CN102183007A

CN102183007A - 锅炉余热回收系统

Info

Publication number: CN102183007A
Application number: CN2011100899860A
Authority: CN
Inventors: 钟德鸿; 黄家祺; 古善全; 赵海勇
Original assignee: Guangxi Zhiyuan Energy Saving & Environmental Protection Equipment Co ltd
Current assignee: Guangxi Zhiyuan Energy Saving & Environmental Protection Equipment Co ltd
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2011-09-14

Abstract

本发明公开了一种锅炉余热回收系统，包括有锅炉（1），烟囱（2），从锅炉（1）出烟口和到烟囱（2）出烟口的主烟道，以及其中设有冷却水箱的锅炉烟气余热回收器（6），所述主烟道上连接有一条旁路烟道，在该旁路烟道上串接有引风机（7）和所述锅炉烟气余热回收器（6），在所述主烟道上设有将所述锅炉烟气在所述主烟道和所述旁路烟道之间择一通过的切换阀门（3）。本发明与现有的锅炉余热回收系统相比它可以解决现有锅炉余热回收系统的余热回收率低，维护不便，以及当锅炉烟气余热回收器出现故障时，需要停止锅炉运行来进行维修的问题。

Description

锅炉余热回收系统

技术领域

本发明涉及换热设备制造及应用技术领域，尤其是一种燃气锅炉烟气余热回收系统。

背景技术

燃气锅炉的燃料通常为天然气，其主要成分是甲烷，燃烧后生成大量水蒸汽，烟气含水量约为20%，其排烟热损失中不但有大量的显热损失，还有水蒸汽汽化潜热损失。中小型燃气锅炉尾部通常未配有换热设备，排烟温度一般为170-210℃，余热回收潜力较大，但目前对燃气锅炉的余热回收仍难于推广应用。其原因主要有两大问题；一是余热回收装置的回收效率不够高，维护不便；二是燃气锅炉烟气余热回收器与燃气锅炉的连接系统不合理，不仅回收效率不够高，而且维护困难，这些原因造成燃气锅炉的余热回收技术难以推广使用，造成自然资源的浪费。

现有锅炉余热回收系统中的锅炉烟气余热回收器的典型结构有如《组合式热管烟气冷凝节能器》（专利公告号CN201059900，授权公告日2008年5月14日），该节能器包括蒸发箱、冷凝箱、连接管、冷凝液收集排放装置四部分，蒸发箱内为蛇形盘管，冷凝箱内为蛇形盘管，连接管分为上升管和下降管，它们把蒸发箱与冷凝箱中的翅片管连接起来，冷凝液收集排放装置设置在蒸发箱下部，主要收集排放蒸发箱内的凝结水。这种组合式热管烟气冷凝节能器存在热工介质流动路程长，换热效果不理想，而且其换热管在烟气箱内的部分均采用翅片管不仅会造成燃气锅炉的烟气阻损大、影响其冷凝水的流下，而且会增加生产成本。

锅炉余热回收系统，其结构方案大多是在锅炉排烟口至烟囱出口之间直接串接燃气锅炉烟气余热回收器进行烟气余热回收，这种方式由于锅炉烟气余热回收器对锅炉排出的烟气阻力较大，对锅炉内部的燃烧条件会产生一定的影响；将锅炉烟气余热回收器直接串接在锅炉排烟口至烟囱出口之间，还不便于对锅炉烟气余热回收器维护清理，余热回收装置维护清理仍需要将燃气锅炉停工才能进行。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种锅炉余热回收系统，它可以解决现有锅炉余热回收系统的余热回收率低，维护不便，以及当锅炉烟气余热回收器出现故障时，需要停止锅炉运行来进行维修的问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是：这种锅炉余热回收系统包括有锅炉，烟囱，从锅炉出烟口和到烟囱出烟口的主烟道，以及其中设有冷却水箱的锅炉烟气余热回收器，所述主烟道上连接有一条旁路烟道，在该旁路烟道上串接有引风机和所述锅炉烟气余热回收器，在所述主烟道上设有将所述锅炉烟气在所述主烟道和所述旁路烟道之间择一通过的切换阀门。

