CN105020691A - 锅炉热力系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种锅炉热力系统，包括顺次连接的给水泵、省煤器和蒸发段，其中，所述锅炉热力系统还包括换热器，所述换热器与所述省煤器并联地连接在所述给水泵和所述蒸发段之间，所述换热器连接补充低温余热的低温余热资源。该锅炉热力系统能够利用外部低温余热加热锅炉给水，可以弥补系统中低温烟气热量不足的缺陷，提高了能源的利用效率，同时能够减少锅炉的“窄点温差”，减少了烟气换热过程中的有效能损失。

Description

锅炉热力系统

技术领域

本发明涉及一种锅炉热力系统。

背景技术

对于现有的燃料或者烟气余热锅炉，当烟气为单一热源时，可以根据锅炉的蒸发温度将烟气的能量分为高温热量与低温热量。烟气温度高于锅炉蒸发温度的热量称为高温热量，烟气温度低于蒸发温度的热量称为低温热量。对于650℃以下的烟气，一般是烟气高温热量不足，烟气低温热量富余，因此系统一般采用双压甚至三压系统，产生低温蒸汽，从而最大化的利用烟气余热。但对于650℃以上的余热烟气，一般高温热量富余，低温热量不足，“窄点温差”一般为几百摄氏度，远远大于低温余热锅炉的15℃。这意味这大量高温烟气与工质在蒸发段的换热温差较大，则烟气的有效能损失较大。通常为了弥补低温热量的不足，部分烟气只能“高能低用”。目前的工业应用中，对于高温热量富余、低温热量不足的烟气，没有较好的利用方法，从而造成了锅炉“窄点温差”较大的现象。

同时，在工业生产中，存在着各种形式和温度等级的余热资源，如果将这些余热直接排放到环境中去，会造成能源的巨大浪费和环境的污染。因此，从国家节能减排角度，需要对工业的余热资源进行回收利用。根据温度等级，通常将热源分为高温、中温、低温三类：温度高于650～1200℃为高温热源，温度在230～450℃为中温热源，温度在230℃以下为低温热源。对于高温、中温热源一般采用余热锅炉和汽轮发电机组发电进行回收利用，而低于230℃的低温热源，主要用来单独供热或者制冷，很难利用其进行发电。

因此，需要一种锅炉热力系统，以解决上述问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种锅炉热力系统，包括顺次连接的给水泵、省煤器和蒸发段，其中所述锅炉热力系统还包括换热器，所述换热器与所述省煤器并联地连接在所述给水泵和所述蒸发段之间，所述换热器连接补充低温余热的低温余热资源。

本发明提供的该锅炉热力系统通过补充外部低温余热，能够增加系统总体的低温热量，一方面可以避免高能低用，减少了锅炉的窄点温差，另一方面可以回收工业中的低温余热，提高了能源的利用效率。

优选地，所述锅炉热力系统还包括第一烟气通道和第二烟气通道，其中所述第一烟气通道与所述省煤器连接，以提供低温烟气，所述第二烟气通道与所述蒸发段连接，以提供高温烟气。

优选地，所述低温余热资源补充的低温余热和所述第一烟气通道提供的低温烟气的热量总和与所述第二烟气通道提供的高温烟气的热量相匹配。

优选地，所述锅炉热力系统还包括顺次连接的锅筒、下降管、下集箱和上集箱，其与所述蒸发段共同形成水循环回路，其中所述蒸发段连接在所述下集箱和所述上集箱之间，所述锅筒分别与所述省煤器和所述换热器连接。

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1是根据本发明一个优选实施方式的锅炉热力系统的示意图；以及

图2是根据本发明另一个优选实施方式的锅炉热力系统的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

需要说明的是，当提到“顺次连接”或者“连接”多个装置时，此“顺次连接”或者“连接”可以是直接将相邻的装置连接在一起，还可以是在相邻的装置之间连接有中间装置；当提到“直接连接”多个装置时，应当理解为多个装置直接进行连接，即在多个装置之间未连接有中间装置。

本发明提供了一种锅炉热力系统，该系统能够充分利用工业中的低温余热。图1是根据本发明一个实施方式的锅炉热力系统的示意图。下面将结合图1对根据本发明的锅炉热力系统进行详细描述。

