CN107940439A - 一种锅炉烟气热能循环利用系统 - Google Patents

一种锅炉烟气热能循环利用系统 Download PDF

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王正伟
孙中超
孙琳
褚东发
宋志刚
李小福
王虎
王虎一
曹利红
梁白月
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    • F22STEAM GENERATION
    • F22DPREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D1/00Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
    • F22D1/50Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters incorporating thermal de-aeration of feed-water

Abstract

本发明公开了一种锅炉烟气热能循环利用系统,包括软水站、中间水箱、除氧器和锅炉,所述锅炉的烟道上依次设有一级节能器和二级节能器,一级节能器包括接入烟道的一级换热器,二级节能器包括接入烟道的二级换热器;中间水箱与二级节能器之间设有二级余热回收系统,二级余热回收系统包括连接中间水箱左出水口和二级换热器进口的二级换热进水管道,以及连接二级换热器出口与中间水箱左进水口的二级换热出水管道;除氧器、一级节能器与锅炉之间设有一级余热回收系统,一级余热回收系统包括连接除氧器与一级换热器进口的一级换热进水管道,以及连接一级换热器出口与锅炉进水口的一级换热出水管道。本发明使烟气余热被充分利用,减少资源浪费。

Description

一种锅炉烟气热能循环利用系统
技术领域
[0001] 本发明属于工业供水技术领域,尤其涉及一种锅炉烟气热能循环利用系统。
背景技术
[0002] 卷烟厂安装的锅炉大多为燃气火管锅炉,天然气主要成分为甲烷,天然气在锅炉 内燃烧加热热水产生蒸汽后,天然气燃烧产物即烟气中主要成分是水蒸汽和二氧化碳及少 量的硫化物等,产生的烟气仍包含大量热能从烟道排出室外,形成极大浪费,且污染环境。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种锅炉烟气热能循环利用系统,使烟气余热被充分利 用,减少资源浪费。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种锅炉烟气热能循环利用系 统,包括软水站、中间水箱、除氧器和锅炉,软水站产生的软化水经中间水箱输送至除氧器 中加热除氧,除氧后的软化水从除氧器流出进入锅炉,所述锅炉的烟道上依次设有一级节 能器和二级节能器,一级节能器包括接入烟道的一级换热器,二级节能器包括接入烟道的 二级换热器; 中间水箱与二级节能器之间设有二级余热回收系统,二级余热回收系统包括连接中间 水箱左出水口和二级换热器进口的二级换热进水管道,以及连接二级换热器出口与中间水 箱左进水口的二级换热出水管道; 除氧器、一级节能器与锅炉之间设有一级余热回收系统,一级余热回收系统包括连接 除氧器与一级换热器进口的一级换热进水管道,以及连接一级换热器出口与锅炉进水口的 一级换热出水管道;且一级换热进水管道和一级换热出水管道之间设有连接两者的短接管 道,短接管道上配设有阀门。
[0005] 所述二级换热器旁设有与其并联的旁通烟道,旁通烟道的两端分别接入二级换热 器上下游的烟道;旁通烟道上设有旁通烟道蝶阀,二级换热器上游的烟道设有直通烟道蝶 阀。
[0006] 所述旁通烟道位于二级节能器内。
[0007] 所述一级节能器和二级节能器之间的烟道上设有第一温度传感器; 所述二级换热出水管道上设有第二温度传感器。
[0008] 所述一级换热进水管道上配设有水泵及阀门,且一级换热进水管道位于短接管道 的下游处也配设有阀门; 所述一级换热进水管道上配设有阀门。
[0009] 所述二级换热出水管道上配设有水泵及阀门;所述二级换热进水管道上配设有阀 门。
[0010] 所述软水站产生的软化水经水箱进水管道流至中间水箱右进水口,中间水箱右出 水口经水箱出水管道与除氧器进口连接。
[0011] 所述水箱进水管道上配设有水泵及阀门;所述水箱出水管道上配设有水泶及丨伐J 门。
[0012] 所述二级节能器底部安装有集水槽,烟气中的水蒸气冷凝后进入积水槽,积水槽 连接有排污管道,排污管道上配设有阀门。
[0013] 本发明的有益效果: , 本发明在锅炉的烟道上安装两级节能器,使其在中间水箱、水泵和二级节能器之间形 成独立的余热回收系统,使烟气余热不断的被软化水吸收,将烟气中的水蒸气冷凝成液态 水,充分吸收水蒸气的汽化潜热。 、
[0014] 并且温度传感器及配设的管道和阀门又可控制烟气温度不能太低,保证烟气温度 高于硫化物或氮氧化物的冷凝点,从而避免硫化物或氮氧化物冷凝腐蚀节能器和烟道。
[0015] 同时在锅炉排烟系统上安装烟道蝶阀,避免锅炉热态备用时锅炉内的热量从烟道 排出室外。
附图说明
[0016] 图1是本发明的系统原理图。
具体实施方式
[0017] 图1中个各管道上箭头方向表示对应管道中的水流方向。
[0018] 如图1所示,本发明的一种锅炉烟气热能循环利用系统,包括软水站1、中间水箱 35、除氧器41和锅炉25,软水站1产生的软化水经中间水箱35输送至除氧器41中加热除氧, 除氧后的软化水从除氧器41流出进入锅炉25。
[0019]所述软水站1产生的软化水经水箱进水管道6流至中间水箱右进水口,中间水箱右 出水口经水箱出水管道40与除氧器进口连接。
[0020] 所述水箱进水管道上配设有水栗及阀门,该水栗及阀门包括依次设置的截止阀2、 水泵3、止回阀4和截止阀5;所述水箱出水管道40上配设有水泵及阀门,该水泵及阀门包括 依次设置的截止阀36、水泵37、止回阀38和截止阀39。
