CN107191959A - 一种节能装置及锅炉节能系统 - Google Patents

一种节能装置及锅炉节能系统 Download PDF

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    • F23J15/06Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
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Abstract

一种节能装置及锅炉节能系统,其主要涉及节能领域。该锅炉节能系统通过设置套设于第一管道和第二管道的换热管,实现了对第二管道内冷空气的预热处理,从而帮助燃烧机充分的燃烧,提高燃料燃烧效率;通过设置冷却器以及与冷却器配合使用的循环水系统,使得烟气中的热量能够被进一步地回收给锅炉回热水补给装置进行再利用,提高了烟气中热量的利用率。因此,上述的锅炉节能系统以及包含有上述换热器、冷却器和循环水系统的节能装置能够将锅炉中产生的废烟气进行多次的回收再利用,提高了锅炉燃料燃烧过程中的能量利用率,同时也为企业降低了燃料成本。

Description

一种节能装置及锅炉节能系统
技术领域
本发明涉及节能领域,具体而言,涉及一种节能装置及锅炉节能系统。
背景技术
锅炉在日常的使用过程中,会排放出大量的带有热量的废气,而传统的废气排放处理手段效率不高,不但会影响废气处理的效果,而且还会向环境排放过多的热能,造成能量的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能装置,其主要用于锅炉设备,其能够将锅炉产生的废气进行有效再利用。
本发明的另一目的在于提供一种锅炉节能系统,其主要用于锅炉设备领域,其能够提高锅炉燃烧过程中的能量利用率。
本发明的实施例是这样实现的:
一种锅炉节能系统,其包括:
锅炉本体,锅炉本体设置有用于加热锅炉本体的燃烧机;换热器,换热器包括用于接受烟气的第一管道、用于进行空气预热的第二管道和换热管,第一管道和第二管道沿长度方向并列设置,换热管套设于第一管道和第二管道;第一管道具有烟气入口和烟气出口,烟气入口与锅炉本体的烟气出口端连通;第二管道位于热空气流出的一端与燃烧机连通;冷却器,冷却器具有烟气冷却入口和烟气冷却出口,烟气冷却入口与烟气出口连通;以及循环水系统,循环水系统包括锅炉回热水补给装置、热水箱和冷水箱,热水箱、冷水箱和冷却器的冷凝管依次循环连通;锅炉回热水补给装置设置于锅炉本体上,锅炉回热水补给装置与热水箱循环连通;冷凝管还与冷水箱连通。
进一步地,在本发明较佳的实施例中,上述换热管呈中空管状且与第一管道和第二管道相匹配。
进一步地,在本发明较佳的实施例中,上述第二管道位于第一管道的上方。
进一步地,在本发明较佳的实施例中,上述换热管的内部设置有气态或液态的导热介质。
进一步地,在本发明较佳的实施例中,上述导热介质为液态,且换热管外部还设置了抽真空装置,抽真空装置与换热管内部连通。
进一步地,在本发明较佳的实施例中,上述换热管与外界空气相接触的表面设置有隔热层。
进一步地,在本发明较佳的实施例中,上述冷水箱和冷凝管连通的管路上还设置有循环泵,循环泵使冷水箱中的水进入冷凝管内。
进一步地,在本发明较佳的实施例中,上述锅炉节能系统还包括送风装置,送风装置与第二管道连通,并为第二管道输送冷空气。
进一步地,在本发明较佳的实施例中,上述锅炉节能系统还包括烟囱,烟囱与烟气冷却出口连通,烟囱竖直放置且烟囱的出口朝上。
一种节能装置,其包括上述锅炉节能系统的换热器、冷却器和循环水系统。
本发明实施例的有益效果是:通过设置套设于第一管道和第二管道的换热管,使得换热器能够将第一管道中烟气的热量高效的传递给第二管道内的冷空气,从而实现对第二管道内冷空气的预热处理;通过设置冷却器以及与冷却器配合使用的循环水系统,使得烟气中的热量能够被进一步地回收再利用,提高了烟气中热量的利用率。因此,上述的锅炉节能系统以及包含有上述换热器、冷却器和循环水系统的节能装置能够将锅炉中产生的废烟气进行多次的回收再利用,提高了锅炉燃料燃烧过程中的能量利用率,同时也为企业降低了燃料成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供锅炉节能系统的平面结构示意图;
