CN107859985A - 一种锅炉给水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锅炉给水系统，属于锅炉设备技术领域。该锅炉给水系统，包括水箱、相互并联的锅炉给水管路和换热管路，换热管路包括第一换热管路和第二换热管路；还包括换热器，其入口通过第一换热管路与水箱相连，其出口通过第二换热管路与锅炉连通；换热给水调节阀，其设置于第一换热管路；出口烟温传感器，其设置在换热器出口排烟处，用于测量换热器的出口烟温；出口烟温传感器将监测到的温度信号传给控制器，控制器根据温度信号控制换热给水调节阀的开度。本发明的锅炉给水系统能够解决现有技术中无法稳定保持出口烟温度高于烟气酸露点温度，导致换热器被腐蚀，从而影响锅炉节能效果的问题。

Description

一种锅炉给水系统
技术领域
本发明涉及锅炉设备技术领域，尤其涉及一种锅炉给水系统。
背景技术
锅炉里的燃料燃烧以后，废气(称为烟道气)经过烟囱排出，此时烟道气的温度(称为排烟温度)还很高，排烟温度通常高于140℃，排烟热损失是锅炉最重要的一项热损失，存在巨大的节能潜力。对于锅炉节能减排而言，需要提高能耗设备的能源利用效率以达到对锅炉的节能效果。
现有技术中，降低排烟热损失的措施主要通过在锅炉给水系统中增设换热器，换热器利用锅炉排烟热量对锅炉给水管路中的水进行预热，然后再通过锅炉的加热系统对预热后的水加热，对烟气热量加以回收，减少加热系统的能源消耗。理论上讲，高于烟气酸露点以上的热量均可以通过合理的方式加以回收。但是现有降低锅炉排烟热损失的方式属于被动控制，即换热器出口烟温随着进口烟温变化而变化，当进口烟温较高时，出口烟温远高于烟气酸露点温度，造成大量余热损失；当进口烟温较低时，出口烟温则低于烟气酸露点温度，此时，烟气中酸性物质(如硫酸蒸气等)开始凝结，从而对换热器产生腐蚀。即现有技术中通过增设换热器降低排烟热损失的措施无法确保最终出口烟温稳定的保持在一个合理的数值(该数值通常高于烟气酸露点温度)，而产生出口烟温低于烟气酸露点温度时造成对换热器的腐蚀的现象，极大的影响了换热器的使用寿命，进而影响锅炉的节能效果。
针对上述缺陷，亟需设计一种锅炉给水系统，解决现有技术中无法稳定保持出口烟温度高于烟气酸露点温度，导致换热器被腐蚀，从而影响锅炉节能效果的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锅炉给水系统，以解决现有技术中无法稳定保持出口烟温度高于烟气酸露点温度，导致换热器被腐蚀，从而影响锅炉节能效果的问题。
本发明所采用以下技术方案：
一种锅炉给水系统，包括为锅炉供水的水箱，所述水箱和所述锅炉之间连接有锅炉给水管路，所述水箱和所述锅炉之间还包括：
换热管路，其包括第一换热管路和第二换热管路，所述换热管路与所述锅炉给水管路并联；
换热器，其入口通过所述第一换热管路与所述水箱相连，所述换热器的出口通过所述第二换热管路与所述锅炉连通；
换热给水调节阀，其设置于所述第一换热管路；
出口烟温传感器，其设置在所述换热器出口排烟处；
控制器，与所述换热给水调节阀以及所述出口烟温传感器连接。
通过增加换热给水调节阀、出口烟温传感器和控制器，能够使得增设的换热器最终出口烟温稳定的保持在一个合理的数值，即高于烟气酸露点温度，从而避免了出口烟温低于烟气酸露点温度时造成对换热器的腐蚀，影响换热器的正常使用寿命的现象发生，进而保证了锅炉的节能效果。
进一步地，所述水箱和所述锅炉之间还包括：
集热管路，其一端与所述水箱连接，另一端与所述锅炉连接，所述换热管路和所述锅炉给水管路均与所述集热管路并联；
太阳能集热器，其设置于所述集热管路上。
由于太阳能具有清洁、储量大和可再生等诸多特点，将其运用到锅炉节能减排中，不仅能够减少化石能源消耗，还能避免使用化石能源造成的环境污染。
优选地，所述集热管路包括第一集热管路和第二集热管路，所述第一集热管路的一端与所述水箱连通，另一端与所述太阳能集热器连通，所述第二集热管路的一端与所述太阳能集热器连通，另一端与所述锅炉连通；
所述第一集热管路设置有集热给水调节阀。