[0021] 所述锅炉25的烟道依次设有一级节能器22和二级节能器12,一级节能器22包括接 入烟道的一级换热器11,一级节能器优选为锅炉本体节能器;二级节能器12包括接入烟道 的二级换热器14。
[0022]中间水箱35与二级节能器12之间设有二级余热回收系统,二级余热回收系统包括 连接中间水箱左出水口和二级换热器进口的二级换热进水管道30,以及连接二级换热器出 口与中间水箱左进水口的二级换热出水管道8。
[0023]所述二级换热出水管道8上配设有水栗及阀门,该水泵及阀门包括依次设置的截 止阀34、水泵33、止回阀32和截止阀31;所述二级换热进水管道上配设有阀门,该阀门包括 依次设置的截止阀19和截止阀7。
[0024]除氧器41、一级节能器22与锅炉25之间设有一级余热回收系统,一级余热回收系 统包括连接除氧器41与一级换热器进口的一级换热进水管道46,以及连接一级换热器出口 与锅炉进水口的一级换热出水管道23;且一级换热进水管道46和一级换热出水管道23之间 设有连接两者的短接管道26,短接管道26上配设有阀门,该阀门包括电动阀27。
[0025] 所述一级换热进水管道上配设有水泵及阀门,该水泵及阀门包括依次设置的截止 阀42、水泵43、止回阀44和截止阀45;同时一级换热进水管道46位于短接管道26的下游处也 配设有阀门,该阀门包括依次设置的止回阀28和截止阀29。
[0026] 所述一级换热进水管道23上配设有阀门,该阀门包括截止阀24。
[0027] 所述二级换热器14旁设有与其并联的旁通烟道13,旁通烟道13的两端分别接入二 级换热器14上下游的烟道;旁通烟道13上设有旁通烟道蝶阀16,二级换热器14上游的烟道 设有直通烟道蝶阀15。
[0028] 本实施例中,旁通烟道13位于二级节能器12内。直通烟道蝶阀15、二级换热器14、 旁通烟道蝶阀16和旁通烟道13均内置安装在二级节能器12内部,从而可以将二级节能器批 量、整体生产,二级节能器12两端入口和出口分别有法兰48和法兰47,可以采用法兰等连接 方式,给现场安装带来方便。安装时,二级节能器12两端入口和出口与烟道对接安装即可。
[0029] 直通烟道蝶阀15和旁通烟道蝶阀16阀体可在节能器内部或外部,安装在二级节能 器12内部时相关位置预留维护检修人孔即可,但阀柄或电动执行器在外,方便操作。二级节 能器12底部安装有集水槽17,烟气中的水蒸气冷凝后进入积水槽17,再经截止阀18、排污管 道19排进地沟,从而防止设备内部积水。
[0030] 所述一级节能器22和二级节能器12之间的烟道上设有第一温度传感器49; 所述二级换热出水管道8上设有第二温度传感器10。
[0031] 本发明的工作原理如下: 锅炉25产生的烟气经烟道20并依次通过一级节能器22和二级节能器12排出室外,但烟 气进入二级节能器12后可以经两个途径排出室外。一路为烟道20中的烟气经直通烟道蝶阀 15进入二级换热器14,再进入烟道排出室外,另一路为烟道20中的烟气也可以经旁通烟道 蝶阀16、旁通烟道13后排出室外。
[0032] 软水站1产生的软化水经水箱进水管道6并依次通过截止阀2、水泵3、止回阀4、截 止阀5进入锅炉房的中间水箱35。中间水箱的软化水可以经二级换热进水管道30并依次通 过截止阀34、水泵33、止回阀32、截止阀31流进锅炉烟道上的二级节能器12中的二级换热器 14,软化水在二级节能器12中吸收烟气热能后,经二级换热出水管道8并依次通过第二温度 传感器10、截止阀9、截止阀7回流进中间水箱35,如此不断往复循环,从而将中间水箱35中 的软化水连续循环加热。
[0033]当第二温度传感器10检测出出水温度过低,即说明烟囱排烟温度较低时,水泵33 停止运行或变频流量降低,同时直通烟道蝶阀15关闭或关闭一部分,而旁通烟道蝶阀16完 全打开或打开一部分,全部或部分烟气经二级节能器12中的旁旁通烟道13进入烟肉11排出 室外,其余烟气仍可经二级换热器14进入烟道排出室外,但烟气量减少,从而避免将烟气温 度降低过低导致硫化物或氮氧化物等冷凝成液态腐蚀设备或烟囱。
[0034]当锅炉25和除氧器41水位降低需要供水时,中间水箱35中的热软水可以经水箱出 水管道40并依次通过截止阀36、水泵37、止回阀38、截止阀39进入除氧器41,软化水在除氧 器41中除氧后经一级换热进水管道祕并依次通过截止阀42、水泵43、止回阀44、截止阀45、 止回阀28、截止阀29进入一级节能器22,软化水经一级节能器22吸热后又经一级换热出水 管道23进入锅炉。
[0035]烟道20上安装有第一温度传感器49,当第一温度传感器49检测到烟气温度低于某 个设定值时,说明一级节能器中烟气温度降低过低,电动阀27打开,部分或全部软化水从除 氧器流出后经一级换热进水管道46、短接管道26直接进入锅炉,从而避免烟气中的硫化物 或氮氧化物冷凝对一级节能器22形成腐蚀。
[0036] 在锅炉25停止运行或热态备用时,热态备用即随时准备开机,但又没有启动,锅炉 25内的水温接近饱和水温,特别是在多台锅炉时一般都会有至少一台锅炉热态备用,由于 烟囱存在自然拔力,会把锅炉内的热气拔出排出室外,这时旁通烟道蝶阀16和直通烟道蝶 阀15关闭,防止锅炉内的热能经烟囱排出室外,从而减少散热。
[0037] 本发明在锅炉的烟道上安装两级节能器,使其在中间水箱、水栗和二级节能器之 间形成独立的余热回收系统,使烟气余热不断的被软化水吸收,将烟气中的水蒸气冷凝成 液态水,充分吸收水蒸气的汽化潜热。
[0038] 并且温度传感器及配设的管道和阀门又可控制烟气温度不能太低,保证烟气温度 高于硫化物或氮氧化物的冷凝点,从而避免硫化物或氮氧化物冷凝腐蚀节能器和烟道。
[0039] 同时在锅炉排烟系统上安装烟道蝶阀,避免锅炉热态备用时锅炉内的热量从烟道 排出室外。
[0040] 以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发 明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等 同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权 利要求范围当中。