图2为本发明第一实施例提供换热器的端面平面结构示意图;
图3为本发明第二实施例提供锅炉节能系统的平面结构示意图;
图4为本发明第二实施例提供换热器的截面结构示意图。
图标:100-锅炉节能系统;200-锅炉节能系统;110-锅炉本体;111-烟气出口端;112-锅炉本体架;114-燃烧机;116-送风装置;120-锅炉设备;140-换热器;240-换热器;141-烟气入口;142-第一管道;143-烟气出口;144-第二管道;146-换热管;246-换热管;160-冷却器;162-烟气冷却入口;164-烟气冷却出口;180-循环水系统;182-热水箱;184-冷水箱;185-循环泵;186-锅炉回热水补给装置;190-烟囱;192-烟囱口;248-抽真空装置。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“内”、“外”、“水平”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第一实施例
请参照图1,本实施例提供了一种锅炉节能系统100,其主要用于对锅炉设备120排放烟气的回收再利用,以节约能源,提高能量利用率,降低企业燃料成本。具体地,锅炉节能系统100包括:锅炉本体110、换热器140、冷却器160以及循环水系统180,其中,锅炉本体110是进行燃烧加热产生烟气的主要设备,换热器140是利用烟气热量进行空气预热处理的主要设备,冷却器160和循环水系统180的配合使用是再次利用烟气热量为锅炉本体110提供能量补给。
进一步地,锅炉本体110呈圆柱空心状,并且横向放置在锅炉本体架112上,锅炉本体110远离烟气出口端111的一端设置有用于加热锅炉本体110的专用燃烧机114。需要说明的是,专用燃烧机114对锅炉本体110加热后,烟气从烟气出口端111排出,而烟气出口端111直接与换热器140的烟气入口141相连通,故烟气进入换热器140中开始进行第一次能量回收再利用。
具体地,请结合参照图1和图2,换热器140包括用于接受烟气的第一管道142、用于进行空气预热的第二管道144和换热管146,第一管道142和第二管道144沿长度方向并列水平设置,换热管146套设于第一管道142和第二管道144,第一管道142具有烟气入口141和烟气出口143,烟气入口141与锅炉本体110的烟气出口端111连通,第二管道144位于热空气流出的一端与燃烧机114连通,第二管道144位于冷空气进入的一端连通有送风装置116,优选地,送风装置116为鼓风器。
需要说明的是,烟气入口141位于换热器140第一管道142靠近烟气出口端111的一端,当烟气从锅炉本体110的烟气出口端111进入到第一管道142的烟气入口141后,换热器140接下来的换热工作原理是:由于换热管146同时套设于第一管道142和第二管道144,因此,烟气进入第一管道142后首先会将烟气所携带的大量热量传递给包裹在自身外围的换热管146,然后再通过换热管146传递给第二管道144,而第二管道144接受到热量后会对送风装置116送进来的冷空气进行加热预处理,冷空气在第二管道144内被加热呈热空气后,再送风装置116不断送风的推动作用下,通过管道进入到与之连通的专用燃烧机114中,故由于专用燃烧机114中利用的是被预热后的热空气作为氧源,所以燃烧效率得到进一步地提升。
优选地,为了使得换热管146能够最大程度上的将第一管道142内烟气的热量传递给第二管道144内部,本实施例提供的第二管道144设置于第一管道142的上方。需要说明的是,由于通常情况下,热量向上升的方向进行流动,因此将第二管道144设置在第一管道142的上方,可以使得第一管道142更加容易的将热量传递给自身上方的第二管道144,从而整体上提高换热器140的换热效率。
进一步地,为了保证换热管146的换热效率,本实施例提供的换热管146是由高热导率材料制成的,如铜、铝等,并且换热管146与外界空气相接触的表面均涂覆有隔热层,以最大限度的减少换热管146在热传递过程中的能量损耗。
