CN106524510A - 一种锅炉烟气余热回收利用装置 - Google Patents

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王跃岭
李耀荣
王学兰
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H8/00Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Abstract

一种锅炉烟气余热回收利用装置,包括锅炉、冷凝器组件和水箱并通过管道串联构成闭合循环管路,在闭合管路上设置有循环泵、控制压力表和放气阀;该装置采用一种全焊接螺旋翅片式烟气节能器,螺旋翅片烟气侧易发生湍流,可减少冷凝水附着,进而增大传热系数提高传热效率,不但结构紧凑,可以大大减少烟气阻力;本发明的优点是:不仅可以回收排烟显热,还可回收天然气燃烧时产生的水蒸气凝结放出的大量潜热,同时冷凝水还可对烟气中COx、NOx、SOx等有害气体有一定的吸收作用。

Description

一种锅炉烟气余热回收利用装置
技术领域
[0001] 本发明属于燃气锅炉烟气热量回收利用技术,是一种锅炉烟气余热回收利用装置。
背景技术
[0002] 传统的烟气余热回收利用装置由于设计原则的限制,利用传统装置来达到大幅度降低排烟温度的目的是难以实现的。常规的烟气余热回收装置的设计要避免传热面内冷凝现象的发生。因此,排烟温度的降幅非常有限。一般来说,常规烟气余热回收装置最佳排烟温度降幅为50-60°C,它不能将燃气锅炉的排烟温度降低至露点温度(60°C左右)以下来回收潜热,节能效果不明显。
[0003]目前,国内普通燃气利用设备运行时排烟温度普遍高于设计值。由于天然气的主要成分为甲烷,含氢量很高,因而燃烧后排出的烟气中含有大量的水蒸气(容积成分接近20%),水蒸气的汽化潜热占天然气高位发热量的比例为10-11%。排烟温度升高,排烟热量损失增大,从而导致锅炉效率降低,燃料耗量加大,经济效益下降,造成能源浪费和环境污染。显然,如果能将燃气锅炉的排烟温度降至露点温度以下,将凝结水的汽化潜热回收利用,那么锅炉的热效率将大大提高。因此深度降低锅炉排烟温度,回收烟气余热具有重大的节會K意义。
发明内容
[0004] 本发明的目的是针对上述存在问题,提供一种锅炉烟气余热回收利用装置,该装置在现有锅炉尾部增加受热面,可降低排烟温度,提高锅炉的热效率,即在燃气锅炉尾部烟道系统中增加冷凝式节能器,将排烟温度降到烟气露点温度以下,不仅可以回收利用排烟显热,还可以利用天然气燃烧时产生的水蒸气凝结时放出的大量潜热,同时凝结水对烟气中的C0X、N0x、S0x等有害物质具有一定的吸收作用;燃气锅炉烟气余热深度回收后,既可以节约燃料成本,又避免了严重的环境热污染,具有明显的节能、降耗和减排作用。
[0005] 本发明的技术方案:
[0006] —种锅炉烟气余热回收利用装置,包括锅炉、冷凝器组件和水箱并通过管道串联构成闭合循环管路,在闭合管路上设置有循环栗、控制压力表和放气阀;冷凝器组件由冷凝器组件a、冷凝器组件b和冷凝器组件c组成,三个冷凝器组件均采用全焊接螺旋翅片管(图2所示),冷凝器组件的顶部和底部分别设有进水集箱、出水集箱和中间集箱,螺旋翅片管与三个集箱通过焊接纵向串联在一起组成冷凝管组件a、b、c,冷凝管组件a、b、c与弯管经过焊接横向并联组成整个冷凝器组件冷凝管组件a与b、冷凝管组件b与c分别通过槽钢固定在一起;冷凝管组件中间采用梳形板固定,整个冷凝管组件外表面采用密封钢板通过焊接密封以防止高温烟气热量的流失;冷凝器组件底部分别设有冷凝水出口和气体入口,冷凝器组件顶部设有气体出口。
[0007] 本发明的工作机理:
[0008] 锅炉在工作中会产生大量高温烟气,锅炉高温废气从气体入口进入,锅炉高温烟气经管道与冷凝器相连,水箱内的常温水经循环栗进入冷凝器中,与锅炉高温烟气在冷凝器中进行热量交换,常温水逐渐变成高温水,并经过循环栗聚集到高温水箱,高温烟气中的水蒸气经过降温,变成冷凝水。随着锅炉的运转,锅炉内的水也不断消耗,高温水经过循环栗补给到锅炉当中补充锅炉内的水的消耗,从而利用高温烟气加热常温水,达到节约燃料的目的。
[0009] 本发明的优点是:
[0010] I)燃气锅炉的节能改造简单易行,不改变锅炉系统主、辅机设备和气、水循环系统,不涉及压力容器等方面的使用、运行规定;
