CN102635847A - 一种多台冷凝式锅炉的给水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多台冷凝式锅炉的给水系统，冷凝式锅炉至少为两台且均带有冷凝式节能器，给水系统包括软水箱、软水泵、除氧器、供水母管、回水母管、旁通调节阀、支管调节阀、进水调节阀和PLC控制柜，所有冷凝式节能器采用并联母管式供水方式，根据排烟温度通过进水调节阀控制进入每台冷凝式节能器的水量；供水母管和回水母管通过旁通调节阀连通，回水母管与除氧器进口相连；回水母管上的支管通过支管调节阀与软水箱连通；软水箱通过软水泵与供水母管连通；整个给水系统受控于PLC控制柜。本发明解决了多台冷凝式锅炉在不同运行模式下的给水量平衡问题，提高了锅炉的热效率，也保证除氧器的正常水位，并实现自动控制。

Description

一种多台冷凝式锅炉的给水系统

技术领域

本发明涉及锅炉给水系统，尤其涉及一种多台冷凝式锅炉的给水系统。

背景技术

城市供暖锅炉和工业锅炉都消耗大量的一次能源，同时排放大量污染物。传统的燃煤供热锅炉排烟温度通常高于150℃，蒸汽锅炉甚至高于200℃。采用天然气后，大多数锅炉排烟温度在140～200℃之间，这极大的耗费了能源。

传统的锅炉给水系统常规节能做法是：软水箱→软水泵→除氧器→锅炉给水泵→锅炉常规节能器→锅炉，将烟气中大部分显热传递给水或蒸汽，可将给水由103℃加热至135℃左右，排烟温度由220～260℃降至130℃左右，它不能将排烟温度降低至露点温度(60℃左右)以下，此时烟气中的水蒸气基本不发生冷凝，因此，不能回收潜热，节能效果不明显。

冷凝式热能回收装置是指能够从锅炉排放的烟气中吸收水蒸气所含的汽化潜热的烟气余热回收装置。冷凝式锅炉不仅能将更大一部分显热传递给水或蒸汽，而且还吸收了部分烟气中的水蒸气冷凝后释放的汽化潜热，因此这部分锅炉具有较高的热效率。

冷凝式锅炉由于其高效环保性能，已得到国家节能减排相关部门的推荐及众多锅炉使用单位的青睐。冷凝式锅炉的核心技术是在锅炉尾部增加冷凝器，吸收利用烟气中水蒸汽所含汽化潜热的锅炉，使锅炉排烟温度大幅度地降低，提高锅炉热效率同时降低污染物的排放，按低位发热量为基准计算的热效率可能达到或超过100％。

天然气和城市煤气所生产的烟气中含有大量的水蒸气，其汽化潜热值可以占到燃气高位值的10％，是烟气热量的主要携带者。显然，如果能将燃气锅炉的排烟温度降至露点温度以下，将凝结水的温度回收利用，那么锅炉的热效率将大大提高，在大幅度降低锅炉运行成本的同时，有效保护了城市环境。

一个锅炉房内设置多台冷凝式锅炉，给水系统如果串联每台冷凝式节能器，会造成给水量不够，同时也会影响最后几台冷凝式节能器的效率发挥。如果采用简单并联给水，也会出现以下水量不平衡等问题：

1、由于每台锅炉冷凝式节能器之间的设备、管路阻力不同，造成给水系统水力不均衡，进水量少的节能器就不能高效运行；

2、不投用的锅炉冷凝式节能器同时也在进水，会使运行中的冷凝式节能器进水量不够，影响节能器的效率发挥；

3、在除氧器较高水位时，除氧器进水调节阀关小或关闭，就会影响所有节能器的工作；

4、由于每台锅炉冷凝式节能器的需水量少于锅炉本身的进水量，如果除氧器在其它回水较少的情况下，就会使得除氧器进水不够而缺水，进而影响锅炉正常运行。

申请号为201110123426.2的发明专利申请公开了一种冷凝蒸汽锅炉给水系统，包括蒸汽锅炉、软水箱和热力除氧器，蒸汽锅炉尾部设有省煤器和冷凝器，软水箱箱内设有竖直隔板，将软水箱分成冷水侧和热水侧。冷水通过水泵进入冷凝式节能器进行热交换，热水回到软水箱热水侧，再通过除氧水泵进入热力除氧器。

申请号为201110235239.3的发明专利公开了一种冷凝型蒸汽锅炉节能供热设备，包括锅炉本体、节能器、冷凝器、组合式保温水箱和PLC控制柜组成，保温水箱也被分隔成冷水侧和热水侧。通过PLC系统的应用，降低了系统的耗电量。