如图1所示，锅炉热力系统10包括给水泵、省煤器、蒸发段、换热器以及补充低温余热的低温余热资源。给水泵、省煤器和蒸发段顺次连接。蒸发段可以为水冷壁，或者，在低温余热锅炉中可以不设置水冷壁，一般用光管或扩展型受热面加热工质，使之蒸发，称为蒸发器。本领域的技术人员可以根据实际需要来选择具体的蒸发段的种类，本发明在此不对其进行限定。换热器与省煤器并联地连接在给水泵和蒸发段之间，即，给水泵、换热器和蒸发段也呈现顺次连接的关系。换热器与补充低温余热的低温余热资源连接，用于接收补充的外部低温余热，从而，补充的外部低温余热能够在换热器中与给水泵供给的工质发生热交换，使来自给水泵的工质在此换热器中预热。

本发明提供的该锅炉热力系统10通过补充外部低温余热，能够增加系统总体的低温热量，一方面可以避免“高能低用”(即，在烟气中的低温热量不足的情况下，烟气中的高温热量代替低温热量在省煤器中对工质进行预热)，减少了锅炉的窄点温差，另一方面可以回收工业中的低温余热，提高了能源的利用效率。

继续参考图1，进一步，锅炉热力系统10还包括输送烟气的烟气通道。具体地，锅炉热力系统10包括第一烟气通道和第二烟气通道。其中，第一烟气通道与省煤器连接，用于将低温烟气输送至省煤器，从而，低温烟气的热量在省煤器中与给水泵供给的工质发生热交换，使工质预热。第二烟气通道与蒸发段连接，用于将高温烟气输送至蒸发段，从而，高温烟气的热量在蒸发段与来自换热器和来自省煤器的经过预热的工质发生热交换。本文中的高温烟气一般是指该温度在锅炉蒸发温度以上的烟气，而低温烟气一般是指温度在锅炉蒸发温度以下的烟气。通过使高温烟气在蒸发段加热工质使其蒸发，可以对高温烟气充分加以利用，避免了“高能低用”，从而保证烟气高温热量全部用于提升锅炉蒸发量。

优选地，低温余热资源补充的外部低温余热的热量和第一烟气通道提供的低温烟气的热量的总和与第二烟气通道提供的高温烟气的热量相匹配，换句话说，即使得吸收低温烟气热量的介质流量大致等于吸收高温烟气热量的介质流量。本发明的该优选实施方式可以实现在对工质进行预热的过程中仅使用低温热量即可，从而避免现有技术中在系统低温热量不足的情况下使用高温烟气的热量来预热工质的问题，避免了能量的损失和浪费，同时可以将高温烟气全部用于加热工质蒸发，提升锅炉蒸发量。

此外，如图2所示，锅炉热力系统10还包括顺次连接的锅筒、下降管、下集箱和上集箱，其与所述蒸发段共同形成水循环回路，其中蒸发段连接在下集箱和上集箱之间，锅筒分别与省煤器和换热器连接。具体来说，来自省煤器和换热器的经过预热的工质流入锅筒，可以理解，在此过程中，工质是在给水泵的强制作用下流动的。进入锅筒的工质沿着下降管流入下集箱，并由此分配到蒸发段内，从而吸收来自第二烟气通道的高温烟气的热量，形成汽水混合物之后经上集箱返回至锅筒。汽水混合物返回至锅筒后，经汽水分离装置分离，蒸汽集中在锅筒上半部的汽空间，水则进入锅筒下半部的水空间，又开始新的自然循环流动。

本发明提供的该锅炉热力系统10通过补充外部低温余热，能够增加系统总体的低温热量，一方面可以避免高能低用，减少了锅炉的窄点温差，另一方面可以回收工业中的低温余热，提高了能源的利用效率。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (4)

1.一种锅炉热力系统，包括顺次连接的给水泵、省煤器和蒸发段，其特征在于，所述锅炉热力系统还包括换热器，所述换热器与所述省煤器并联地连接在所述给水泵和所述蒸发段之间，所述换热器连接补充低温余热的低温余热资源。

2.按照权利要求1所述的锅炉热力系统，其特征在于，还包括第一烟气通道和第二烟气通道，其中所述第一烟气通道与所述省煤器连接，以提供低温烟气，所述第二烟气通道与所述蒸发段连接，以提供高温烟气。

3.按照权利要求2所述的锅炉热力系统，其特征在于，所述低温余热资源补充的低温余热和所述第一烟气通道提供的低温烟气的热量总和与所述第二烟气通道提供的高温烟气的热量相匹配。

4.按照权利要求1所述的锅炉热力系统，其特征在于，所述锅炉热力系统还包括顺次连接的锅筒、下降管、下集箱和上集箱，其与所述蒸发段共同形成水循环回路，其中所述蒸发段连接在所述下集箱和所述上集箱之间，所述锅筒分别与所述省煤器和所述换热器连接。