本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床，尤其涉及一種以熔鹽為傳熱工質(zhì)，降低循環(huán)流化床鍋爐排煙溫度，并加熱空氣的循環(huán)流化床，屬于循環(huán)流化床鍋爐領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

CFB鍋爐即循環(huán)流化床鍋爐，其具有燃料適應(yīng)性廣、高效脫硫、NOx排放低的優(yōu)點(diǎn)，在國際上得到迅速商業(yè)推廣，在很多工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

目前350MW以上的大型CFB鍋爐多采用回轉(zhuǎn)式空預(yù)器，排煙溫度可維持在120℃左右。然而對(duì)于350MW及以下的CFB機(jī)組，仍然有采用管式空預(yù)器的結(jié)構(gòu)，此時(shí)鍋爐排煙溫度在140℃左右，若能進(jìn)一步降低排煙溫度至120℃，則可減少鍋爐排煙熱損失，提高鍋爐效率1%以上，經(jīng)濟(jì)效益明顯。對(duì)于亞臨界及以下機(jī)組，煙氣溫度進(jìn)一步降低所回收的熱量難以用于加熱水工質(zhì)，因此考慮將其用于加熱熱空氣。此時(shí)空氣預(yù)熱器所需換熱面積將增加，體積也相應(yīng)增大。

然而，管式空預(yù)器本來就存在換熱效率較低，所需換熱面多、耗材量大、造價(jià)高，體型龐大、占用空間大的問題，在此基礎(chǔ)上再增加其體積，會(huì)出現(xiàn)管式空預(yù)器在煙道內(nèi)無法布置的問題，即使?fàn)奚牟拿銖?qiáng)布置進(jìn)煙道，其空氣側(cè)及煙氣側(cè)的流動(dòng)阻力也十分大。若能找到一種方式，既能增加空氣-煙氣換熱面積、提高換熱效率，還能保持煙道內(nèi)受熱面的布置的緊湊性，則可降低煙溫，并且將該煙氣熱量有效地利用至鍋爐中，有效提高鍋爐效率。

另一方面，雖然回轉(zhuǎn)式空預(yù)器較管式空預(yù)器有更高的換熱效率和更小的空間占用率，但對(duì)于CFB鍋爐，其壓頭較大，若采用回轉(zhuǎn)式空預(yù)器，其漏風(fēng)率較管式空預(yù)器會(huì)更大，一般為7%左右，而管式空預(yù)器在2%左右。且回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的設(shè)計(jì)制造也較管式空預(yù)器更加復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)利用管式空預(yù)器的亞臨界及以下CFB機(jī)組，提供一種降低循環(huán)流化床鍋爐排煙溫度并加熱熱風(fēng)的系統(tǒng)，用以降低CFB鍋爐排煙溫度，并加熱空氣，從而能有效的解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種降低循環(huán)流化床鍋爐排煙溫度并加熱熱風(fēng)的系統(tǒng)，包括CFB鍋爐本體，鍋爐內(nèi)設(shè)有接于爐膛后方煙道中，從上往下設(shè)置的低溫過熱器、省煤器和管式空預(yù)器，熔鹽-煙氣換熱器、熔鹽-空氣換熱器和低溫熔鹽緩沖罐，熔鹽-煙氣換熱器的受熱面設(shè)置于低溫過熱器和省煤器之間，熔鹽-煙氣換熱器的后方通過管道與熔鹽-空氣換熱器相連，熔鹽-空氣換熱器中的熔鹽工質(zhì)通過管道接入低溫熔鹽緩沖罐中，低溫熔鹽緩沖罐與熔鹽-煙氣換熱器相連；管式空預(yù)器中的熱風(fēng)工質(zhì)通過熔鹽-空氣換熱器后接回爐膛。

作為一種優(yōu)選方式，還包括低溫熔鹽泵，所述低溫熔鹽緩沖罐通過低溫熔鹽泵與熔鹽-煙氣換熱器相連。

作為一種優(yōu)選方式，還設(shè)有加熱熔鹽的電加熱器，電加熱器設(shè)于低溫熔鹽緩沖罐內(nèi)，靠近底部處。

作為一種優(yōu)選方式，熔鹽-煙氣換熱器的受熱面布置在煙道內(nèi)或者布置在煙道外作為外置式換熱器。

作為一種優(yōu)選方式，熔鹽-煙氣換熱器為蛇形管布置，熔鹽走管內(nèi)，煙氣走管外。

作為一種優(yōu)選方式，熔鹽-空氣換熱器的受熱面布置在煙道內(nèi)或者布置在煙道外作為外置式換熱器。

作為一種優(yōu)選方式，熔鹽-空氣換熱器中的熔鹽走豎直管束內(nèi)，空氣走管束外橫掠管束，管束錯(cuò)列布置。

作為一種優(yōu)選方式，熔鹽-煙氣換熱器和熔鹽-空氣換熱器中的熔鹽為二元熔鹽、三元熔鹽、硝酸鹽或碳酸鹽中的一種或者多種組合。

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)原理為：

采用熔鹽作為傳熱媒介，其工作溫度范圍在220℃~600℃，性質(zhì)穩(wěn)定、且在常壓下工作。利用其高溫特性可用于與CFB鍋爐尾部煙道中煙氣、空氣的換熱。

