森
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: F23J15/06
• 分類號: F23J15/06;F23L15/04;F28D21/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周春梅

相關申請的交叉引用

本申請涉及到由Kevin?O’Boyle提出的美國專利申請“通過過剩空氣預熱的試劑干燥”并且通過參考結合該專利申請就如同其完整地在這里被描述。O’Boyle的專利申請在本專利申請的同一天提出并且兩個申請歸同一申請人所擁有。

技術領域

本發明涉及一種有效地捕獲來自鍋爐煙氣輸出的廢熱的系統。更特別地，本發明涉及一種捕獲來自鍋爐煙氣輸出的廢熱用于預熱提供給鍋爐的供給水的系統。

背景技術

許多發電系統通過由煤或油燃燒鍋爐產生的蒸汽來提供能量。這些發電系統常常都組合有排氣處理和熱回收(EPHRS)系統以減少煙氣的排放和/或回收由來自鍋爐的煙氣蒸汽排放的熱能。

典型的發電系統通常為如圖1所示的圖中所描述的那樣。圖1示出一個發電系統10，其包含蒸汽發生系統25以及排氣處理和熱回收系統(EPHRS)15和排氣煙囪90。蒸汽發生系統25包含鍋爐26.

EPRS?15包含空氣預熱器50，顆粒去除系統70以及煙氣洗滌器系統，這里示出的是濕式洗滌器系統80。顆粒去除系統70可以是，例如，靜電沉淀器(ESP)，織物過濾器系統(袋濾室)或者類似的東西。強制通風(FD)扇60設置用于引導空氣進入空氣預熱器50的冷側。

空氣預熱器50為一種設計用于在空氣被引導進入另一個過程(例如在鍋爐26的燃燒室中燃燒)之前加熱該空氣的裝置。空氣預熱器加熱進入到鍋爐26中的輸入空氣流A2通過來自鍋爐的煙氣流捕獲/回收從鍋爐26排放的熱。通過從鍋爐26的燃燒室排放的煙氣(FG1)中回收熱，能夠提高鍋爐26的熱效率并且減少煙氣FG4從煙囪90排出時損失的熱量。

一般來說，期望的是降低煙氣FG2在離開空氣預熱器50并且被引導進入處理裝置之前的溫度，處理裝置例如，舉例來說，是用作顆粒去除系統70的靜電沉淀器(ESP)。通過增加流動進入空氣預熱器50中的空氣流A1，可以從煙氣流FG1中提取更多的熱量并且由此進一步降低到達ESP?70的煙氣流FG2的溫度。

然而，這個過程也導致了可用的被加熱空氣的體積的增加。在典型的發電系統中，將全部的被加熱空氣流導入到鍋爐26的燃燒室而不消極地影響鍋爐26的效率通常是不可行的。

一種用于提高鍋爐26的效率的替代是在鍋爐26和空氣預熱器50之間引入“經濟器”部分55。該經濟器部分55為一種用于捕獲來自空氣流的熱并且將該熱轉移到流體流中的類型的熱交換器，該流體流例如，舉例來說，是水。進一步，經濟器典型地被設計成具有翅片管以提高換熱。在鍋爐中，經濟器是換熱裝置，它將流體，通常為水，加熱到該流體的沸點但是通常不會超過該流體的沸點。經濟器之所以如此命名是因為它們可以利用流體流中的焓(這些流體流雖然熱，但是沒熱到足以使其能夠應用在鍋爐里)由此回收更多的有用焓并且提高鍋爐的效率。經濟器為一種能夠聯接到鍋爐26的裝置，其通過利用從鍋爐26中排放的煙氣FG來預熱/加熱來自水源65的供給水WF實現節能。

圖1示出經濟器150配置成接受來自鍋爐26的煙氣流FG，并且將煙氣流FG1傳遞到空氣預熱器50。在這個例子中，經濟器55起到了將熱從煙氣流FG傳遞給提供給鍋爐25的供給水WF的作用。這允許“被預熱”水被引入到鍋爐25中，由此減少了將鍋爐水加熱到期望溫度的額外的熱能的需求。

煙氣流FG/FG1通常會包含一定數量水平的顆粒物質。這些顆粒物質典型地在煙氣流FG2流經顆粒去除系統70后從煙氣流中被移除。然而，直到煙氣流經受顆粒去除操作，顆粒物質在煙氣流中的存在率通常很高。由于經濟器55在煙氣流經受灰塵去除操作之前接收煙氣流，如果在熱交換元件之間的間隔不夠大，顆粒就可能存留在經濟器55的熱交換元件之間。為了避免顆粒存留在熱交換元件之間，重要的是經濟器的熱傳遞元件之間的間隔必須足夠大以使得大多數的(如果不是全部的)顆粒物質自由地通過經濟器55。這種大的間隔導致了效率的低下。

如果熱傳遞元件之間的間隔比較小，那么太大而不能在經濟器的熱交換元件之間穿過的顆粒物質會被捕獲并且開始累積在經濟器55中。如果不采取措施移除/清理這些累積物，那么這種顆粒累積典型地將增加并且最終阻礙煙氣流通過經濟器55的流動。對煙氣流的流動的阻礙降低了經濟器55的效率。進一步，必須采取措施來清理來自經濟器55的累積物以保持正常運行。這將導致維護時間和費用的增加。

當前，在利用廢熱的鍋爐系統中存在著對高效熱交換器的需求，其所需的維護少于現有技術的系統。

發明內容