需要说明的是,本实施例提供的隔热层采用硅酸铝材料制成,但是,在其它实施例当中,并不仅限于本实施例提供的这一种材料,还可以是其它隔热材料,如聚酰亚胺,超细玻璃棉等。
进一步地,本实施例提供的冷却器160具有烟气冷却入口162和烟气冷却出口164,烟气冷却入口162与烟气出口143连通,即当烟气从第一管道142的烟气出口143出来后,会通过烟气冷却入口162进入到冷却器160内部进行能量的进一步释放。具体地,冷却器160内部是一个能够容纳烟气的空腔,空腔内壁环设有冷凝管,冷凝管与外部的循环水系统180连通,使得空腔内烟气的热量在冷凝管中冷却水的循环流动下被带出。
进一步地,循环水系统180包括锅炉回热水补给装置186、热水箱182和冷水箱184,其中,热水箱182、冷水箱184和冷却器160的冷凝管依次循环连通,并且冷凝管还与冷水箱184连通,整个循环系统的流动动力源通过设置在冷水箱184与冷凝管之间的循环泵185来实现。需要说明的是,循环水系统180的工作原理是:循环水在冷凝管中吸收烟气的热量,流动到热水箱182或冷水箱184(循环水热量还没能达到温度要求时),其中,进入热水箱182的循环水会被进行液气分离,部分温度较低的水汽还是会被输送进入到冷水箱184内,冷水箱184中的水在循环泵185的作用下继续被输送到冷凝管中进行循环吸热。另外,还需要说明的是,锅炉本体110上还设置了锅炉回热水补给装置186,并且锅炉回热水补给装置186与热水箱182循环连通,故原先热水箱182收集的具有高热量的循环水通过循环流动将能量提供给锅炉回热水补给装置186进行利用。
需要强调的是,整个的循环水系统180中,根据不同管路上的循环水所需要实际流速和流量的不同,本实施例在不同管路上根据实际情况均设置了对应的各种阀门,依次来保证整个循环水系统180的顺利运行。
进一步地,本实施例中的锅炉节能系统100还包括烟囱190,烟囱190与烟气冷却出口164连通。具体地,烟囱190呈圆筒状,且烟囱口192竖直朝上。需要说明的是,之所以将烟囱190的形状和最终的烟囱口192进行上述的设置,是因为圆筒状的烟囱190内壁应力集中点比较少,在烟囱190长期服役期间,不容易造成应力腐蚀,有利于延长烟囱190的使用寿命;将烟囱口192竖直朝上,可以充分利用热气上升原理,顺利的将最终的烟气排出烟囱190。
本实施例提供的锅炉节能系统100的工作原理是:锅炉本体110在专用燃烧机114的作用下加热锅炉本体110并从锅炉本体110的烟气出口端111排出烟气,烟气进入到换热器140中的第一管道142,第一管道142在换热管146的作用下将热量传递给第二管道144内部流动的空气,空气预热后在鼓风器的作用下被输送到专用燃烧机114中帮助专用燃烧机114进行燃烧;从第一管道142中出来的烟气继续流动进入到冷却器160的空腔中,空腔中环设的冷凝管将烟气的热量再次吸收并通过循环水系统180带入到热水箱182或冷水箱184中,其中,进入热水箱182的水再通过与设置在锅炉本体110上的锅炉回热水补给装置186进行循环水交换,使得热能最终被锅炉回热水补给装置186所利用;进入冷水箱184的循环水是因为在初始循环吸热的过程中,循环水的温度并不一定能够达到热水箱182收集热能的温度要求,因此,需要回到冷水箱184继续循环吸热,只到温度达到要求再被循环送入到热水箱182中。另外,从空腔内出来的烟气最终通过烟囱190顺利的排出。
需要说明的是,本实施例提供的锅炉节能系统100通过设置换热管146,实现了对冷空气的预热处理;通过设置冷却器160以及与冷却器160配合使用的循环水系统180,进一步提高了烟气热量的利用率。因此,本实施例提供的锅炉节能系统100不但能够将锅炉本体110中产生的废烟气进行多次的回收再利用,而且在提高锅炉燃料燃烧效率的同时,也降低了企业的燃料成本,故有利于实现企业的利益最大化,值得在市场上推广应用。
本实施例还提供了一种节能装置,其包括锅炉节能系统100的换热器140、冷却器160和循环水系统180。需要说明的是,本实施例提供的节能装置适用于各种耗能设备,并且该设备能够产生携带热量的流体。需要强调的是,本实施例提供的节能装置能够在提高耗能设备能量利用率的基础上,降低耗能设备的能耗成本,从而为耗能设备的使用者提供最优的节能方案。