[0011] 2)冷凝器安装在燃气锅炉尾部排烟处,它是吸收锅炉排烟的部分显热和潜热的节能装置,非常适合现有锅炉的节能改造;
[0012] 3)冷凝器利用温度较低的水冷却烟气,实现烟温降低,冷凝器内的水吸热而温度升尚,实现热能回收利用,提尚锅炉热效率;
[0013] 4)冷凝器采用螺旋翅片换热管结构,翅片管外部走烟气,管内走水,同时冷凝器本体结构紧凑,占用空间较小,方便安装,安装位置可因地制宜;
[0014] 5)烟气排放性能提高,燃料燃烧完成后,会产生一些有害物质如NOx、SOx等,当采用冷凝式节能器后,大量的有害物质在换热器的尾部烟道中与冷凝结露的H2O结合生成对应的酸,并随凝结水从排放管排出,从而烟气中的有害成分将大大减少,符合环保排放要求;
[0015] 6)燃气锅炉热效率随着锅炉排烟温度的降低而升高,当锅炉排烟温度低于水蒸气的凝结温度时,锅炉热效率随着排烟温度的降低而急剧升高。
附图说明
[0016]图1为本装置结构示意图。
[0017]图2为冷凝器组件中翅片结构示意图。
[0018]图3为冷凝器组件结构示意图。
[0019]图4为冷凝器组件俯视结构示意图。
[0020]图5为冷凝器组件主视图顶部局部放大结构示意图。
[0021]图6为冷凝器组件侧视图顶部局部放大结构示意图。
[0022]图中:1、进水集箱;2、出水集箱;3、中间集箱;4、弯管;5、槽钢;6、冷凝器组件a; 7、冷凝器组件b ; 8、冷凝器组件c; 9、中间梳形板;1、密封钢板;11、冷凝水出口; 12、气体入口 ;13、气体出口。
具体实施方式
[0023] 实施例:
[0024] —种锅炉烟气余热回收利用装置,如图1所示,包括锅炉、冷凝器组件和水箱并通过管道串联构成闭合循环管路,在闭合管路上设置有循环栗、控制压力表和放气阀;冷凝器组件,如图4所示,由冷凝器组件a6、冷凝器组件b7和冷凝器组件c8组成,三个冷凝器组件均采用全焊接螺旋翅片管,冷凝器组件的顶部和底部分别设有进水集箱1、出水集箱2和中间集箱3,螺旋翅片管与三个集箱通过焊接纵向串联在一起组成冷凝管组件a6、b7、c8,冷凝管组件a6、b7、c8与弯管4经过焊接横向并联组成整个冷凝器组件冷凝管组件a6与b7、冷凝管组件b7与c8分别通过槽钢5固定在一起;冷凝管组件中间采用梳形板9固定,整个冷凝管组件外表面采用密封钢板10通过焊接密封以防止高温烟气热量的流失;冷凝器组件底部分别设有冷凝水出口 11和气体入口 12,冷凝器组件顶部设有气体出口 13。
[0025] 该烟气冷凝热系统是将温度较低的供热回水通过设置在锅炉尾部的冷凝式器使烟气冷却,从而获取烟气的部分显热和水蒸气潜热。将该装置与锅炉烟道连接,锅炉产生的烟气从其底部进入,常温水从水箱经循环水栗从侧面接管进入。在高温烟气与水形成的错流体系中,烟气通过管壁将热量转移给水,热水自然回流经锅炉给水栗进入锅炉。如此循环运作,高温烟气的热量不断地转移给软水,实现了烟气的余热回收。增设冷凝器,不仅可以回收排烟显热,还可回收天然气燃烧时产生的水蒸气凝结放出的大量潜热,同时冷凝水还可对烟气中C0X、N0X、S0X等有害气体有一定的吸收作用。将锅炉高温尾气通入冷凝器,锅炉给水经过冷凝器后再进入锅炉,利用锅炉排烟加热锅炉的给水,使其从原来的常温(如20°C)升高至50〜80°C再进入锅炉,回收部分热能,从而实现燃料量的节约。

Claims (1)

1.一种锅炉烟气余热回收利用装置,其特征在于:包括锅炉、冷凝器组件和水箱并通过管道串联构成闭合循环管路,在闭合管路上设置有循环栗、控制压力表和放气阀;冷凝器组件由冷凝器组件a、冷凝器组件b和冷凝器组件c组成,三个冷凝器组件均采用全焊接螺旋翅片管,冷凝器组件的顶部和底部分别设有进水集箱、出水集箱和中间集箱,螺旋翅片管与三个集箱通过焊接纵向串联在一起组成冷凝管组件a、b、c,冷凝管组件a、b、c与弯管经过焊接横向并联组成整个冷凝器组件冷凝管组件a与b、冷凝管组件b与c分别通过槽钢固定在一起;冷凝管组件中间采用梳形板固定,整个冷凝管组件外表面采用密封钢板通过焊接密封以防止高温烟气热量的流失;冷凝器组件底部分别设有冷凝水出口和气体入口,冷凝器组件顶部设有气体出口。
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