太阳能集热器主要是利用太阳能热量对集热管路中的水进行加热，太阳能热量与晴天、阴天及白天或夜晚的日照情况有极大的关系。通过在第一集热管路上设置集热给水调节阀，可以根据太阳能热量进行调节集热给水调节阀的开度，从而最大程度的利用太阳能热量。
优选地，所述集热管路还包括：
光照传感器，其设置于所述太阳能集热器上；
集热温度传感器，其设置于所述第二集热管路且位于所述太阳能集热器与所述锅炉之间；
所述光照传感器、所述集热温度传感器和所述集热给水调节阀均与所述控制器连接。
采用这种结构后，所述控制器根据所述照度信号和所述温度信号调节进行逻辑门(与门)判断，然后根据判断结果调节所述集热给水调节阀的开度，避免了日照情况较弱时，由于灯光照射使得光照传感器将光照度信号传给所述控制器，导致所述控制器误判造成所述集热给水调节阀的开度变大的情况发生。
优选地，所述集热管路还包括集热给水止回阀，所述集热给水止回阀设置于所述第二集热管路上。
优选地，所述第二换热管路设置有换热给水止回阀。
采用这种结构后，可以避免所述换热给水管路、所述集热给水管路和所述锅炉给水管路三条管路向所述锅炉供水时，在汇集处造成压力波动的现象发生，从而确保三条管路向所述锅炉稳定供水。
优选地，所述锅炉给水管路还包括回水管路和设置于所述回水管路上的回水管路调节阀，所述回水管路的一端与所述换热管路和所述锅炉给水管路中的至少一种连通，所述回水管路的另一端与所述水箱连通。
采用这种结构后，由于所述换热给水管路、所述集热给水管路和所述锅炉给水管路三条管路同时向所述锅炉供水，但是所述锅炉需要的水量是一定的，为了避免三条管路向所述锅炉供水超出所述锅炉需水量时，通过回水管路可以将多余的水量返回至水箱。
优选地，当所述回水管路的一端与所述第二换热管路连通且位于所述换热器和所述换热给水止回阀之间时，所述回水管路的另一端连通至所述水箱。
优选地，所述锅炉的入口处设置有用于监测流入所述锅炉流量的流量计，所述流量计与所述控制器连接。
采用这种结构后，能够实现控制器根据对流量信号的处理结果实时自动调节所述回水管路调节阀的开度，自动化程度高。
优选地，所述换热器用于锅炉排烟通过的管道设置有防腐保护层。
采用这种结构后，可以有效地延长换热器的使用寿命，提高锅炉利用换热器节能的效率。
本发明的有益效果：
1)通过增设换热器，利用锅炉排烟热量对水进行预热，充分利用锅炉排烟热量达到了较好的节能效果；
2)通过增加换热给水调节阀、出口烟温传感器和控制器，能够使得增设的换热器最终出口烟温稳定的高于烟气酸露点温度，避免了出口烟温低于烟气酸露点温度时造成对换热器的腐蚀，影响换热器的正常使用寿命的现象发生；
3)通过增设太阳能集热管路，利用太阳能可再生能源对水进行预热，不仅能够减少化石能源消耗，还能避免使用化石能源造成的环境污染。
附图说明
图1是本发明提供的一种锅炉给水系统的原理图；
图2是本发明提供的一种锅炉给水系统的又一原理图。
图中：
01、锅炉排烟处；
1、水箱；
2、水泵；
3、锅炉给水管路；
31、锅炉旁通管路；311、旁通给水调节阀；312、旁通给水止回阀；
32、锅炉给水总管；
4、换热管路；
41、第一换热管路；411、换热给水调节阀；
42、第二换热管路；421、换热给水止回阀；
43、换热器；
44、出口烟温传感器；
5、回水管路；51、回水管路调节阀；
6、集热管路；
61、第一集热管路；611、集热给水调节阀；
62、第二集热管路；621、集热给水止回阀；
63、太阳能集热器；64、光照传感器；65、集热温度传感器；
7、锅筒；
8、流量计。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
本实施例公开了一种锅炉给水系统，如图1所示。该锅炉给水系统包括水箱1、水泵2、锅炉给水管路3和换热管路4，锅炉给水管路3与换热管路4并联，锅炉给水管路3和换热管路4的一端均与水泵2连通，锅炉给水管路3和换热管路4的另一端均与锅炉中的锅筒7连通。水箱1中的水经过水泵2后再通过锅炉给水管路3和换热管路4至少其一向锅筒7供水。其中，锅筒7的作用是为锅炉汇集、贮存、净化蒸汽和补充给水。
具体的，锅炉给水管路3包括锅炉旁通管路31和锅炉给水总管32，锅炉旁通管路31的一端与水泵2连接，另一端与锅炉给水总管32连接，并且锅炉旁通管路31上设置有旁通给水调节阀311和旁通给水止回阀312，旁通给水止回阀312设置在旁通给水调节阀311和锅炉给水总管32之间；锅炉给水总管32未连接锅炉旁通管路31的一端与锅筒7连通。
