CN101629713B - 烟气余热回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种烟气余热回收系统，包括一相变换热器，所述相变换热器包括一相变上段及与相变上段连通的一相变下段，还包括一安装于相变换热器的自控装置，所述相变换热器的相变上段与一低压回热加热系统中的主凝结水管路连通，所述相变换热器的相变下段设置于一烟气通道内，所述相变下段安装有一壁温测试仪，所述壁温测试仪的信号通过自控装置对进入相变换热器的相变上段的低压回热加热系统中的凝结水流量进行控制，所述低压回热加热系统中的凝结水进入相变换热器的相变上段之后被加热，被加热的凝结水再次进入低压回热加热系统中的主凝结水管路。本发明节省能源且有效利用烟气余热加热凝结水。

Description

烟气余热回收系统
技术领域
本发明涉及一种烟气余热回收系统，特别是指一种利用锅炉尾部烟气余热加热凝结水的烟气余热回收系统。
背景技术
众所周知，锅炉尾部烟道排出的高温烟气如果直接排向大气，不仅污染环境，而且不能满足目前对锅炉节能方面的要求。于是，如何有效利用锅炉尾部烟道排出的高温烟气，提供一种节能环保型锅炉已经成为本领域业界人士关心的问题。
目前，锅炉尾部烟气余热广泛被用于对空气及水的加热，如对进入锅炉空气预热器的冷空气加热，或是对其他设备或装置中的冷凝水加热等。对于锅炉回热加热系统中的凝结水，通常是采用低压加热器对其加热。然而，使用低压加热器需要利用汽轮机抽汽或排汽才能对回热加热系统中的凝结水加热，而抽汽或排汽需要大量蒸汽，会造成能源浪费。
此外，在对高温烟气降温对其热量有效利用的同时，还要考虑锅炉设备中的低温腐蚀问题。
设置在锅炉尾部的空气预热器等低温受热面的结露问题是造成锅炉设备低温腐蚀的主要因素，因此，要解决这部分尾部受热面的结露问题，就必须提高受热面的壁面温度。通常通过采用提高排烟温度或者进风温度的办法减轻锅炉设备中受热面低温腐蚀问题，但是这样会造成一定的能源浪费。
由此可见，需要提供一种新型的利用锅炉烟气余热回收节能系统，不仅可以对锅炉尾部烟道的烟气余热进行有效利用，而且能有效改善低压加热器因抽汽做功造成能源浪费的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何有效利用锅炉尾部烟气余热以部分替代传统低压加热器因需要汽轮机抽汽做功造成能源浪费的问题。
本发明所要解决的另一技术问题是在有效利用锅炉尾部高温烟气的同时，避免锅炉设备被低温腐蚀。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种烟气余热回收系统，包括一相变换热器，所述相变换热器包括一相变上段及一相变下段，还包括一安装于相变换热器相变上段的自控装置，所述相变换热器的相变上段与一低压回热加热系统中的主凝结水管路连通，所述相变换热器的相变下段设置于一烟气通道内，所述相变下段安装有一壁温测试仪，所述壁温测试仪的信号通过自控装置对进入相变换热器的相变上段的低压回热加热系统中的凝结水流量进行控制，所述低压回热加热系统中的凝结水进入相变换热器的相变上段之后被加热，被加热的凝结水再次进入低压回热加热系统中的主凝结水管路。
本发明烟气余热回收系统中，一方面，由于相变换热器的相变上段与低压回热加热系统中的主凝结水管路连通，其相变下段与烟气通道连通，故可实现利用烟气余热加热进入相变换热器相变上段的低压回热加热系统中的凝结水，即相变换热器无需额外抽取蒸汽作功来加热低压回热加热系统中的凝结水，不仅节省热源，且有效利用烟气余热。
另一方面，由于自控装置能够对进入相变换热器的相变上段的凝结水流量进行控制，保证相变换热器的相变下段受热面温度始终高于烟气酸露点，避免相变换热器发生低温腐蚀。
