一种基于导热油的空气预热系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于导热油的空气预热系统，属于水泥窑协同处置节能领域。


背景技术：

2.我国正处于从工业文明向生态文明迈进的历史阶段，仍有许多生态问题亟待解决。近年来，国家把固体废物污染防治摆在生态文明建设的突出位置，而生活垃圾处理则是固体废物污染防治的重要环节。目前我国生活垃圾主要处理方式是卫生填埋和垃圾焚烧发电，水泥窑协同处置生活垃圾作为二者的补充，特别是小规模生活垃圾处理越来越被重视。利用水泥窑协同处置生活垃圾，能够彻底实现生活垃圾处理减量化、无害化和资源化，也为水泥工业发展循环经济、打造水泥绿色环保产业开辟了一种新的途径。
3.生活垃圾水分高、热值低，燃烧温度低，且燃烧不稳定，为保证低热值垃圾顺利着火、充分燃烧和保证燃烧室温度，燃烧空气须经加热到一定温度后，再送入焚烧炉。常规的管式空气预热装置中烟气会与低温空气传热，在第一级空预器容易产生低温腐蚀，低温腐蚀在空气进口处较严重，管排使用寿命短，特别是在启停炉阶段，空预器会存在高温腐蚀与低温腐蚀并存现象，腐蚀较为严重，对焚烧系统的长期稳定运行构成威胁。
4.水泥窑协同处置会导致水泥窑系统烟气量增大，系统阻力增大，最直接的影响是水泥熟料产能会减产3%～5%，因而降阻提产也是协同处置技术面临的一个重要课题。
5.因此，需要研究一种新的技术方案来解决上述问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种基于导热油的空气预热系统，其解决了低温腐蚀在空气进口处较严重的问题，减小对现有水泥窑生产线的影响，增强焚烧炉燃烧稳定性。
7.为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：
8.一种基于导热油的空气预热系统，包括导热油一级加热系统、焚烧炉烟气二级加热系统；其中：
9.所述导热油一级加热系统包括有sp锅炉、旁路烟道控制阀、烟气冷却器、导热油循环泵、导热油储罐和冷空气一级加热器；所述sp锅炉的输入侧为窑尾烟气接入管道，在窑尾烟气接入管道的旁路烟道连接于烟气冷却器的输入侧以用于引进高温窑尾烟气，所述旁路烟道控制阀设置于旁路烟道；所述导热油储罐连接于导热油循环泵，所述导热油储罐的输出侧连接有位于烟气冷却器内的吸热油管，所述导热油储罐的输入侧连接有位于冷空气一级加热器内的放热油管；所述导热油储罐的输出侧经吸热油管，再经放热油管连接导热油储罐的输入侧，构成循环；所述冷空气一级加热器具有冷空气入口、预热空气出口；
10.所述焚烧炉烟气二级加热系统包括有入口风阀、空气二级加热器、循环风机、循环风阀和出口风阀；所述空气二级加热器具有第一入口、第二入口、二级加热出口；所述入口
风阀的输入侧为焚烧炉烟气管道，所述入口风阀的输出侧经第一进入管连接至第一入口，所述预热空气出口经第二进入管连接至第二入口，所述二级加热出口连接有第三进入管，所述循环风机、出口风阀沿送气方向依次布置；所述第三进入管上对应出口风阀、循环风机之间位置连接有分流回送管，所述分流回送管的另一端连接至第一进入管上。
11.作为一种优选方案:所述导热油一级加热系统还包括有小高温风机，所述小高温风机设置于烟气冷却器输出侧。
12.作为一种优选方案:所述导热油一级加热系统还包括有窑尾高温风机，所述窑尾高温风机设置于sp锅炉的输出侧。
13.作为一种优选方案:所述导热油一级加热系统与sp锅炉并联设置。
14.作为一种优选方案:所述冷空气一级加热器中放热导油管内导热油与冷空气逆流设置。
15.作为一种优选方案:所述烟气冷却器中吸热导油管内导热油与高温窑尾烟气逆流设置。
16.作为一种优选方案:所述空气二级加热器设置一带排放阀的排放口或排放管。
17.本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是通过导热油一级加热系统、焚烧炉烟气二级加热系统的设置，形成一次导热油预加热和二次空气加热，可以利用窑尾烟气热量加热冷空气，尤其是，采用导热油作为热媒，偏于远距离输送，也节省了换热体积，无需考虑水媒高压难运行问题，解决了水泥线阻力变大带来的预热器系统改造问题，运行简单可靠，且可采用较高温度进行加热，避免了空气二级加热器因进口温度过低造成的低温腐蚀，增强系统稳定性，减少维护费用和运行风险；结合焚烧炉烟气二级加热系统的设置，保证了进入分解炉的烟气温度，可以减小对分解炉传热传质的影响，增强焚烧炉燃烧稳定性。
