CN102538203B - 一种导热油炉尾气余热回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导热油炉余热回收装置，该导热油炉包括炉体、加热源、高温端导热油循环回路和烟道；该余热回收装置包括内循环管线、调温器、相变换热器和省煤器；相变换热器包括蒸发器和冷凝器，蒸发器和冷凝器通过管道相连形成相变工质循环回路；蒸发器和省煤器设于烟道内；冷凝器设于烟道外；其中炉体的导热油进口端或出口端通过内循环管线依次与调温器、冷凝器和省煤器的导热油进口端相连，省煤器的导热油出口端接入所述高温端导热油循环回路。本发明可使导热油炉经济、高热效率运行，解决导热油炉余热回收难的问题，达到节能降耗的目的。

Description

一种导热油炉尾气余热回收装置

技术领域

本发明涉及一种导热油炉尾气余热回收装置，属锅炉烟气余热回收领域。 

背景技术

导热油炉是一种以有机热载体即导热油为工作介质的特种锅炉，通过燃料燃烧产生的高温烟气加热导热油，导热油升高温度后为用热设备提供所需的热量，而燃料燃烧后产生达的烟气经烟囱排出时，温度一般在170℃左右，有的实质高达300℃，既浪费了热量，又对环境造成了热污染。 

导热油炉大多未进行余热回收或仅增加空气预热器回收部分烟气余热。部分流程设置了带蒸汽发生器如热管锅炉等的余热回收装置，如ZL200420027889.4提供了一种带蒸汽发生器的导热油炉尾气余热回收装置，结构如图1所示。该装置利用蒸汽发生器3回收余热，可使导热油炉排烟温度降低至160℃左右，并回收一定量的蒸汽。 

中国专利ZL200710046604.X提供了一种锅炉烟气余热回收的装置流程，该技术主要应用领域是电站锅炉。该技术实施例结构示意图如图2所示。该技术利用自控装置1调节汽包3蒸汽输出管的蒸汽流量来控制烟气与中低压蒸发器6、省煤器7、空气预热器9壁之间换热量的热平衡，从而实现出口烟气温度高于相变换热器下段11壁面的烟气酸露点，避免结露，达到最大程度利用烟气废热的目的。该技术与ZL200420027889.4相比，锅炉排烟温度可降低至130℃左右，提高锅炉热效率1%～2%。 

但是，如果导热油炉使用单位无需余热回收流程产生的蒸汽，该类技术的使用即受到很大的限制，则仅能仅增加空气预热器回收部分烟气余热，为避免空气预热器的低温腐蚀，锅炉的排烟温度通常160℃以上，锅炉的整体热效率仍然较低，不符合节能及环保要求。 

发明内容

    本发明的目的就是解决上述现有技术存在的缺点，实现导热油炉烟气余热的高效回收，达到节能降耗的目的。 

一种导热油炉尾气余热回收装置，该导热油炉包括炉体1、加热源2、高温端导热油循环回路和烟道9；该余热回收装置包括内循环管线18、调温器10、相变换热器12和省煤器13；相变换热器12包括蒸发器12-1和冷凝器12-2，蒸发器12-1和冷凝器12-2通过管道相连形成相变工质循环回路；蒸发器12-1和省煤器13设于烟道9内；冷凝器12-2设于烟道9外；其中炉体的导热油进口端或出口端通过内循环管线18依次与调温器10、冷凝器12-2和省煤器13的导热油进口端相连，省煤器13的导热油出口端接入所述高温端导热油循环回路。 

高温端导热油循环回路包括热油泵7、用热设备3、油气分离器5、过滤器6及连接管线，导热油依次经由连接管线连接的热油泵7、炉体1、用热设备3、油气分离器5、过滤器6，流回热油泵7，形成闭路循环。省煤器13的导热油出口端通过回油管线14与油气分离器5的进口端相连，或通过回油管线14连接在所述热油泵7的进口端之前。 