首先，為了進(jìn)一步降低排煙溫度，在低溫過熱器及省煤器之間加入熔鹽-煙氣換熱器受熱面，使來自低溫過熱器出口的煙氣先進(jìn)入熔鹽-煙氣換熱器中被熔鹽冷卻，而后進(jìn)入省煤器等后續(xù)常規(guī)受熱面進(jìn)行放熱。由于煙氣在進(jìn)入省煤器之前被熔鹽額外冷卻，溫度已有所降低，因此最終可達(dá)到進(jìn)一步降低鍋爐排煙溫度的目的，從而減少鍋爐排煙熱損失，提高鍋爐效率。

而后，吸收煙氣熱量升溫后的熔鹽再進(jìn)入熔鹽-空氣換熱器，在此加熱來自空氣預(yù)熱器出口的熱空氣，熱空氣升溫后進(jìn)入爐膛。此時(shí)，熔鹽與煙氣或空氣的換熱為氣-液換熱，其換熱效率要遠(yuǎn)大于煙氣和空氣的氣-氣換熱，因此受熱面布置可以更加緊湊；同時(shí)熔鹽-煙氣及熔鹽-空氣換熱面的布置也更加靈活，可以布置在煙道內(nèi)，也可以在煙道外作為外置式換熱器。

利用這種設(shè)計(jì)，有效避免了空預(yù)器受熱面增加、體積增大而造成的在煙道內(nèi)無法布置的難題。且由于增加了熔鹽-空氣換熱面，管式空預(yù)器的換熱面可得到減少，從而減少制造耗材，降低其造價(jià)，同時(shí)空預(yù)器體積及空間占用率也可得到減小。

熔鹽則在熔鹽-煙氣換熱器、低溫熔鹽緩沖罐、熔鹽-空氣換熱器中進(jìn)行循環(huán)利用，由低溫熔鹽泵提供循環(huán)動(dòng)力。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：通過本發(fā)明降低循環(huán)流化床鍋爐排煙溫度并加熱熱風(fēng)的系統(tǒng)，具備如下優(yōu)點(diǎn)：

1.排煙溫度可在省煤器前得到額外降低，最終達(dá)到進(jìn)一步降低CFB鍋爐排煙溫度的目的，從而減少排煙物理熱損失，提高鍋爐效率；

2.用熔鹽回收煙氣該部分熱量并加熱熱空氣，將熱量有效地回收進(jìn)入鍋爐內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用；

3.有效地避免了因空氣溫度提高而增大空預(yù)器體積帶來的空預(yù)器在煙道內(nèi)無法布置的難題；

4.減少管式空氣預(yù)熱器的換熱面面積，從而減少耗材，降低其制造成本，同時(shí)減小其體積及空間占用率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明降低循環(huán)流化床鍋爐排煙溫度并加熱熱風(fēng)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

煙氣走向如圖1中的點(diǎn)畫線所示，熱空氣走向如圖1中的虛線所示，熔鹽走向如圖1中的橫線所示。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了相互排斥的特質(zhì)和/或步驟以外，均可以以任何方式組合，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換，即，除非特別敘述，每個(gè)特征之一系列等效或類似特征中的一個(gè)實(shí)施例而已。

如圖1所示，本發(fā)明降低循環(huán)流化床鍋爐排煙溫度并加熱熱風(fēng)的系統(tǒng)，其包括接于爐膛1后方煙道中，從上往下設(shè)置的低溫過熱器2、省煤器3和管式空預(yù)器4，以及本發(fā)明增加的熔鹽-煙氣換熱器5、熔鹽-空氣換熱器6、低溫熔鹽緩沖罐7、低溫熔鹽泵8和加熱熔鹽的電加熱器9。熔鹽-煙氣換熱器5的受熱面設(shè)置于低溫過熱器2和省煤器3之間，熔鹽-煙氣換熱器5的后方通過管道與熔鹽-空氣換熱器6相連，熔鹽-空氣換熱器6中的熔鹽工質(zhì)通過管道接入低溫熔鹽緩沖罐7中，低溫熔鹽緩沖罐7通過低溫熔鹽泵8與熔鹽-煙氣換熱器5相連；管式空預(yù)器4中的熱風(fēng)工質(zhì)通過熔鹽-空氣換熱器6后接回爐膛1。