18.为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。
附图说明
19.图1是本实用新型之较佳实施例的连接结构及工艺流程示意图；
20.图2是本实用新型之较佳实施例的另一连接结构及工艺流程示意图。
21.附图标识说明：
22.100、导热油一级加热系统200、焚烧炉烟气二级加热系统
23.1、sp锅炉
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2、旁路烟道控制阀
24.3、烟气冷却器
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4、导热油循环泵
25.5、小高温风机
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6、窑尾高温风机
26.7、导热油储罐
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8、冷空气一级加热器
27.9、入口风阀
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10、空气二级加热器
28.11、循环风机
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12、循环风阀
29.13、出口风阀
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14、窑尾烟气接入管道
30.15、旁路烟道
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16、排放管。
具体实施方式
31.请参照图1所示，其显示出了本实用新型之实施例的具体结构，一种基于导热油的空气预热系统，包括有导热油一级加热系统100、焚烧炉烟气二级加热系统200；其中：
32.所述导热油一级加热系统100包括有sp锅炉1、旁路烟道控制阀2、烟气冷却器3、导热油循环泵4、小高温风机5、窑尾高温风机6、导热油储罐7和冷空气一级加热器8。所述sp锅炉1的输入侧为窑尾烟气接入管道14，在窑尾烟气接入管道14的旁路烟道15连接于烟气冷却器3的输入侧以用于引进部分高温窑尾烟气，所述旁路烟道控制阀2设置于旁路烟道15；所述导热油储罐7连接于导热油循环泵4，所述导热油储罐7的输出侧连接有位于烟气冷却器3内的吸热油管，所述导热油储罐7的输入侧连接有位于冷空气一级加热8器内的放热油管；所述导热油储罐7的输出侧经吸热油管，再经放热油管连接导热油储罐7的输入侧，构成循环；所述冷空气一级加热器8具有冷空气入口、预热空气出口。所述高温窑尾烟气通过旁路烟道控制阀2后进入烟气冷却器3加热导热油；通过调节旁路烟道控制阀2的大小，从而控制进入烟气冷却器3中的高温窑尾烟气量、控制导热油一级加热系统100回收的热量和sp锅炉1负荷，所述导热油一级加热系统100与sp锅炉1并联设置，减少sp锅炉1改造的必要性，并在水泥窑协同处置生活垃圾系统不运行时，关闭旁路烟道控制阀2。
33.在本实例中，所述烟气冷却器3将高温窑尾烟气降温后，优选地，通过小高温风机5将降温后的高温窑尾烟气引出后，所述小高温风机5与窑尾高温风机6运行将引出来的高温窑尾烟气混合排走。
34.所述导热油循环泵4将导热油从导热油储罐7中抽出，进入烟气冷却器3，烟气冷却器3中的低温导热油被加热后进入冷空气一级8加热器中加热冷空气，当导热油降温后，导热油回到导热油储罐7中，所述导热油循环泵4继续将导热油储罐7中的导热油抽到烟气冷却器3进行升温，构成循环；通常，所述导热油具有抗热裂化和化学氧化的性能，传热效率好，散热快，热稳定性很好，若导热油损耗，所述导热油储罐7对导热油损耗进行补充和更换；所述导热油储罐7串联在导热油一级加热系统100中。
35.所述冷空气一级加热器8和烟气冷却器3采用导热油作为热媒并构成循环，加热冷空气的同时增强焚烧炉燃烧效果。所述烟气冷却器3中吸热导油管内导热油与高温窑尾烟气逆流设置，同样地，所述冷空气一级加热器8中放热导油管内导热油与冷空气也采用逆流设置；如此，可以在较小换热体积的前提下提高冷空气加热温度，缩小换热单元所占空间，使得预热系统结构更加紧凑，装设应用方便、不受场地空间局限。