余热回收装置还包括调温副线11，调温副线11进口接在调温器10的进口前，调温副线11出口接在相变换热器冷凝器12-2与省煤器13之间的管道上。调温器10为管壳式换热器、板式换热器或其它型式的间接换热的热交换器。调温器10中冷却介质冷流体15，可以为空气、水或其他合适的介质。 

加热源2可以采用煤、油或气体作为燃料。相变换热器蒸发器12-1的工作介质为水或其他合适的介质。相变换热器12的冷凝器12-2采用间接换热方式利用导热油作为冷却介质，将汽态的相变工质冷凝后送入相变换热器蒸发器12-1进口，利用相变换热器蒸发器12-1吸收烟气余热，再产生蒸汽形成相变工质的闭路循环。经相变换热器冷凝器12-2加热的导热油，与调温副线11过来的导热油混合后，送入省煤器13，经省煤器13加热的导热油，经导热油内循环回油管线14回到油气分离器5或热油泵7进口管线，与外循环导热油混合后，经热油泵7送入炉体1加热。 

本发明的高温端导热油循环回路如下：导热油经热油泵7加压后进入炉体1吸收燃料燃烧产生的热量后，经用热设备3、油气分离器5、过滤器6后再进入热油泵7通过管路系统连接形成闭路循环。 

本发明的导热油内循环回路如下：导热油炉1出口的加热后的高温导热油，经导热油内循环管线18进入调温器10，导热油内循环管线18引出口在热油泵7出口与用热设备3的进油管线之间，将导热油温度降低至60℃左右，进入相变换热器冷凝器12-2吸收热量后，与调温副线11过来的导热油混合后，送入省煤器13，经省煤器13加热的导热油，通过导热油内循环回油管线14回到油气分离器5或热油泵7进口管线，与外循环导热油混合后，经热油泵7通过管路系统连接送入导热油炉1加热后再将高温导热油送出，从而形成导热油内循环回路。 

本发明所述的相变换热器冷凝器12-2包含壳体和从壳体内通过的至少一根换热管，壳体的进口端和出口端分别与调温器10出口及省煤器13导热油进口连接。 

本发明所述的所述省煤器13至少有一根换热管，所说的省煤器13与烟气采用间接换热方式，省煤器13的导热油进口端与出口端分别与相变换热器冷凝器12-2的导热油出口及导热油内循环回油管线14连接。 

本发明所述的省煤器13的换热管可采用列管、翅片管、蛇形管或螺旋槽管。 

本发明中的调温器10采用间接换热方式，可以为管壳式换热器、板式换热器或其他型式的换热器。 

本发明中的调温器10将冷流体15加热成热流体16，供后续工艺使用。所述的冷流体可以为空气或其他合适的介质。比如冷流体15采用空气，此时的调温器10相当于设置在烟道外的空气预热器，加热后的热流体16送入炉体1作为助燃空气使用，此时热流体16即为空气17。 

所述的冷流体15可以为空气、水或其他合适的介质。 

本发明导热油炉尾气余热回收装置还设有常规的烟气排出温度调控装置，调控装置根据相变换热器蒸发器12-1的壁温（或烟道出口处烟温）的高低，通过控制相变换热器冷凝器12-2的旁路调节阀的开度等手段，可使烟道出口的排烟温度降低至仅高于相变换热器12的蒸发器壁面的烟气酸露点温度，在避免结露的前提下，达到最大限度利用烟气废热的目的，使导热油炉能经济、高热效率运行，达到节能降耗的目的。 

本装置利用导热油炉的高温烟气余热作为省煤器13和相变换热器12的热源，产生的温度较高的导热油回到导热油炉1继续加热，实质上相当于一种回热循环，可以高效回收烟气的余热。外置的调温器10如为空气预热器，布置灵活方便，避免了空气预热器的低温腐蚀。 

本发明可与现有的导热油炉余热回收技术组合使用，如烟道中原来设置空气预热器，可利用调温器预热空气后，送入烟道中的空气预热器继续升温，再送入锅炉；烟道中经空气预热器降温的烟气，再通过省煤器13、相变换热器12继续回收烟气余热。 