上述锅炉余热回收系统的技术方案中，更具体的方案还可以是：所述切换阀门装在所述旁路烟道与所述主烟道的两个接口之间；在所述锅炉烟气余热回收器与所述引风机相串联的烟道支路两端均装有烟道阀门，这种结构可以利用引风机的作用抵消锅炉烟气余热回收器对锅炉烟气的排放阻力，保持锅炉内部符合设计要求的燃烧条件，而当需要维护锅炉烟气余热回收器时，通过切换阀门转换锅炉烟气直接通过主烟道向烟囱出口排放的同时关闭旁路烟道，让维护人员在锅炉不停机的情况下维护锅炉烟气余热回收器。

上述锅炉余热回收系统的技术方案中，其水路结构可以是：有一个保温水箱，该保温水箱通过管路和接在管路上的水泵与所述锅炉烟气余热回收器的冷却水箱接成一个冷却水循环回路，利用这个冷却水循环回路，可以将锅炉烟气余热回收器冷却锅炉烟气的热量加热保温水箱中的水；所述锅炉烟气余热回收器的冷却水箱的一个进水口为冷水进口，所述保温水箱的一个出水为热水出口，该热水出口与所述锅炉的进水口连接，这种结构可以将进入锅炉烟气余热回收器的冷水加热后送到锅炉中生产蒸汽；在所述冷却水循环回路中，在所述锅炉烟气余热回收器的冷却水箱的进水口和出水口之间还可以并联有一条由清洗水箱，清洗水泵和清洗支路截止阀串联构成的清洗支路；所述冷却水循环回路中在所述保温水箱的出水口至所述清洗支路接口之间以及所述保温水箱的进水口至所述清洗支路接口之间均装有隔离阀门，关闭这两个阀门，打开清洗支路截止阀，开动清洗水泵，可以利用清洗水箱中的清洗剂对锅炉烟气余热回收器的冷却水箱进行循环清洗和除垢。

上述锅炉余热回收系统的技术方案中，所述锅炉烟气余热回收器可以采用下列技术方案：它包括有由隔板分隔的烟气箱和设在该烟气箱上方的冷却水箱，内部密封有热工介质的换热管，所述换热管分为显热换热管和潜热换热管；所述显热换热管有多根，这些显热换热管穿过所述隔板竖立设置在所述烟气箱和所述冷却水箱内，这些显热换热管的下段在所述烟气箱内分布在靠近进气口的一段，所述显热换热管在所述烟气箱内的部分的外面设有换热翅片；所述潜热换热管有多根，这些潜热换热管穿过所述隔板竖立设置在所述烟气箱和所述冷却水箱内，这些潜热换热管的下段在所述烟气箱内分布在靠近出气口的一段；所述烟气箱的侧面设有维护检查门，这种结构方案可以使得锅炉烟气的流动阻力更小，烟气箱与冷却水箱的热交换效率更高，而且方便对烟气箱的维护。

