CN107166358B - 一种生产双热载体的锅炉系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产双热载体的新型锅炉系统，包括水蒸汽系统、有机热载体系统和烟风系统，水蒸汽系统包括上锅筒和锅炉下集箱，上锅筒、锅炉下集箱之间通过水冷壁连接。锅炉下集箱通过管道与锅炉给水泵相连接，锅炉给水泵与软水箱之间管道连接。有机热载体系统设置于水蒸汽系统的下方，有机热载体系统包括绕管式换热器和有机热载体循环泵，有机热载体进出口处的管道设有旁路，烟风系统包括燃烧器、鼓风机、空气预热器和烟囱，双热载体锅炉的一侧与燃烧器相连，双热载体锅炉出口通过管道与空气预热器相连，空气预热器的下部与鼓风机相连通，燃烧器通过管道与空气预热器的上部相连，空气预热器的底部与烟囱相连接。

Description

一种生产双热载体的锅炉系统

技术领域

本发明涉及工业供热领域，具体是一种生产双热载体的锅炉系统。

背景技术

热能主要用于：工业(包括发电在内)、交通运输、商业和民用等四个方面，用于工业方面的能耗占总能耗的百分比较大。工业生产所需热源主要为蒸汽和有机热载体，锅炉是生产蒸汽和有机热载体系统的主要设备。现阶段工业生产的多样化使得大多数化工、轻工、电子等企业的生产，需要蒸汽、有机热载体两种以上热源，而中小企业所需两种热负荷值较小，但需配套建设2种热源的锅炉，增加了固定资产投资费用，加大了装置的占地面积大，提高了管理费用。本发明拟采用单台锅炉同时生产蒸汽和有机热载体。降低了固定资产投资费用，减少了生产运营成本，满足了企业多种热源的需求，提高了能源利用率，有效的保护了环境，产生良好的经济效益。

现有技术缺点：1、现有的工业生产自动化水平不断增加，对热载体的品质要求不断增强，传统的单一热载体不能满足生产精细化的要求。同一企业生产需要蒸汽和有机热载体等多种热源时，需建设多套不同的锅炉系统。不同的锅炉系统间需独立建设，扩大了占地面积，加大了设备投资费用，增加了生产管理的难度，提高了企业运营成本；2、传统有机热载体加热系统设备投资费用较高，装置占地面积大：因需要建设煤场、锅炉房、燃料输送、除灰渣、烟气净化装置等；3、燃煤锅炉热效率较低，三废排放量大，已不符合现行的相关环保政策；4、传统的人工手动调节锅炉的燃料进量和油温，易受到调节滞后、操作人员及环境等因素的影响，影响热载体的品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产双热载体的锅炉系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种生产双热载体的锅炉系统，包括水蒸汽系统、有机热载体系统和烟风系统，所述水蒸汽系统包括上锅筒和锅炉下集箱，所述上锅筒和锅炉下集箱在双热载体锅炉中由上到下依次设置，所述上锅筒、锅炉下集箱之间通过水冷壁连接。所述上锅筒与外网蒸汽管相连接，锅炉下集箱通过管道与锅炉给水泵相连接，锅炉给水泵与软水箱之间管道连接；

所述有机热载体系统与水蒸汽系统的并列布置，所述有机热载体系统包括绕管式换热器和有机热载体循环泵，所述绕管式换热器位于双热载体锅炉中，所述绕管式换热器上设有有机热载体进口和有机热载体出口，有机热载体进出口处的管道设有旁路，有机热载体通过有机热载体循环泵泵入有机热载体进口中，有机热载体循环泵提供动力实现有机热载体的循环。

所述烟风系统包括燃烧器、鼓风机、空气预热器和烟囱，所述双热载体锅炉与燃烧器相连，所述双热载体锅炉出口通过管道与空气预热器相连，所述空气预热器的下部与鼓风机相连通，所述燃烧器通过管道与空气预热器的上部相连，所述空气预热器的底部与烟囱相连接。