附图说明
图1是本发明利用烟气余热回收系统的一较佳实施例的平面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的烟气余热回收系统的结构进行说明。
请参阅图1，本发明的烟气余热回收系统主要是利用锅炉尾部烟气余热加热部分低压回热加热系统中的凝结水，避免传统低压加热器因抽汽做功造成的能源浪费。
所述烟气余热回收系统包括一相变换热器100及安装于相变换热器100的自控装置200。
所述相变换热器100采用分体式结构，其包括一相变上段1与一相变下段9。所述相变下段9通过蒸汽上升管30及液体下降管40与相变上段1连通。所述相变下段9安装于锅炉空气预热器出口的尾部烟气通道上。所述相变上段1与低压回热加热系统中的主凝结水管路2连通，以便低压回热加热系统中的凝结水可以进入相变上段1与其进行热交换。
所述相变下段9包括一相变段下联箱8、相变段上联箱5及位于相变段下联箱8与相变段上联箱5内的若干换热管7，每一换热管7内充有相变工作介质，如水等。在本实施例中，换热管7采用螺旋翅片管结构。但是，换热管7的结构不受此限制，其还可采用其他结构形式，只要能实现换热管7内的相变工作介质与换热管7外的烟气进行有效换热即可。
所述相变换热器100的相变下段9的最外侧换热管7的壁面上安装一壁温测感仪6，所述壁温测感仪6将其温度信号传至自控装置200的信号输入端。所述壁温测感仪6的信号可以通过自控装置200对进入相变上段1的低压回热加热系统中的凝结水流量进行调节，从而通过流入相变上段1的凝结水的流量来调节相变下段9的壁温，达到控制相变下段9壁温的目的。
所述相变换热器100的相变上段1采用列管式换热器结构，然，其具体结构不受本实施例的限制。
本发明实施例中在相变换热器100的相变上段1与低压回热加热系统中主凝结水管路2之间设置一进水管路50与一出水管路52。所述进水管路50与出水管路52分别与主凝结水管路2连通。所述主凝结水管路2分级安装若干加热器4，所述进水管路50设置于加热器主凝结水管路2的某一级加热器4之后的主凝结水管路2上。所述出水管路52安装于位于某一级温度较高的加热器4之后的主凝结水管路2上。可以理解的，进水管路50可以部分接入凝结水实现辅助加热器4加热凝结水，也可以全部接入主凝结水，即完全通过烟气余热对低压回热加热系统中的凝结水加热，而无需加热器4。同时进水管路50的接入口可以为第一级加热器4的出口，也可以为第二或第三级加热器4的出口，即可以根据电厂系统需要选择，而出水管路52同样根据需要接入到某一级加热器4的出口，在原排烟温度较高时，可以尽可能将相变换热器100的相变上段1出口的凝结水加热到较高温度，这样产生的热效率将更高。本发明实施例中，加热之后的凝结水经出水管路52的出口水温可通过分级加热达到140摄氏度以上。
所述相变换热器100的相变上段1的进水管路50上安装一凝结水流量调节阀3，即进入相变上段1的凝结水流量可通过凝结水流量调节阀3控制。所述凝结水流量调节阀3的控制信号来自自控装置200的信号输出端。
本发明烟气余热回收系统的工作过程如下所述：首先，锅炉尾部烟道的烟气余热进入相变换热器的100相变下段9，与相变下段9内的换热管7进行充分的热交换，相变下段9的换热管7由于吸收烟气余热而使换热管7内的相变工作介质由液态变为汽态，此时，烟气余热因与换热管7热交换而降温。温度明显被降低的烟气余热经相变下段9接入除尘器；接着，相变下段9内的蒸汽顺着蒸汽上升管30进入相变换热器100的相变上段1；与此同时，低压回热加热系统中的凝结水经进水管路50进入相变上段1的列管内并与管外蒸汽热交换，凝结水即被加热，同时蒸汽因放热而变为冷凝水并沿着液体下降管40回流到相变下段9，加热后的凝结水经出水管路52之后进入主凝结水管路2上，至此便完成利用锅炉烟气余热对低压回热加热系统中的凝结水加热目的。