本发明与现有的锅炉余热回收系统相比具有如下效果：

1、无论锅炉烟气余热回收器介入或不介入锅炉的烟气排放系统，对锅炉内部的燃烧条件均可以保持不变；

2、锅炉烟气余热回收器维护方便，不用锅炉停机即可对锅炉烟气余热回收器进行维护，锅炉烟气余热回收器的维护不会影响锅炉的正常生产运作；

3、锅炉余热的回收率高，燃气锅炉尾部采用本节能器后可将排烟温度降至70℃。

附图说明

图1是本发明实施例中锅炉烟气管路的结构示意图；

图2是本发明实施例中冷却水路的结构示意图；

图3是本发明实施例中锅炉烟气余热回收器的主视图；

图4是图3中A-A处的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1所示的锅炉余热回收系统有一台燃气锅炉1，从燃气锅炉1的出烟口到烟囱2的出烟口的主烟道在烟囱2的下部连接有一条旁路烟道，这条旁路烟道通过气管5依次串联有烟道阀门4、锅炉烟气余热回收器6、引风机7、烟道阀门8构成，在旁路烟道与烟囱2下部的主烟道的两个接口之间装有切换阀门3。关闭烟道阀门4、8，打开切换阀门3，可以控制燃气锅炉1的烟气直接从烟囱2向空中排放，这种烟气排放模式，可以在燃气锅炉1工作时对锅炉烟气余热回收器6进行维护；打开烟道阀门4、8，关闭切换阀门3，可以控制燃气锅炉1的烟气从旁路烟道经过锅炉烟气余热回收器6、引风机7、气管5再回到烟囱2的上部，并通过烟囱2向空中排放，这种烟气排放模式可以使烟气中的热量得以回收利用，通过控制引风机7和烟道阀门4、8的开度，可以使燃气锅炉1内部的燃烧条件与前述烟气通过烟囱2直接排放保持一致，尤其是可以采用微型计算机对燃气锅炉1、烟道阀门4、8和引风机7同时加以控制，使之达到良好的燃烧条件，获得最经济的锅炉生产。

图2所示，本锅炉余热回收系统的水路结构是，冷水从锅炉烟气余热回收器6的冷却水箱的一个进水口进入，从余热回收器的冷却水箱6的一个上部出水口排出，并通过管路和截止阀流进保温水箱18内，保温水箱18的一个出水口通过截止阀24，水泵23，止回阀21，截止阀20、12与锅炉烟气余热回收器6的冷却水箱的一个下部水口连通，这个回路使保温水箱18与锅炉烟气余热回收器6的冷却水箱接成一个冷却水循环回路，通过水泵23的作用，使锅炉烟气余热回收器6的冷却水箱被锅炉烟气加热了的水在不断循环中进入保温水箱18，保温水箱18被加热了的水通过它的一个出水口和水管与燃气锅炉1的进水口连接，向燃气锅炉1内补充热水，使得燃气锅炉1的烟气热器得以回收利用，在这个冷却水循环回路中，在锅炉烟气余热回收器6的冷却水箱的进水口和出水口之间并联有一条由清洗水箱15，清洗水泵14和清洗支路截止阀13、16串联构成的清洗支路，相应地，冷却水循环回路中在保温水箱18出水口至这个清洗支路接口之间装有隔离阀门12，在保温水箱18进水口至清洗支路接口之间装有隔离阀门17。关闭隔离阀门12、17，打开清洗支路截止阀13、16，启动清洗水泵14，可以利用清洗水箱中的清洗剂对锅炉烟气余热回收器的冷却水箱进行循环清洗和除垢，这种模式清洗可以多次短时间的定时清洗，不需要燃气锅炉停机，甚至不需要将锅炉烟气余热回收器6退出回收模式，这种清洗也可以由人工控制在锅炉烟气余热回收器6退出回收模式时对其冷却水箱进行长时间的清洗；打开隔离阀门12、17，关闭清洗支路截止阀13、16和清洗水泵14，可以将清洗支路与由保温水箱18和锅炉烟气余热回收器6的冷却水箱接成的冷却水循环回路相隔离，让锅炉烟气余热回收器6连续地将燃气锅炉1的烟气热量加热保温水箱18中的水，并将这部分被加热了的水补入燃气锅炉1中加以利用。