所述双热载体锅炉内水平设有多个隔板。

本发明的两种热载体分别为水蒸汽和有机热载体，双热载体锅炉燃料为天然气或轻油。本发明中主要工艺流程如下：

水蒸汽系统的工艺流程：

软水或除氧水送至软水箱，经锅炉给水泵送至锅炉下集箱，在给水压力作用下流经水冷壁，在双热载体锅炉内被高温烟气加热沸腾，蒸汽汇集于上锅筒，再经外蒸汽管网向外输送；

有机热载体系统的工艺流程：

有机热载体经有机热载体循环泵增压，送至双热载体锅炉内的绕管式换热器中，被双热载体锅炉内的高温烟气加热至设定温度，再经管道向外输送。输送热量降温后的有机热载体再经有机热载体循环泵加压送至锅炉系统循环加热。

烟风系统的工艺流程：

天然气或轻油进入燃烧器，与经过空气预热器加热的空气混合，进入双热载体锅炉内燃烧，产生高温烟气，加热热载体。双热载体锅炉内设有隔板，使高温烟气经过折返换热增加烟气流程，实现与热载体充分换热，同时实现烟气的分配使用，逐渐降低温度。低温烟气由锅炉出口送至空气预热器与鼓风机输送的冷空气进一步换热，提高热能利用率，经烟气加热后的热空气送至燃烧器与天然气或轻油混合燃烧，经空气换热后的低温尾烟气经烟囱引高排放。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明无需建设煤场、燃料系统、除灰渣和烟气净化装置等，一台锅炉可生产蒸汽和有机热载体二种不同热载体，设备投资费用少、占地面积较小、运营成本低；

2、燃料为清洁能源，即天然气或轻油，烟气排放污染小，没有废渣，热能耗损小，节能环保；

3、提高了热利用效率，整个系统的热损失为设备及管道输送的散热损失，增加了热能利用率，符合国家节能政策，工艺流程简单，可实现生产自动化控制，调节系统安全、灵敏可靠；

4、实现了工艺过程的自动化，提高了供热的安全性、可靠性和稳定性，危险源较少，减少了生产安全隐患。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、双热载体锅炉：为系统提供热载体；2、燃烧器：为锅炉提供热源；3、鼓风机：提供燃料燃烧需要的空气；4、锅炉给水泵：输送软水，根据系统阻力和供热量确定扬程和流量；5、有机热载体循环泵：为有机热载体循环提供动力，根据系统阻力和供热量确定扬程和流量；6、软水箱：软水存储；7、烟囱：系统烟气导出；8、空气预热器；9、绕管式换热器：根据系统换热量计算后确定换热面积，高温烟气走壳程，有机热载体走管程；10、锅炉下集箱；11、水冷壁；12、上锅筒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种生产双热载体的锅炉系统，包括水蒸汽系统、有机热载体系统和烟风系统，所述水蒸汽系统包括上锅筒12和锅炉下集箱10，所述上锅筒12和锅炉下集箱10在双热载体锅炉1中由上到下依次设置，所述上锅筒12、锅炉下集箱10之间通过水冷壁11连接。所述上锅筒12与外网蒸汽管相连接，锅炉下集箱10通过管道与锅炉给水泵4相连接，锅炉给水泵4与软水箱6之间管道连接。

所述有机热载体系统与水蒸汽系统的并列布置，所述有机热载体系统包括绕管式换热器9和有机热载体循环泵5，所述绕管式换热器位于双热载体锅炉中，所述绕管式换热器9上设有有机热载体进口和有机热载体出口，有机热载体进出口处的管道设有旁路，有机热载体通过有机热载体循环泵5泵入有机热载体进口中，有机热载体循环泵5提供动力实现有机热载体的循环，

所述烟风系统包括燃烧器2、鼓风机3、空气预热器8和烟囱7，所述双热载体锅炉与燃烧器相连，所述双热载体锅炉1出口通过管道与空气预热器8相连，所述空气预热器8的下部与鼓风机3相连通，所述燃烧器2通过管道与空气预热器8的上部相连，所述空气预热器8的底部与烟囱7相连接。优选地，所述双热载体锅炉1内水平设有多个隔板13。

本发明的两个热载体分别为水蒸汽和有机热载体，有机热载体为天然气或轻油。本发明中主要工艺流程如下：

1.水蒸汽系统的工艺流程：

软水或除氧水送至软水箱6，经锅炉给水泵4送至锅炉下集箱10，在给水压力作用下流经水冷壁11，在双热载体锅炉1内被高温烟气加热沸腾，蒸汽汇集于上锅筒13，再经外网蒸汽管向外输送。