上述相变换热器100的相变下段9与相变上段1的整个换热过程，就是相变工作介质发生蒸发与冷凝的相变过程，而相变工作介质在一定压力下相变状况的温度是恒定的。此时，相变换热器100的相变下段9与相变上段1在相变状况下，换热管7受热面温度近似等于相变温度。故，相变换热器100的相变下段9的壁温处于整体可调节的状态。
由于相变换热器100的相变下段9安装有壁温测感仪6，其能通过自控装置200对相变下段9的壁温调节，保证相变下段9的壁温始终高于烟气的酸露点。即是说，当相变下段9的壁温低于烟气的酸露点时，可以通过凝结水流量调节阀3调节进入相变上段1的凝结水流量，实现对相变下段9的壁温进行控制，保证其始终高于烟气的酸露点，避免相变换热器100受低温腐蚀。
相比于现有技术，本发明实施例中，由于相变换热器100取代传统的低压加热器，通过利用锅炉尾部的烟气余热加热低压回热加热系统中的凝结水，即相变换热器100无需像传统的低压加热器通过汽轮机抽汽或排气获得热源，不仅节省能源，且对锅炉尾部的烟气余热有效利用，一举两得。
可以理解的，本发明实施例中的相变换热器100的具体结构不受本实施例的限制，即只要能满足利用锅炉烟气余热对低压回热加热系统中的凝结水进行加热的其他热交换设备或装置均可。
以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种烟气余热回收系统，包括一相变换热器，所述相变换热器包括一相变上段及一相变下段，其特征在于：还包括一安装于相变换热器的自控装置，所述相变换热器的相变上段与一低压回热加热系统中的主凝结水管路连通，所述相变换热器的相变下段设置于一烟气通道内，所述相变换热器的相变下段安装有一壁温测试仪，所述壁温测试仪的信号通过自控装置对进入相变换热器的相变上段的低压回热加热系统中的凝结水流量进行控制，所述低压回热加热系统中的凝结水进入相变换热器的相变上段之后被加热，被加热的凝结水再次进入低压回热加热系统中的主凝结水管路，所述相变换热器的相变上段与低压回热加热系统中的主凝结水管路之间连通一进水管路，所述低压回热加热系统中的主凝结水管路上分级设有若干加热器，所述进水管路安装在不同分级的加热器之前。
2.根据权利要求1所述的烟气余热回收系统，其特征在于：所述进水管路上安装一凝结水流量调节阀，所述凝结水流量调节阀与自控装置连通，进入相变换热器的相变上段内的凝结水流量通过自控装置及凝结水流量调节阀调节。
3.根据权利要求2所述的烟气余热回收系统，其特征在于：所述相变换热器的相变上段与低压回热加热系统中的主凝结水管路之间还连通一出水管路，所述低压回热加热系统中的凝结水由相变换热器的相变上段加热后，经出水管路回流至低压回热加热系统中的主凝结水管路上。
4.根据权利要求3所述的烟气余热回收系统，其特征在于：所述出水管路安装于低压回热加热系统中的主凝结水管路某一级加热器之后。
5.根据权利要求1所述的烟气余热回收系统，其特征在于：所述相变换热器的相变下段包括一相变段下联箱、一相变段上联箱及位于相变段下联箱与相变段上联箱之间的若干换热管，所述壁温测试仪安装于换热管上。
6.根据权利要求5所述的烟气余热回收系统，其特征在于：所述壁温测试仪与自控装置连通，所述壁温测试仪的信号通过自控装置对进入相变换热器的相变上段的低压回热加热系统中的主凝结水流量进行调节。
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