但上述两个发明专利都只涉及单台冷凝式锅炉给水系统，未能解决多台锅炉不同运行模式下所出现的水量不平衡问题，不能保证每台在用锅炉冷凝式节能器的有效给水。

发明内容

为解决多台冷凝式锅炉在不同运行模式下给水系统的水量平衡和有效供给问题，本发明提供了一种热效率高、烟气排放量少的多台冷凝式锅炉的给水系统。

本发明提供一种多台冷凝式锅炉的给水系统，所述冷凝式锅炉至少为两台且均带有冷凝式节能器，所述给水系统包括软水箱、软水泵、除氧器、供水母管、回水母管、旁通调节阀、支管调节阀、进水调节阀和PLC控制柜，且连接方式如下：

所有冷凝式节能器入口通过各自的进水调节阀并联到所述供水母管上，所有冷凝式节能器出口并联到所述回水母管上；供水母管和回水母管通过旁通调节阀连通，回水母管与除氧器入口相连；回水母管上开设一支管，该支管通过支管调节阀与软水箱的入口连通；软水箱的出口通过软水泵与供水母管连通；旁通调节阀、支管调节阀和进水调节阀均受控于所述PLC控制柜。

所述除氧器带有液位传感器，该液位传感器通过电路接入所述PLC控制柜。

根据除氧器工作原理，除氧器正常工作需控制某一工作液位。再设一个比工作液位低的允许工作的低液位，PLC控制柜采集所述液位传感器的液位信号，与PLC控制柜预先设置的低液位值进行对比，若除氧器的液位低于该低液位值时，旁通调节阀自动打开给除氧器补水。

所述给水系统设有采集每台冷凝式节能器出口水温的第一温度传感器，该第一温度传感器通过电路接入所述PLC控制柜。

当除氧器的液位高于自身正常工作所需的工作液位时，除氧器自身进水控制阀关小或关闭，即除氧器少进水或不进水。此时，根据每台在用冷凝式节能器的出口水温打开支管调节阀，热水回流到软水箱，保证对在用冷凝式节能器继续供水，并继续热交换，否则会造成供、回水管道内水不流动，使在用冷凝式节能器超温而停止工作，影响锅炉热效率。

所述每台冷凝式锅炉的冷凝式节能器出口烟道部位设有第二温度传感器，该第二温度传感器通过电路接入所述PLC控制柜。

PLC控制柜采集第二温度传感器的排烟温度信号，根据排烟温度调节进水调节阀的开大或关小，进而控制进入冷凝式节能器的冷水量，同时进水调节阀与锅炉燃烧器启停联动，当锅炉燃烧器不工作时，进水调节阀处于关闭状态，一旦锅炉启动，排烟温度上升，打开进水调节阀。

作为优选，所述的除氧器为热力除氧器。

所述冷凝式锅炉的烟道中沿烟气流向依次设有常规节能器和所述的冷凝式节能器，常规节能器和冷凝式节能器配合使用，能够进一步提高锅炉的冷凝效果，充分利用烟气中水蒸气的潜热。

作为优选，所述旁通调节阀、支管调节阀和进水调节阀为受控于所述PLC控制柜的电动阀或气动阀。电动阀和气动阀的结构简单，控制方便，适用于锅炉的给水系统。

本发明一种多台冷凝式锅炉的给水系统，无需增加冷却循环水泵，可以解决多台冷凝式锅炉在不同运行模式下给水系统的水量平衡和有效供给问题，在一台或多台锅炉运行时能对该给水系统实现自动控制，既充分保证在用锅炉冷凝式节能器的进水量，使烟气中的水蒸汽有效冷凝，高效回收利用烟气中水蒸汽的汽化潜热，确保锅炉运行的高热效率，同时也保证锅炉除氧器正常水位，以防除氧器缺水而影响锅炉安全运行。

附图说明

图1为本发明一种多台冷凝式锅炉的给水系统的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明一种多台冷凝式锅炉的给水系统，其中冷凝式锅炉1共有四台且每台冷凝式锅炉的烟道中沿烟气流向依次设有常规节能器9和冷凝式节能器2。

给水系统包括软水箱10、软水泵11、除氧器6、供水母管3、回水母管5、旁通调节阀4、支管调节阀7、进水调节阀8和PLC控制柜12，且连接方式如下：

软水箱10的出口通过软水泵11与供水母管3连通，所有冷凝式节能器2入口通过各自的进水调节阀8并联到供水母管3上，所有冷凝式节能器2出口并联到回水母管上5。

供水母管3和回水母管5通过旁通调节阀4连通，回水母管5出口与除氧器6进水口相连。

回水母管5上开设一支管，该支管通过支管调节阀7与软水箱10的入口连通；

旁通调节阀4、支管调节阀7和进水调节阀8均为电动阀，通过电路接入并受控于PLC控制柜12。

其中除氧器6带有液位传感器，该液位传感器通过电路接入PLC控制柜12，通过PLC控制柜12预先设置热力除氧器比工作液位低的允许工作的低液位。

本发明给水系统设有采集每台冷凝式节能器2出口水温的第一温度传感器，该第一温度传感器通过电路接入PLC控制柜12。

每台冷凝式锅炉的冷凝式节能器2出口烟道部位设有第二温度传感器，该第二温度传感器通过电路接入PLC控制柜12。

本发明给水系统使用时，软水箱10通过软水泵11和供水母管3给所有的冷凝式节能器2供20℃左右的冷水，PLC控制柜12采集来自第二温度传感器的排烟温度，根据排烟温度由调节阀8控制进入各个冷凝式节能器2的水量。