煙氣走向如圖1中的點(diǎn)畫線所示，煙氣從鍋爐爐膛進(jìn)入尾部煙道，再依次通過低溫過熱器2、熔鹽-煙氣換熱器5、省煤器3和管式空預(yù)器4后從煙道排出。

熱空氣走向如圖1中的虛線所示，熱空氣從管式空預(yù)器4排出，進(jìn)入熔鹽-空氣換熱器6進(jìn)行熱交換后，再通過管路回到爐膛1。

熔鹽走向如圖1中的橫線所示，熔鹽在低溫熔鹽緩沖罐中初步生成，然后通過低溫熔鹽泵吸入熔鹽-煙氣換熱器5中，與煙氣進(jìn)行熱交換后，再進(jìn)入熔鹽-空氣換熱器6中與空氣進(jìn)行熱交換，最后通過熔鹽管路回到低溫熔鹽緩沖罐中。

其中，省煤器3為蛇形管布置，熔鹽走管內(nèi)，煙氣走管外。

熔鹽-煙氣換熱器5為蛇形管布置，熔鹽走管內(nèi)，煙氣走管外。熔鹽-煙氣換熱器5的受熱面布置在煙道內(nèi)或者布置在煙道外作為外置式換熱器。

熔鹽-空氣換熱器6中的熔鹽走豎直管束內(nèi)，空氣走管束外橫掠管束，管束錯(cuò)列布置。熔鹽-空氣換熱器6的受熱面布置在煙道內(nèi)或者布置在煙道外作為外置式換熱器。

熔鹽緩沖罐7起到保護(hù)、緩沖和儲(chǔ)存熔鹽的作用。

電加熱器9設(shè)于低溫熔鹽緩沖罐7內(nèi)，靠近底部處，在熔鹽緩沖罐7中設(shè)置初次化鹽。初次化鹽直接在緩沖罐中進(jìn)行，利用電加熱器將熔鹽加熱至450℃。電加熱器功率根據(jù)具體工程所需的熔鹽量、熔鹽種類、升溫幅度、升溫時(shí)間決定。

熔鹽-煙氣換熱器5和熔鹽-空氣換熱器6中的熔鹽為二元熔鹽、三元熔鹽、硝酸鹽或碳酸鹽中的一種或者多種組合。利用熔鹽吸收的煙氣熱量加熱熱空氣，可解決空預(yù)器體積增大造成的布置難題。

本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)過程為：

在低溫過熱器2及省煤器3之間加入熔鹽-煙氣換熱器5受熱面，使低溫過熱器2出口500℃左右的煙氣全部進(jìn)入熔鹽-煙氣換熱器5中。在此煙氣將被450℃左右的熔鹽冷卻，溫度降低至約480℃左右后的煙氣進(jìn)入省煤器3進(jìn)行放熱。熔鹽則由低溫熔鹽泵8將其從低溫緩沖罐7中抽出進(jìn)入熔鹽-煙氣換熱器5。由于煙氣在進(jìn)入省煤器3之前被熔鹽額外冷卻，溫度已有所降低，再經(jīng)后續(xù)受熱面繼續(xù)放熱，最終可達(dá)到進(jìn)一步降低鍋爐排煙溫度，從而減少鍋爐排煙熱損失，提高鍋爐效率。

另外，吸收煙氣熱量升溫后520℃左右的熔鹽繼續(xù)進(jìn)入熔鹽-空氣換熱器6，在此放出熱量，加熱來自空氣預(yù)熱器4出口的熱空氣，熱空氣被熔鹽加熱至設(shè)定的285℃左右溫度后進(jìn)入爐膛1參與燃燒；降溫后的熔鹽則回到低溫熔鹽緩沖罐7中再次循環(huán)利用。利用這種方式，有效避免了管式空預(yù)器受熱面增加、體積增大時(shí)造成的在煙道內(nèi)無法布置的難題，且由于增加了熔鹽-空氣換熱面，管式空預(yù)器的換熱面可得到減少，從而減少制造耗材，降低其造價(jià)，同時(shí)空預(yù)器體積及空間占用率也可得到減小。

由于熔鹽與煙氣、熔鹽與空氣的換熱是液-氣換熱，熔鹽-氣體強(qiáng)制對(duì)流換熱系數(shù)在(30-50)W/m2.℃，煙氣-空氣強(qiáng)制對(duì)流換熱系數(shù)在(10-25)W/m2.℃。熔鹽與空氣的換熱效率高于煙氣與空氣的氣-氣換熱。同時(shí)煙氣溫度的降低幅度不大，因此系統(tǒng)中所需重新布置的各受熱面面積也不會(huì)太大，受熱面布置可以更加緊湊；同時(shí)熔鹽-煙氣及熔鹽-空氣換熱面的布置也更加靈活，可以布置在煙道內(nèi)，也可以在煙道外作為外置式換熱器。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。