本发明相比现有技术具有以下优点： 

1、本装置在原有导热油炉系统设计了一套导热油内循环系统，利用导热油炉的高温烟气余热作为省煤器13的热源，产生的温度较高的导热油回到导热油炉体1继续加热，实质上相当于一种回热循环，可以高效地回收烟气的余热，并且避免了省煤器13可能发生的低温腐蚀。

2、另外，采用外置的调温器如为空气预热器，布置灵活方便，避免了空气预热器的低温腐蚀。 

3、本发明的回收装置，设计合理，余热回收率高，可与现有的导热油炉余热回收技术组合使用。 

4、本发明的回收装置，回收余热后，烟气排放温度在120℃左右，符合节能及环保要求。 

附图说明

图1是现有技术的带蒸汽发生器的导热油炉尾气余热回收装置结构示意图； 

图2是现有技术的锅炉烟气余热回收的装置流程图；

图3是本发明的一种导热油炉尾气余热回收装置结构流程示意图。

图1中，：1-炉体，2-烟道，3-蒸汽发生器，31-蒸汽发生器壳体，32-蒸汽发生器汽包，33-蒸汽发生器传热管，34-蒸汽发生器管板，4-空气预热器，41-空气预热器的进气管，42-空气预热器的出气管，5-引风机，6-烟囱； 

图2中，1-自控装置，2-自控阀，3-汽包，4-上水管，5-下降管，6-中低压蒸发器，7-省煤器，8-给水泵，9-空气预热器，10-烟道，11-相变换热器下段，12-壁温测试仪，13-相变换热器上段，14-风道，15-汽包安全阀，16-汽包液位计。

图3中，1—炉体，2—加热源，3-用热设备，4—高位膨胀槽，5—油气分离器，6—过滤器，7—热油泵，8—低位储油槽，9—烟道，10—调温器，11—调温副线，12—相变换热器，12-1—相变换热器蒸发器，12—2相变换热器冷凝器，13—省煤器，14-回油管线，15—冷流体，16—热流体，17—空气，18-内循环管线。 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。 

实施例1： 

附图3是本发明的导热油炉尾气余热回收装置结构的实施例流程示意图，其中导热油炉包含炉体1、加热源2和烟道9及高温端导热油循环回路，加热源2可以采用煤、油或气体作为燃料。高温端导热油循环回路包括用热设备3、油气分离器5、过滤器6、热油泵7、高位膨胀槽4、低位储油槽8以及配套的管道、阀门及控制仪表等。本发明的高温端导热油循环回路如下：导热油经热油泵7加压后进入炉体1吸收燃烧产生的热量后，经用热设备3、油气分离器5、过滤器6后再进入热油泵7通过管路系统连接形成闭路循环。

本发明导热油炉尾气余热回收装置包括内循环管线18、调温器10、相变换热器12、调温副线11和省煤器13。相变换热器12包含相变换热器蒸发器12-1和相变换热器冷凝器12-2。省煤器13、相变换热器12的冷凝器12-2依次设于烟道9内。调温器10、调温副线11、相变换热器冷凝器12-2，以及导热油炉1的高温端导热油循环回路设于烟道9外。相变换热器12的工作介质为水。 

相变换热器12的冷凝器12-2采用间接换热方式利用导热油作为冷却介质，将相变换热器蒸发器12-1产生的蒸汽冷却后，形成饱和冷凝水，再送入相变换热器蒸发器12-1进口，利用相变换热器蒸发器12-1吸收烟气余热、产生蒸汽，形成相变工质的闭路循环；经相变换热器冷凝器12-2加热的导热油，与调温副线11过来的导热油混合后，送入省煤器13，经省煤器13加热的导热油，经回油管线14回到油气分离器5或热油泵7进口管线，与外循环导热油混合后，经热油泵7送入炉体1加热。 