36.所述焚烧炉烟气二级加热系统200包括有入口风阀9、空气二级加热器10、循环风机11、循环风阀12和出口风阀13。所述空气二级加热器10具有第一入口、第二入口、二级加热出口；所述入口风阀9的输入侧为焚烧炉烟气管道，所述入口风阀9的输出侧经第一进入管连接至第一入口，所述预热空气出口经第二进入管连接至第二入口，所述二级加热出口连接有第三进入管，所述循环风机11、出口风阀13沿送气方向依次布置；所述第三进入管上对应出口风阀13、循环风机11之间位置连接有分流回送管，所述分流回送管的另一端连接至第一进入管上。将入口风阀9和循环风阀12打开后，所述从焚烧炉出来的部分高温烟气与空气二级加热器10出口循环烟气混合降温后，所述空气二级加热器10加热冷空气；优选地，所述空气二级加热器10的加热温度，是通过调节循环风阀12和循环风机11的大小，从而控制加热温度；所述冷空气加热至设定温度后进入焚烧炉作助燃风节省能耗同时增强炉内焚
烧效果。外界冷空气，经所述导热油一级加热系统100加热气后，再次进入焚烧炉烟气二级加热系统200中进行空气二级加热器10二次加热，进一步增强炉排炉垃圾焚烧效果。
37.所述空气二级加热器10降温后的高温烟气，通过循环风机11，一部分去往出口风阀13送回焚烧炉的烟气出口炉壳里，另一部分则通过循环风阀12前往入口风阀9后烟道与高温烟气混合降温，节省换热器材料成本。优选地，可以在空气二级加热器10设置一带排放阀的排放口或排放管16，可以根据实际需求，控制排放口或排放管16的启闭及大小调节。
38.需要说明的是：
39.所述导热油又称传热油、热载体油，其为“有机热载体”。传统的热载体是水以及蒸汽，然而若水在超过其沸点的情况下用作热载体，则要求设备和系统承受压力。而导热油由于其高沸点，可以大量减少设备投资。在几乎常压的条件下，可以获得很高的操作温度，大大降低高温加热系统的操作压力和安全要求，提高了系统和设备的可靠性。导热油储罐7的设置，其输出端经导热油循环泵4连接有吸热油管，其输入端连接有放热油管，吸热油管布置于烟气冷却器3内，所述烟气冷却器3可以理解为一个第一密闭腔体，该第一密闭腔体的输入端连接于旁路烟道15供部分窑尾烟气接入，该第一密闭腔体的输出端连接于小高温风机5，吸热油管位于第一密闭腔体内，吸热油管的管壁外侧都与第一密闭腔体内的窑尾烟气形成接触换热，吸热效果好。同样地，所述冷空气一级加热器8也可以理解为一个第二密闭腔体，其输入端是供外界冷空气进入，而输出端经管道连通至空气二级加热器10（在实际设计时，也可以在该管道上设置风机提供导流动力）。放热油管位于第二密闭腔体内，放热油管的管壁外侧都与第二密闭腔体内的冷空气形成接触换热，放热效果好。在第一密闭腔体的壁体上，对吸热油管的两端部位周侧进行密封装设，同样地，在第二密闭腔体的壁体上，对放热油管的两端部位周侧进行密封装设。优选地，在吸热油管的输出端与放热油管的输入端之间，两者之间采用隔热管连通，以避免吸热后的导热油热量流失，可以将隔热管和放热油管、吸热油管采用不同材质，例如：隔热管采用导热性差的材质制作，而放热油管、吸热油管采用导热性好的材质制作，还可进一步在隔热管的外部包裹隔热层（或者采用隔热条缠绕包裹），和/或，在隔热管的外壁面涂设隔热涂层。隔热管和放热油管、吸热油管之间可以采用密封接头连接，优选快速组装式接头；在放热油管的输出端与导热油储罐7之间、导热油储罐7与导油循环泵之间，以及，导油循环泵4与吸热油管的输入端之间，均优选采用具有隔热性能的管材。在实际应用时，导热油损耗非常小，导热油储罐所连管道内填充满油，导热油储罐内存放少部分导热油即可，因此，导热油储罐可以选用较小体积，占用空间小。
40.本实用新型的设计重点在于，其主要是通过导热油一级加热系统、焚烧炉烟气二级加热系统的设置，形成一次导热油预加热和二次空气加热，可以利用窑尾烟气热量加热冷空气，尤其是，采用导热油作为热媒，偏于远距离输送，也节省了换热体积，无需考虑水媒高压难运行问题，解决了水泥线阻力变大带来的预热器系统改造问题，运行简单可靠，且可采用较高温度进行加热，避免了空气二级加热器因进口温度过低造成的低温腐蚀，增强系统稳定性，减少维护费用和运行风险；结合焚烧炉烟气二级加热系统的设置，保证了进入分解炉的烟气温度，可以减小对分解炉传热传质的影响，增强焚烧炉燃烧稳定性。