图3、图4所示的锅炉烟气余热回收器6有一个装在脚架601上的烟气箱602，烟气箱602的左端口是用来与燃气锅炉出烟口连接的烟气进口，右端口是烟气箱602的烟气出口，烟气箱602的底部设有冷凝水收集槽，在冷凝水收集槽底设有排水口613，烟气箱602的外面也设有保温层614，两侧面设有维护用的维护检查门615，烟气箱602上方设有冷却水箱607，冷却水箱607上设有安全阀接口610和排污口604和进水口612，冷却水箱607的出水口606设在进水口612的上方，冷却水箱607的外侧也围有保温壳层609，烟气箱602与冷却水箱607之间仅隔着隔板608；有60根显热换热管605穿装在烟气箱602与冷却水箱607内，在烟气箱602中靠近烟气箱602烟气进口的一段，显热换热管605由一段直的金属钢管和封装在金属钢管中作为热工介质的水构成，每一根显热换热管605均穿过隔板608竖立设置，其下段处在烟气箱602内，上段处在冷却水箱607内，显热换热管605与隔板608焊接使烟气箱602与冷却水箱607之间相对密封，每一根显热换热管605位于烟气箱602的外面均焊接有换热翅片603，这些显热换热管605主要用于吸收烟气中的显热，即使烟气得到冷却而降温；另有94根潜热换热管611穿装在烟气箱602与冷却水箱607内，在烟气箱602中靠近烟气出口的一段，潜热换热管611由一段直的金属钢管和封装在金属钢管中作为热工介质的水构成，每一根潜热换热管611均穿过隔板608竖立设置，其下段处在烟气箱602内，上段处在冷却水箱607内，潜热换热管611与隔板608焊接使烟气箱602与冷却水箱607之间相对密封，潜热换热管611位于烟气箱602的外面为光滑的管面，这些潜热换热管611主要用于吸收烟气中的潜热，即进一步冷却烟气，使烟气中的水分子尽可能在烟气箱602的潜热换热管611上释放热量而冷凝成水，在烟气箱602内的潜热换热管611设置分布密度较显热换热管605在烟气箱602中的分布密度更大，但不在潜热换热管611的外面装换热翅片，以烟气中冷凝的水及时流下，让后续的烟气能从潜热换热管611的管壁上及时得到冷却释放热量。本锅炉烟气余热回收器承担与水、气接触密封的零部件采用金属材料制造，在采用碳素钢材制造时，其外表面均采用电镀等防腐蚀处理。这种锅炉烟气余热回收器6可以有效减小对燃气锅炉1的烟气在锅炉烟气余热回收器6流动的压力损失，而且具有很高的热交换性能，使本系统的余热的回收获得很高的回收率。

Claims

1.一种锅炉余热回收系统，包括有锅炉（1），烟囱（2），从锅炉（1）出烟口和到烟囱（2）出烟口的主烟道，以及其中设有冷却水箱的锅炉烟气余热回收器（6），其特征在于：所述主烟道上连接有一条旁路烟道，在该旁路烟道上串接有引风机（7）和所述锅炉烟气余热回收器（6），在所述主烟道上设有将所述锅炉烟气在所述主烟道和所述旁路烟道之间择一通过的切换阀门（3）。

2.根据权利要求1所述的锅炉余热回收系统，其特征在于：所述切换阀门（3）装在所述旁路烟道与所述主烟道的两个接口之间；在所述锅炉烟气余热回收器（6）与所述引风机（7）相串联的烟道支路两端均装有烟道阀门（4、8）。

3.根据权利要求1或2所述的锅炉余热回收系统，其特征在于：有一个保温水箱（18），该保温水箱（18）通过管路和接在管路上的水泵（23）与所述锅炉烟气余热回收器（6）的冷却水箱接成一个冷却水循环回路；所述锅炉烟气余热回收器（6）的冷却水箱的一个进水口为冷水进口，所述保温水箱（18）的一个出水为热水出口，该热水出口与所述锅炉（1）的进水口连接。

4.根据权利要求1或2所述的锅炉余热回收系统，其特征在于：在所述冷却水循环回路中，在所述锅炉烟气余热回收器（6）的冷却水箱的进水口和出水口之间并联有一条由清洗水箱（15），清洗水泵（14）和清洗支路截止阀（13）串联构成的清洗支路；所述冷却水循环回路中在所述保温水箱（18）的出水口至所述清洗支路接口之间以及所述保温水箱（18）的进水口至所述清洗支路接口之间均装有隔离阀门（12、17）。

5.根据权利要求3所述的锅炉余热回收系统，其特征在于：在所述冷却水循环回路中，在所述锅炉烟气余热回收器（6）的冷却水箱的进水口和出水口之间并联有一条由清洗水箱（15），清洗水泵（14）和清洗支路截止阀（13）串联构成的清洗支路；所述冷却水循环回路中在所述保温水箱（18）出水口至所述清洗支路接口之间以及所述保温水箱进水口至所述清洗支路接口之间均装有隔离阀门（12、17）。

