[發明專利]一種回收循環流化床鍋爐底渣高溫余熱并加熱熱風的系統

有效

• 申請號: 201610373995.5
• 申請日: 2016-05-30
• 公開（公告）號: CN105864753B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 劉泰生;肖欣悅;李維成;奚正穩;周棋;孫登科;孟慶松;龔留升;宋剛
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號: F23C10/00
• 分類號: F23C10/00;F28D1/047;F23L15/00;F23J1/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 管高峰,錢成岑

技術領域

本發明屬于循環流化床鍋爐領域，尤其涉及循環流化床鍋爐底渣高溫余熱的回收。

背景技術

循環流化床(CFB)鍋爐具有燃料適應性廣、高效爐內脫硫、NOx原始排放低的優點，在發電及很多工業領域得到了廣泛的應用。CFB鍋爐排渣溫度高達850℃以上，是高品位的余熱；而且對典型的高灰分燃料，排渣的物理熱損失將影響鍋爐效率1％以上，排渣的高品位余熱具有顯著的回收價值。目前CFB鍋爐普遍采用水冷式滾筒冷渣器，利用水來冷卻高溫灰渣。排渣的高溫余熱變成了冷卻水的低品位熱，熱量未獲得有效的回收利用。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述問題，本發明提出一種以熔鹽為傳熱工質回收CFB鍋爐底渣高溫余熱并用于加熱熱風的系統。以典型的NaNO₃-KNO₃二元熔鹽為例，工作溫度遠遠高于冷卻水，最高可達到600℃，且其性質穩定，不易分解，在常壓下工作。系統運行時，CFB鍋爐排渣先進入熔鹽滾筒冷渣器，由熔鹽吸收一部分高溫底渣熱量。吸收底渣余熱升溫后的熔鹽溫度可達到500℃左右，可維持能量的高品位，用以加熱290℃左右的熱風，可使進入爐膛的風溫在此基礎上提高幾十攝氏度，起到節約煤耗、顯著提高鍋爐效率的作用。通過這種方式，CFB鍋爐底渣高溫余熱被有效地回收利用。

本發明目的通過下述技術方案來實現：

一種回收循環流化床鍋爐底渣高溫余熱并加熱熱風的系統，包括循環流化床鍋爐及其尾部煙道的空氣預熱器，以及空氣預熱器至鍋爐爐膛的一和/或二次風管路，還包括熔鹽緩沖罐、熔鹽泵、熔鹽滾筒冷渣器和空氣-熔鹽換熱器，空氣-熔鹽換熱器設于一和/或二次風管路上對其一和/或二次風進行換熱升溫，熔鹽滾筒冷渣器至少為一個，用于以熔鹽為冷卻工質對循環流化床鍋爐爐膛排出的底渣進行換熱降溫，各熔鹽滾筒冷渣器的排渣入口與循環流化床鍋爐爐膛排渣口連通，熔鹽緩沖罐的熔鹽出口經熔鹽泵與各熔鹽滾筒冷渣器的熔鹽入口連通，各熔鹽滾筒冷渣器的熔鹽出口與空氣-熔鹽換熱器的熔鹽入口連通，空氣-熔鹽換熱器的熔鹽出口與熔鹽緩沖罐的熔鹽入口連通。

作為選擇，還包括至少一個水冷滾筒冷渣器，用于以水為冷卻工質對熔鹽滾筒冷渣器排出的底渣進行換熱降溫，各水冷滾筒冷渣器的排渣入口分別各自與各熔鹽滾筒冷渣器的排渣出口連通。

作為選擇，熔鹽為二元熔鹽、三元熔鹽、硝酸鹽或碳酸鹽等。

作為選擇，熔鹽滾筒冷渣器的滾筒筒壁由若干換熱管螺旋盤繞而成，管間由扁鋼連接，形成膜式壁筒壁；在滾筒內部，由滾筒內壁開始沿徑向方向排列若干換熱管，形成膜式壁管屏，且膜式壁管屏沿滾筒軸向在滾筒內壁螺旋盤繞形成槽道。

作為選擇，空氣-熔鹽換熱器采用管式空預器的結構，熔鹽在換熱管管內豎直方向流動，空氣在換熱管管外橫掠管束。作為選擇，換熱管錯列排布。

前述本發明主方案及其各進一步選擇方案可以自由組合以形成多個方案，均為本發明可采用并要求保護的方案；且本發明，(各非沖突選擇)選擇之間以及和其他選擇之間可以任意組合。本領域技術人員在了解本發明方案后根據現有技術和公知常識可明了有多種組合，均為本發明所要保護的技術方案，在此不做窮舉。

工作過程為：從爐膛排出的高溫底渣進入以熔鹽為冷卻工質的滾筒冷渣器(熔鹽滾筒冷渣器)，在熔鹽滾筒冷渣器中被熔鹽冷卻到一定溫度后排出，以進行后續處理(例如，進一步進入水冷滾筒冷渣器換熱降溫)；熔鹽吸收底渣熱量后溫度升高，而后進入空氣-熔鹽換熱器，在管內流動并加熱來自空氣預熱器出口的熱風，換熱后熔鹽溫度再次下降，經熔鹽緩沖罐，由熔鹽泵抽出進入熔鹽滾筒冷渣器完成熔鹽回路的循環。熱風在空氣-熔鹽換熱器中橫掠熔鹽管束，被熔鹽加熱，溫度上升，升溫后的熱風再進入爐膛，可有效回收熱量、節約煤耗、提高鍋爐效率。需要指出的是，熔鹽加熱的熱風可以是一次風，也可以是二次風。

本發明中的熔鹽滾筒冷渣器采用熔鹽作為傳熱介質吸收灰渣熱量，滾筒筒壁由換熱管盤繞而成，管間由扁鋼連接，即盤繞而成的膜式壁筒壁。在滾筒內部，由滾筒內壁開始沿徑向方向排列換熱管，形成膜式壁小管屏，小管屏沿滾筒軸向在筒內壁螺旋盤繞。一方面可以成為灰渣沿滾筒軸向運動的槽道，一方面在冷渣器內部增加了受熱面，冷渣器整體換熱能力得到增強。

本發明中的空氣-熔鹽換熱器采用管式空預器的結構，熔鹽在管內豎直方向流動，熱風在管外橫掠管束。換熱管錯列排布。