换热管路4包括第一换热管路41和第二换热管路42，并且换热管路4上设置有换热器43，换热器43利用锅炉排烟处01的热量对经过换热管路4中的水进行预热。其中，换热器43的入口通过第一换热管路41与水泵2相连，并在第一换热管路41上设置换热给水调节阀411；换热器43的出口通过第二换热管路42与锅炉给水总管32连通，并在第二换热管路42上设置有换热给水止回阀421；另外，换热器43出口排烟处设置有出口烟温传感器44，出口烟温传感器44用于测量换热器43的出口烟温。此外，将换热给水调节阀411和出口烟温传感器44均与控制器连接，出口烟温传感器44将监测到的温度信号传给控制器，控制器根据温度信号控制换热给水调节阀411的开度。当出口烟温传感器44监测的温度信号大于预设值(预设值高于烟气酸露点温度20-50℃)时，换热给水调节阀411开度变大；当出口烟温传感器44监测的温度信号等于预设值时，换热给水调节阀411开度不变；当出口烟温传感器44监测的温度信号小于预设值时，换热给水调节阀411开度变小。通过增加换热给水调节阀411、出口烟温传感器44和控制器，能够使得增设的换热器43最终出口烟温稳定的保持在一个合理的数值，即高于烟气酸露点温度，从而避免了出口烟温低于烟气酸露点温度时造成对换热器43的腐蚀的现象发生。除此之外，在换热器43用于锅炉排烟通过的管道设置有防腐保护层，有效地延长了换热器43的使用寿命，提高锅炉利用换热器43节能的效率。
如图2所示，本实施例的锅炉给水系统还包括集热管路6，集热管路6与换热管路4并联，并且集热管路6设置有太阳能集热器63，太阳能集热器63利用收集的太阳能热量对经过集热管路6中的水进行预热。对于锅炉节能减排而言，通过采用太阳能这种清洁的可再生能源不仅能够减少化石能源消耗，还能避免使用化石能源造成的环境污染。具体的，集热管路6包括第一集热管路61和第二集热管路62，第一集热管路61的一端与水泵2连通，另一端与太阳能集热器63的入口处连通，并且在第一集热管路61上设置有集热给水调节阀611；第二集热管路62的一端与太阳能集热器63的出口处连通，另一端与锅炉给水总管32连通，并在第二集热管路62上设置有集热给水止回阀621。由于太阳能集热器63主要是利用太阳能热量对集热管路6中的水进行预热，太阳能热量与晴天、阴天及白天或夜晚的日照情况有极大的关系。采用这种结构后，可以根据太阳能热量人工进行调节集热给水调节阀611的开度，从而最大程度的利用太阳能热量。
本实施例优选的方案，在集热管路6上还设置了光照传感器64和集热温度传感器65。光照传感器64设置在太阳能集热器63上，利用光照传感器64监测周围环境的光照度；集热温度传感器65设置于第二集热管路62且位于太阳能集热器63与锅炉给水总管32之间，利用集热温度传感器65测量经过太阳能集热器63加热后的水的温度；并且将光照传感器64、集热温度传感器65和集热给水调节阀611均与控制器电连接，光照传感器64将监测到的光照度信号和集热温度传感器65监测到的温度信号均传给控制器，控制器根据照度信号和温度信号经过逻辑与门判断后，控制调节集热给水调节阀611的开度。当光照传感器64监测到的光照度信号和集热温度传感器65监测到的温度信号均大于预设范围时，集热给水调节阀611开度变大；当光照传感器64监测到的光照度信号和集热温度传感器65监测到的温度信号均等于预设范围时，集热给水调节阀611开度不变；当光照传感器64监测到的光照度信号和集热温度传感器65监测到的温度信号至少有一个小于预设范围时，集热给水调节阀611开度变小。采用这种结构后，控制器根据照度信号和温度信号调节进行逻辑门(与门)判断，然后根据判断结果实时调节集热给水调节阀611的开度，自动化程度高，避免了日照情况较弱时，由于灯光照射使得光照传感器64将光照度信号传给控制器，导致控制器误判造成集热给水调节阀611的开度变大的情况发生。