2.有机热载体系统的工艺流程：

有机热载体经有机热载体循环泵5增压，送至双热载体锅炉1内的绕管式换热器9中，被双热载体锅炉1内的高温烟气加热至设定温度，再经管道向外输送。输送热量降温后的有机热载体再经有机热载体循环泵5加压送至锅炉循环加热。

3.烟风系统：

天然气或轻油进入燃烧器2，与经过空气预热器8加热的空气混合，进入双热载体锅炉1内燃烧，产生高温烟气，加热热载体。双热载体锅炉1内设有隔板13，使高温烟气经过折返换热增加烟气流程，实现与热载体充分换热，同时实现烟气的分配使用，逐渐降低温度。低温烟气由锅炉出口送至空气预热器8与鼓风机3输送的空气进一步换热，提高热能利用率，经烟气加热后的热空气送至燃烧器2与天然气或轻油混合燃烧，经空气换热后的低温尾烟气经烟囱7引高排放。

有机热载体的出口温度较高，通常在250℃以上，而蒸汽温度一般低于200℃，因此两套系统受热面出口烟气温度不同。有机热载体受热面尾部的烟气再引入蒸汽系统，与蒸汽系统内原有烟气混合，有机热载体的烟气进一步降温后再引出锅炉。整个系统的烟气循环再利用使得热能充分利用，降低燃料耗损，节约能源。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。上述结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种生产双热载体的锅炉系统，其特征在于，包括水蒸汽系统、有机热载体系统和烟风系统，所述水蒸汽系统包括上锅筒和锅炉下集箱，所述上锅筒和锅炉下集箱在双热载体锅炉中由上到下依次设置，所述上锅筒、锅炉下集箱之间通过水冷壁连接，所述上锅筒与外网蒸汽管相连接，锅炉下集箱通过管道与锅炉给水泵相连接，锅炉给水泵与软水箱之间管道连接；

所述有机热载体系统与水蒸汽系统的并列布置，所述有机热载体系统包括绕管式换热器和有机热载体循环泵，所述绕管式换热器位于双热载体锅炉中，所述绕管式换热器上设有有机热载体进口和有机热载体出口，有机热载体进出口处的管道设有旁路，有机热载体通过有机热载体循环泵泵入有机热载体进口中，有机热载体循环泵提供动力实现有机热载体的循环；

所述烟风系统包括燃烧器、鼓风机、空气预热器和烟囱，所述双热载体锅炉与燃烧器相连，所述双热载体锅炉出口通过管道与空气预热器相连，所述空气预热器的下部与鼓风机相连通，所述燃烧器通过管道与空气预热器的上部相连，所述空气预热器的底部与烟囱相连接；

所述水蒸汽系统、有机热载体系统和烟风系统的工艺流程分别如下：

水蒸汽系统的工艺流程：软水或除氧水送至软水箱，经锅炉给水泵送至锅炉下集箱，在给水压力作用下流经水冷壁，在双热载体锅炉内被高温烟气加热沸腾，蒸汽汇集于上锅筒，再经外蒸汽管网向外输送；

有机热载体系统的工艺流程：有机热载体经有机热载体循环泵增压，送至双热载体锅炉内的绕管式换热器中，被双热载体锅炉内的高温烟气加热至设定温度，再经管道向外输送，输送热量降温后的有机热载体再经有机热载体循环泵加压送至锅炉系统循环加热；

烟风系统的工艺流程：天然气或轻油进入燃烧器，与经过空气预热器加热的空气混合，进入双热载体锅炉内燃烧，产生高温烟气，加热热载体，双热载体锅炉内设有隔板，使高温烟气经过折返换热增加烟气流程，实现与热载体充分换热，同时实现烟气的分配使用，逐渐降低温度，低温烟气由锅炉出口送至空气预热器与鼓风机输送的冷空气进一步换热，提高热能利用率，经烟气加热后的热空气送至燃烧器与天然气或轻油混合燃烧，经空气换热后的低温尾烟气经烟囱引高排放。

2.根据权利要求1所述的生产双热载体的锅炉系统，其特征在于，所述双热载体锅炉内水平设有多个隔板。