例如当某个冷凝式锅炉1启动时，启动信号送达至PLC控制柜12，同时当该锅炉的排烟温度上升到60℃以上时，开始打开与该冷凝式锅炉对应的进水调节阀8，软水箱10通过供水母管3给该冷凝式锅炉的冷凝式节能器2供水，由于各个冷凝式锅炉中的冷凝式节能器2采用并联方式，又通过各自的进水调节阀8控制，因此不会影响其他冷凝式节能器2的进水量。

通过软水泵11给在用冷凝式节能器2的20℃冷水经过与烟气热交换后，水温上升至60℃以上，且将排烟温度由常规节能器9出口的130℃降低到70℃左右进一步的回收了热能(包括烟气中水蒸汽的汽化潜热)。

回水母管5直接连通除氧器6进水口，除氧器6采用热力除氧器。正常状态下软水箱10中的冷水经过冷凝式节能器2与烟气热交换后变成热水进入热力除氧器，经除氧处理后通过锅炉给水泵进入常规节能器9，吸收高温烟气中的部分热能后再进入锅炉本体。

PLC控制柜12采集来自除氧器6的液位传感器的液位信号，与预先设置的允许低液位值进行对比，若除氧器6的液位低于该低液位值时，旁通调节阀4自动打开，通过供水母管3至回水母管5直接给热力除氧器6补水，增加除氧器6的进水量，保证除氧器6正常液位。

当除氧器6的液位高于该低液位值时，则旁通调节阀4关小或关闭，即少进水或不进水。

PLC控制柜12还根据在用冷凝式节能器2出水温度控制支管调节阀7。当除氧器6的液位高于自身正常工作所需的工作液位，除氧器6自身进水控制阀关小或关闭，除氧器6少进水或不进水，在用冷凝式节能器2的出口水温超过80℃以上时，打开支管调节阀7，热水回流到软水箱10，保证对在用冷凝式节能器2继续供水，并继续热交换，否则会造成整个给水系统管道内水不流动，使在用冷凝式节能器超温而停止工作，影响锅炉热效率。

本发明给水系统连续运行一年后，节约燃料成本400多万元，折算标煤1330吨，同时减少碳排放量3316吨/年，达到节能减排目的。

Claims (6)

1.一种多台冷凝式锅炉的给水系统，所述冷凝式锅炉(1)至少为两台且均带有冷凝式节能器(2)，其特征在于，所述给水系统包括软水箱(10)、软水泵(11)、除氧器(6)、供水母管(3)、回水母管(5)、旁通调节阀(4)、支管调节阀(7)、进水调节阀(8)和PLC控制柜(12)，且连接方式如下：

所有冷凝式节能器(2)入口通过各自的进水调节阀(8)并联到所述供水母管(3)上，所有冷凝式节能器(2)出口并联到所述回水母管(5)上；供水母管(3)和回水母管(5)通过旁通调节阀(4)连通，回水母管(5)与除氧器(6)入口相连；回水母管(5)上开设一支管，该支管通过支管调节阀(7)与软水箱(10)的入口连通；软水箱(10)的出口通过软水泵(11)与供水母管(3)连通；旁通调节阀(4)、支管调节阀(7)和进水调节阀(8)均受控于所述PLC控制柜(12)。

2.如权利要求1所述的多台冷凝式锅炉的给水系统，其特征在于，所述除氧器(6)带有液位传感器，该液位传感器通过电路接入所述PLC控制柜(12)。

3.如权利要求2所述的多台冷凝式锅炉的给水系统，其特征在于，所述给水系统设有采集每台冷凝式节能器(2)出口水温的第一温度传感器，该第一温度传感器通过电路接入所述PLC控制柜(12)。

4.如权利要求3所述的多台冷凝式锅炉的给水系统，其特征在于，所述每台冷凝式锅炉的冷凝式节能器(2)出口烟道部位设有第二温度传感器，该第二温度传感器通过电路接入所述PLC控制柜(12)。

5.如权利要求1～4任一项所述的多台冷凝式锅炉的给水系统，其特征在于，所述的除氧器(6)为热力除氧器。

6.如权利要求5所述的多台冷凝式锅炉的给水系统，其特征在于，所述旁通调节阀(4)、支管调节阀(7)和进水调节阀(8)为受控于所述PLC控制柜(12)的电动阀或气动阀。

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