另外，锅炉给水管路3还包括回水管路5，回水管路5上设置有回水管路调节阀51。回水管路5的一端与换热管路4和锅炉给水管路3中的至少一种连通，回水管路5的另一端与水箱1连通。本实施例优选的方案，将回水管路5的一端与第二换热管路42连通且位于换热器43和换热给水止回阀421之间，回水管路5的另一端连通至水箱1。由于换热给水管路、集热给水管路和锅炉给水管路3三条管路同时向锅炉供水，但是锅炉需要的水量是一定的，采用这种结构后，通过回水管路5可以将多余的水量返回至水箱1，从而避免了三条管路向锅筒7供水超出锅炉需水量，导致锅筒7发生故障的状况发生。并且，在锅筒7的入口处(或锅炉给水总管32)设置有用于监测流入锅筒7流量的流量计8，流量计8与控制器连接，并将监测到的流量信号传给控制器，控制器对流量信号进行处理后控制回水管路调节阀51的开度。采用这种结构后，能够实现控制器根据对流量信号的处理结果实时自动调节回水管路调节阀51的开度，自动化程度高。
上述锅炉给水总管32和锅筒7之间还可以设置除氧器，使得进入锅炉给水总管32的水经过除氧后再进入锅筒7，避免锅筒7与水和氧气发生氧化作用，影响锅筒的使用寿命。
以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种锅炉给水系统，包括为锅炉供水的水箱(1)，所述水箱(1)和所述锅炉之间连接有锅炉给水管路(3)，其特征在于，所述水箱(1)和所述锅炉之间还包括：
换热管路(4)，其包括第一换热管路(41)和第二换热管路(42)，所述换热管路(4)与所述锅炉给水管路(3)并联；
换热器(43)，其入口通过所述第一换热管路(41)与所述水箱(1)相连，所述换热器(43)的出口通过所述第二换热管路(42)与所述锅炉连通；
换热给水调节阀(411)，其设置于所述第一换热管路(41)；
出口烟温传感器(44)，其设置在所述换热器(43)出口排烟处；
控制器，与所述换热给水调节阀(411)以及所述出口烟温传感器(44)连接。
2.根据权利要求1所述的锅炉给水系统，其特征在于，所述水箱(1)和所述锅炉之间还包括：
集热管路(6)，其一端与所述水箱(1)连接，另一端与所述锅炉连接，所述换热管路(4)和所述锅炉给水管路(3)均与所述集热管路(6)并联；
太阳能集热器(63)，其设置于所述集热管路(6)上。
3.根据权利要求2所述的锅炉给水系统，其特征在于，所述集热管路(6)包括第一集热管路(61)和第二集热管路(62)，所述第一集热管路(61)的一端与所述水箱(1)连通，另一端与所述太阳能集热器(63)连通，所述第二集热管路(62)的一端与所述太阳能集热器(63)连通，另一端与所述锅炉连通；
所述第一集热管路(61)设置有集热给水调节阀(611)。
4.根据权利要求3所述的锅炉给水系统，其特征在于，所述集热管路(6)还包括：
光照传感器(64)，其设置于所述太阳能集热器(63)上；
集热温度传感器(65)，其设置于所述第二集热管路(62)且位于所述太阳能集热器(63)与所述锅炉之间；
所述光照传感器(64)、所述集热温度传感器(65)和所述集热给水调节阀(611)均与所述控制器连接。
5.根据权利要求3所述的锅炉给水系统，其特征在于，所述集热管路(6)还包括集热给水止回阀(621)，所述集热给水止回阀(621)设置于所述第二集热管路(62)上。
6.根据权利要求1所述的锅炉给水系统，其特征在于，所述第二换热管路(42)设置有换热给水止回阀(421)。
7.根据权利要求6所述的锅炉给水系统，其特征在于，还包括回水管路(5)和设置于所述回水管路(5)上的回水管路调节阀(51)，所述回水管路(5)的一端与所述换热管路(4)和所述锅炉给水管路(3)中的至少一种连通，所述回水管路的另一端与所述水箱(1)连通。
8.根据权利要求7所述的锅炉给水系统，其特征在于，当所述回水管路(5)的一端与所述第二换热管路(42)连通且位于所述换热器(43)和所述换热给水止回阀(421)之间时，所述回水管路(5)的另一端连通至所述水箱(1)。
9.根据权利要求7所述的锅炉给水系统，其特征在于，所述锅炉的入口处设置有用于监测流入所述锅炉流量的流量计(8)，所述流量计(8)与所述控制器连接。
10.根据权利要求1所述的锅炉给水系统，其特征在于，所述换热器(43)用于锅炉排烟通过的管道设置有防腐保护层。
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