一种高效节能防冻的暖风器系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种暖风器系统，尤其涉及一种高效节能防冻的暖风器系统。


背景技术：

2.现如今，电站锅炉及工业锅炉污染物的控制越来越严，基本所有的大型燃煤电站锅炉都进行了scr改造。scr改造虽然能够降低nox的排放量，但是也容易造成空气预热器硫酸氢铵堵塞的问题。为了解决该问题，需要控制空气预热器的冷端综合问题，使空气预热器进口冷风温度和排烟温度在一定数值以上。在这两个温度中，空气预热器进口冷风温度是相对更容易提高的。
3.为了提高空气预热器进口的冷风温度，通常采取的方法都是在空气预热器进口的冷风道内安装暖风器，根据暖风器热源的不同，可以分为热媒水暖风器、蒸汽暖风器、循环水暖风器等等。
4.上述暖风器虽然都能满足提高风温的要求，但是都面临一个相同的问题：在冬季环境温度比较低时，暖风器容易出现冻裂的风险，尤其在我国北方地区更加严重。即使采用蒸汽暖风器，当环境温度很低，机组启动时同样容易出现上述问题。
5.另外，我国不仅是能源开发大国，同时也是能源利用大国。目前火力发电仍然占到我国发电总量的60％以上。在火力发电厂中，限制能源利用的关键是机组的效率普遍较低，一般都在45％一下，而机组效率的直接影响因素就是机组的冷源损失，也就是机组的乏汽。乏汽在火电厂中属于低品质的能源，是完全的废热，如果能将该部分废热充分利用起来，不仅能够提高全厂的经济收入，同时也能够为节能事业贡献力量。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种高效节能防冻的暖风器系统及方法，利用汽轮机产生的废热加热冷空气。
7.为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种高效节能防冻的暖风器系统，包括热管暖风器，热管暖风器连通着锅炉的风机、以及汽轮机的凝汽器，汽轮机还带有低压缸；
8.风机的出口连通有冷风道，热管暖风器分为水段和汽段两部分，水段内盛放有液态工质k并布置在冷风道的下方，汽段布置在冷风道内；
9.凝汽器的出口处连通有两条分支管路，分别为旁路冷却管路、主路冷却管路，旁路冷却管路与热管暖风器的水段相连通，热管暖风器的水段还连通有回流管路，回流管路与主路冷却管路汇流为混合水冷却水管，混合水冷却水管连通有冷却塔，冷却塔与汽轮机的凝汽器相连通。
10.进一步地，热管暖风器水段内的液态工质k为甲醇、乙二醇及水的混合物；通过抽真空的方式，控制液态工质k的凝固点低于
‑
50℃。
11.进一步地，旁路冷却管路上安装有电动截止阀，主路冷却管路上安装有电动调节
阀。
12.进一步地，回流管路上安装有增压泵组，放热后冷却水j由增压泵组增压后与主路高温冷却水f混合成为混合冷却水g。
13.本实用新型公开了一种高效节能防冻的暖风器系统，利用汽轮机凝汽器出口的高温冷水加热锅炉风机出口的冷空气，高温冷却水的热量属于完全的废热，在燃煤电站锅炉中属于损失，对该部分热量进行利用可大幅提高全厂的经济性，具有巨大的节能作用；同时，利用热管暖风器，并且采用凝固点低的物质作为传热介质，避免暖风器在冬季等寒冷工况下冻裂的风险，大大提高了设备的安全性和稳定性。
附图说明
14.图1为本实用新型的系统连接关系示意图。
15.图2为本实用新型的工质流程示意图。
16.图3为本实用新型热管暖风器的结构示意图。
17.图4为图3的热管暖风器的内部工质示意图；
18.图中：1、热管暖风器；2、汽段；3、水段；4、冷风道；5、风机；6、增压泵组；7、凝汽器；8、冷却塔；9、混合冷却水管；10、低压缸；13、旁路冷却管；14、电动截止阀；15、主路冷却管；16、电动调节阀；17、回流管路；
19.a、汽轮机低压缸乏汽；b、凝结水；c、低温冷却水；d、高温冷却水； e、旁路高温冷却水；f、主路高温冷却水；g、混合冷却水；h、冷空气；i、热空气；j、放热后冷却水；k、液态工质；l、汽态工质。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
21.一种高效节能防冻的暖风器系统，包括热管暖风器1，热管暖风器1连通着锅炉的风机5、以及汽轮机的凝汽器7，汽轮机还带有低压缸10。
22.如图1所示，风机5的出口处连通有水平设置的冷风道4，冷风道4连通着空气预热器，将热管暖风器1安装在风机出口的冷风道4上；如图3所示，热管暖风器1分为水段3和汽段2两部分，其中，水段3内盛放有液态工质k并布置在冷风道4的下方，汽段2布置在冷风道4内；
23.再如图1所示，凝汽器7的出口处连通有两条分支管路，分别为旁路冷却管路13、主路冷却管路15，高温冷却水d从凝汽器7的出口处流出，一路进入旁路冷却管13、另一路进入主路冷却管路15内。同时，旁路冷却管路13上安装有电动截止阀14，电动截止阀14起到防逆流的作用；主路冷却管路15上安装有电动调节阀16，电动调节阀16方便主路冷却管路15处的水流量。