本发明的导热油内循环回路如下：炉体1出口的加热后的高温导热油，经内循环管线18进入调温器10，内循环管线18引出口在炉体1出口与用热设备3进油管线之间，将导热油温度降低至60℃左右，进入相变换热器冷凝器12-2吸收热量后，与调温副线11过来的导热油混合后，送入省煤器13，经省煤器13加热的导热油，通过回油管线14回到油气分离器5或热油泵7进口管线，与外循环导热油混合后，经热油泵7通过管路系统连接送入炉体1加热后再将高温导热油送出，从而形成导热油内循环回路。 

调温器10采用管壳式换热器，采用鼓风机送来的空气作为冷却介质，经加热后的热空气送入导热油炉1作为助燃空气使用。 

本发明设置的调温副线11，通过其调节流量，与经相变换热器冷凝器12-2加热后的导热油混合后，提高温度后进入省煤器13，从而避免省煤器13可能产生的烟气低温腐蚀。 

同时还设有常规的烟气排出温度调控装置，调控装置根据相变换热器蒸发器12-1的壁温（或烟道出口处烟温）的高低，通过控制相变换热器冷凝器12-2的旁路调节阀的开度等手段，可使烟道出口的排烟温度降低至仅高于相变换热器12的蒸发器壁面的烟气酸露点温度。 

实施例2：

本发明的另一种实施方式是：导热油内循环管线18引出口在热油泵7出口与炉体1的进油管线之间，其余实施情况同实施例1。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。例如，本发明可以采用其他型式的相变换热器，同样能够实现烟气余热的高效回收。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的为准。 

Claims (6)

1.一种导热油炉尾气余热回收装置，该导热油炉包括炉体（1）、加热源（2）、高温端导热油循环回路和烟道（9）；其特征在于：该余热回收装置包括内循环管线（18）、调温器（10）、相变换热器（12）和省煤器（13）；所述相变换热器（12）包括蒸发器（12-1）和冷凝器（12-2），蒸发器（12-1）和冷凝器（12-2）通过管道相连形成相变工质循环回路；所述蒸发器（12-1）和省煤器（13）设于烟道（9）内；所述冷凝器（12-2）设于烟道（9）外；其中炉体的导热油进口端或出口端通过内循环管线（18）依次与调温器（10）、冷凝器（12-2）和省煤器（13）的导热油进口端相连，省煤器（13）的导热油出口端接入所述高温端导热油循环回路；该余热回收装置还包括调温副线（11），调温副线（11）进口接在调温器（10）的进口前，调温副线（11）出口接在相变换热器冷凝器（12-2）与省煤器（13）之间的管道上。

2.根据权利要求1所述的导热油炉尾气余热回收装置，其特征在于：所述高温端导热油循环回路包括热油泵（7）、用热设备（3）、油气分离器（5）、过滤器（6）及连接管线，导热油依次经由管线连接的热油泵（7）、炉体（1）、用热设备（3）、油气分离器（5）、过滤器（6），流回热油泵（7），形成闭路循环。

3.根据权利要求2所述的导热油炉尾气余热回收装置，其特征在于：所述省煤器（13）的导热油出口端通过回油管线（14）与所述油气分离器（5）的进口端相连，或通过回油管线（14）连接在所述热油泵（7）的进口端之前。

4.根据权利要求1或2所述的导热油炉尾气余热回收装置，其特征在于：所述相变换热器（12）的冷凝器（12-2）包括壳体和从壳体通过的至少一根换热管；所述壳体的进口端和出口端分别与调温器（10）的导热油出口端和省煤器（13）的导热油进口端相连。

5.根据权利要求1或2所述的导热油炉尾气余热回收装置，其特征在于：所述省煤器（13）包括至少一根换热管，所述换热管为列管、翅片管、蛇形管或螺旋槽管。

6.根据权利要求1或2所述的导热油炉尾气余热回收装置，其特征在于：所述尾气余热回收装置还包括烟气排出温度调控装置；所述尾气余热回收装置通过烟气排出温度调控装置调节相变换热器（12）中冷凝器（12-2）的旁路调节阀的开度。

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