6.根据权利要求1或2所述的锅炉余热回收系统，其特征在于：所述锅炉烟气余热回收器（6），包括有由隔板（608）分隔的烟气箱（602）和设在该烟气箱（602）上方的冷却水箱（607），内部密封有热工介质的换热管，所述换热管分为显热换热管（605）和潜热换热管（611）；所述显热换热管（605）有多根，这些显热换热管（605）穿过所述隔板（608）竖立设置在所述烟气箱（602）和所述冷却水箱（607）内，这些显热换热管（605）的下段在所述烟气箱（602）内分布在靠近进气口的一段，所述显热换热管（605）在所述烟气箱（602）内的部分的外面设有换热翅片（603）；所述潜热换热管（611）有多根，这些潜热换热管（611）穿过所述隔板（608）竖立设置在所述烟气箱（602）和所述冷却水箱（607）内，这些潜热换热管（611）的下段在所述烟气箱（602）内分布在靠近出气口的一段；所述烟气箱（602）的侧面设有维护检查门（615）。

7.根据权利要求3所述的锅炉余热回收系统，其特征在于：所述锅炉烟气余热回收器（6），包括有由隔板（608）分隔的烟气箱（602）和设在该烟气箱（602）上方的冷却水箱（607），内部密封有热工介质的换热管，所述换热管分为显热换热管（605）和潜热换热管（611）；所述显热换热管（605）有多根，这些显热换热管（605）穿过所述隔板（608）竖立设置在所述烟气箱（602）和所述冷却水箱（607）内，这些显热换热管（605）的下段在所述烟气箱（602）内分布在靠近进气口的一段，所述显热换热管（605）在所述烟气箱（602）内的部分的外面设有换热翅片（603）；所述潜热换热管（611）有多根，这些潜热换热管（611）穿过所述隔板（608）竖立设置在所述烟气箱（602）和所述冷却水箱（607）内，这些潜热换热管（611）的下段在所述烟气箱（602）内分布在靠近出气口的一段；所述烟气箱（602）的侧面设有维护检查门（615）。

8.根据权利要求4所述的锅炉余热回收系统，其特征在于：所述锅炉烟气余热回收器（6），包括有由隔板（608）分隔的烟气箱（602）和设在该烟气箱（602）上方的冷却水箱（607），内部密封有热工介质的换热管，所述换热管分为显热换热管（605）和潜热换热管（611）；所述显热换热管（605）有多根，这些显热换热管（605）穿过所述隔板（608）竖立设置在所述烟气箱（602）和所述冷却水箱（607）内，这些显热换热管（605）的下段在所述烟气箱（602）内分布在靠近进气口的一段，所述显热换热管（605）在所述烟气箱（602）内的部分的外面设有换热翅片（603）；所述潜热换热管（611）有多根，这些潜热换热管（611）穿过所述隔板（608）竖立设置在所述烟气箱（602）和所述冷却水箱（607）内，这些潜热换热管（611）的下段在所述烟气箱（602）内分布在靠近出气口的一段；所述烟气箱（602）的侧面设有维护检查门（615）。

9.根据权利要求5所述的锅炉余热回收系统，其特征在于：所述锅炉烟气余热回收器（6），包括有由隔板（608）分隔的烟气箱（602）和设在该烟气箱（602）上方的冷却水箱（607），内部密封有热工介质的换热管，所述换热管分为显热换热管（605）和潜热换热管（611）；所述显热换热管（605）有多根，这些显热换热管（605）穿过所述隔板（608）竖立设置在所述烟气箱（602）和所述冷却水箱（607）内，这些显热换热管（605）的下段在所述烟气箱（602）内分布在靠近进气口的一段，所述显热换热管（605）在所述烟气箱（602）内的部分的外面设有换热翅片（603）；所述潜热换热管（611）有多根，这些潜热换热管（611）穿过所述隔板（608）竖立设置在所述烟气箱（602）和所述冷却水箱（607）内，这些潜热换热管（611）的下段在所述烟气箱（602）内分布在靠近出气口的一段；所述烟气箱（602）的侧面设有维护检查门（615）。