24.旁路冷却管路13与热管暖风器1的水段3相连通，从而，由流入旁路冷却管路13内的高温冷水对水段3内的液态工质k进行加热，将液态工质k加热成汽态工质l，从而含有热量的汽态工质l在热管暖风器1的汽段对风机5送来冷空气h 进行加热。
25.热管暖风器1的水段3还连通有回流管路17，回流管路17与主路冷却管路15 汇流为混合水冷却水管9，从而，在水段3内放热后的高温冷却水经回流管路17 回流，在回流过
程中与主路冷却管路15内的高温冷却水混合，随后流入到混合水冷却水管9内，混合水冷却管9连通有冷却塔8，冷却塔8与汽轮机的凝汽器7 相连通。从而，混合冷却水g进入到冷却塔8内被充分冷却成低温冷却水c，低温冷却水c进入到凝汽器7内，与汽轮机低压缸乏汽a换热，由此，低温冷却水c 利用废热升温为高温冷却水d，进而用于冷空气h的加热。对于乏汽a，在火电厂中属于低品质的能源，是完全的废热，本系统将该部分的废热充分利用起来，降低了能量的浪费，不仅能够提高全厂的经济收入，同时也为节能事业贡献了力量。
26.对于混合水冷却水管9进一步地，热管暖风器1水段3内的液态工质k，采用甲醇、乙二醇及水的混合物；并通过抽真空的方式，控制液态工质k的凝固点低于
‑
50℃。常规暖风器的传热工质为水或水蒸气，当冬季环境温度较低时，容易出现暖风器内部工质凝结的问题，把暖风器换热管冻裂；而本实用新型的液态工质k采用甲醇、乙二醇及水的混合物，该混合物的凝固点低于环境温度，因此液态工质k不会凝固，也就不存在热管暖风器1冻裂的风险。同时，对热管暖风器1抽真空，再次降低热管暖风器中传热介质的凝固点，保证热管暖风器在冬季环境温度较低时也不会出现冻裂的风险。
27.下面结合图2所展现的工质流程示意图，对本实用新型所公开的高效节能防冻的暖风器系统的工作方法，做详细介绍：凝汽器7提供高温冷却水d，高温冷却水d在凝汽器7的出口处分为两路，一路作为旁路高温冷却水e流入旁路冷却管路13内，另一路作为主路高温冷却水f流入主路冷却管路15内；
28.旁路高温冷却水e进入到热管暖风器1的水段3内，由旁路高温冷却水e加热水段3内的液态工质k，如图4所示，液态工质k受热后汽化变成汽态工质l并进入汽段2中；汽态工质l在汽段2中放热并加热风机5送入的冷空气h，冷空气h经加热后变为热空气i；放热后的汽态工质l变为液态工质k并在重力的作用下回到水段3中，完成工质的一个循环利用；
29.热管暖风器1水段3中放热后的旁路高温冷却水e变为放热后冷却水j，放热后冷却水j与主路高温冷却水f混合成为混合冷却水g，并进入混合水冷却管路9 中；
30.混合冷却水g进入冷却塔8中冷却变为低温冷却水c，低温冷却水c进入汽轮机的凝汽器7中冷却低压缸10排出的汽轮机低压缸乏汽a；
31.低温冷却水c在凝汽器7中把汽轮机低压缸乏汽a冷却为凝结水b，低温冷却水c在凝汽器7中升温变为高温冷却水d。
32.进一步地，回流管路17上安装有增压泵组6，放热后冷却水j由增压泵组6 增压后与主路高温冷却水f混合成为混合冷却水g。同时，为方便旁路高温冷却水流量的调节，增压泵组采用变频形式，通过频率的变化并结合电动调节阀16 的调节，控制进入热管暖风器1的旁路冷却水e的水流。
33.由此，对于本实用新型所公开的高效节能防冻的暖风器系统，热管暖风器 1加热冷空气h的热源来自凝汽器7出口的高温冷却水d，高温冷却水d由低温冷却水c利用汽轮机低压缸乏汽a加热而得。汽轮机低压缸乏汽a在燃煤电站锅炉机组中属于完全的废热，正常情况下该部分废热将完全排放到环境中，造成了能量的极大浪费。热管暖风器1利用该部分完全浪费的废热来加热风机5出口的冷空气h，将该部分废热充分利用起来，节约了能源。
34.该高效节能防冻的暖风器系统的温度调节方法，具体为：在正常情况下，旁路冷却管路13上电动截止阀14处于开启状态，通过调节主路冷却管路15上的电动调节阀16和增压泵组6的频率调节进入热管暖风器1的旁路冷却水e的水流，从而调节热管暖风器1出口的热
空气i的温度。如若热管暖风器1出现故障，关闭电动截止阀14和增压组泵6，电动调节阀16全开，此时，凝汽器7出口的高温冷却水d直接进入到混合冷却水管路9中，从而，不会影响到锅炉的风机 5、以及汽轮机的凝汽器7本身的工作，确保工作安全性。
35.对于本实用新型所公开的高效节能防冻的暖风器系统及方法，与现有技术相比，主要优势如下：
36.现有的蒸汽暖风器热源都是蒸汽或者水，在冬季环境温度较低时，非常容易出现凝固的问题，把暖风器冻裂。本实用新型公开的热管暖风器使用甲醇、乙二醇及水的混合物作为传热介质，甲醇、乙二醇及水的混合物凝固点较低，同时对热管暖风器抽真空，再次降低热管暖风器中传热介质的凝固点；由于热管暖风器中传热介质的凝固点大大低于冷空气温度，从而可以保证热管暖风器在冬季环境温度较低时不会出现冻裂的风险。
37.另一方面，热管暖风器加热冷空气使用的是汽轮机低压缸乏汽的热量，该部分热量在燃煤电厂属于完全的废热，该技术将部分废热充分利用起来，不仅能够提高全厂的经济收入，同时也为节能事业贡献了力量。
38.上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。