第二实施例
请参照图3,本实施例提供了一种锅炉节能系统200,其与第一实施例提供的锅炉节能系统100大致相同,不同之处在于,本实施例提供的锅炉节能系统200中的换热器240与第一实施例提供的换热器140不同。
具体地,请参照图4,换热器240中的换热管246与第一管道142和第二管道144相匹配,且呈中空管状。换句话说,换热管246传递热量的内部区域为空心的腔体。需要说明的是,本实施例通过对腔体内部进行密封设计,并且通过在腔体里边设置液态或气态的高效率导热介质,使得第一管道142的烟气热量能够最大限度的且更加均匀地传递给第二管道144。
优选地,本实施例中导热介质选用液态的水,并且换热管246外部还设置了与腔体内部连通的抽真空装置248。需要说明的是,通过抽真空装置248实现对腔体内部压强的降低,可以进一步提高水的热传递效率。
进一步需要说明的是,在其它实施例当中,并不仅限于本实施例提供的水这一种导热介质,还可以是其它的导热介质,如油、氢气和氮气等,只要能够满足换热器240高效换热的要求即可。
综上所述,本发明通过设置套设于第一管道和第二管道的换热管,使得换热器能够将第一管道中烟气的热量高效的传递给第二管道内的冷空气,从而实现对第二管道内冷空气的预热处理;通过设置冷却器以及与冷却器配合使用的循环水系统,使得烟气中的热量能够被进一步地回收再利用,提高了烟气中热量的利用率。因此,上述的锅炉节能系统以及包含有上述换热器、冷却器和循环水系统的节能装置能够将锅炉中产生的废烟气进行多次的回收再利用,提高了锅炉燃料燃烧过程中的能量利用率,同时也为企业降低了燃料成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锅炉节能系统,其特征在于,其包括:
锅炉本体,设置有用于加热所述锅炉本体的燃烧机;
换热器,所述换热器包括用于接受烟气的第一管道、用于进行空气预热的第二管道和换热管,所述第一管道和所述第二管道沿长度方向并列设置,所述换热管套设于所述第一管道和所述第二管道;所述第一管道具有烟气入口和烟气出口,所述烟气入口与所述锅炉本体的烟气出口端连通;所述第二管道位于热空气流出的一端与所述燃烧机连通;
冷却器,所述冷却器具有烟气冷却入口和烟气冷却出口,所述烟气冷却入口与所述烟气出口连通;以及
循环水系统,所述循环水系统包括锅炉回热水补给装置、热水箱和冷水箱,所述热水箱、所述冷水箱和所述冷却器的冷凝管依次循环连通;所述锅炉回热水补给装置设置于所述锅炉本体上,所述锅炉回热水补给装置与所述热水箱循环连通;所述冷凝管还与所述冷水箱连通。
2.根据权利要求1所述的锅炉节能系统,其特征在于,所述换热管呈中空管状且与所述第一管道和所述第二管道相匹配。
3.根据权利要求1或2所述的锅炉节能系统,其特征在于,所述第二管道位于所述第一管道的上方。
4.根据权利要求2所述的锅炉节能系统,其特征在于,所述换热管的内部设置有气态或液态的导热介质。
5.根据权利要求4所述的锅炉节能系统,其特征在于,所述导热介质为液态,且所述换热管外部还设置了抽真空装置,所述抽真空装置与所述换热管内部连通。
6.根据权利要求1所述的锅炉节能系统,其特征在于,所述换热管与外界空气相接触的表面设置有隔热层。
7.根据权利要求1所述的锅炉节能系统,其特征在于,所述冷水箱和所述冷凝管连通的管路上还设置有循环泵,所述循环泵使所述冷水箱中的水进入所述冷凝管内。
8.根据权利要求1所述的锅炉节能系统,其特征在于,所述锅炉节能系统还包括送风装置,所述送风装置与所述第二管道连通,并为所述第二管道输送冷空气。
9.根据权利要求1所述的锅炉节能系统,其特征在于,所述锅炉节能系统还包括烟囱,所述烟囱与所述烟气冷却出口连通,所述烟囱竖直放置且所述烟囱的出口朝上。
10.一种节能装置,其特征在于,其包括如权利要求1-9任意一项所述锅炉节能系统的所述换热器、所述冷却器和所述循环水系统。
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