Claims (9)

1. 一种锅炉烟气热能循环利用系统,包括软水站、中间水箱、除氧器和锅炉,软水站产 生的软化水经中间水箱输送至除氧器中加热除氧,除氧后的软化水从除氧器流出进入锅 炉,其特征在于:所述锅炉的烟道上依次设有一级节能器和二级节能器,一级节能器包括接 入烟道的一级换热器,二级节能器包括接入烟道的二级换热器; 中间水箱与二级节能器之间设有二级余热回收系统,二级余热回收系统包括连接中间 水箱左出水口和二级换热器进口的二级换热进水管道,以及连接二级换热器出口与中间水 箱左进水口的二级换热出水管道; 除氧器、一级节能器与锅炉之间设有一级余热回收系统,一级余热回收系统包括连接 除氧器与一级换热器进口的一级换热进水管道,以及连接一级换热器出口与锅炉进水口的 一级换热出水管道;且一级换热进水管道和一级换热出水管道之间设有连接两者的短接管 道,短接管道上配设有阀门。
2. 根据权利要求1所述的一种锅炉烟气热能循环利用系统,其特征在于:所述二级换热 器旁设有与其并联的旁通烟道,旁通烟道的两端分别接入二级换热器上下游的烟道;旁通 烟道上设有旁通烟道蝶阀,二级换热器上游的烟道设有直通烟道蝶阀。
3. 根据权利要求2所述的一种锅炉烟气热能循环利用系统,其特征在于:所述旁通烟道 位于二级节能器内。
4. 根据权利要求3所述的一种锅炉烟气热能循环利用系统,其特征在于:所述一级节能 器和二级节能器之间的烟道上设有第一温度传感器; 所述二级换热出水管道上设有第二温度传感器。
5. 根据权利要求4所述的一种锅炉烟气热能循环利用系统,其特征在于:所述一级换热 进水管道上配设有水泵及阀门,且一级换热进水管道位于短接管道的下游处也配设有阀 门; 所述一级换热进水管道上配设有阀门。
6. 根据权利要求5所述的一种锅炉烟气热能循环利用系统,其特征在于:所述二级换热 出水管道上配设有水栗及阀门;所述二级换热进水管道上配设有阀门。
7. 根据权利要求1-6任一项所述的一种锅炉烟气热能循环利用系统,其特征在于:所述 软水站产生的软化水经水箱进水管道流至中间水箱右进水口,中间水箱右出水口经水箱出 水管道与除氧器进口连接。
8. 根据权利要求7所述的一种锅炉烟气热能循环利用系统,其特征在于:所述水箱进水 管道上配设有水泵及阀门;所述水箱出水管道上配设有水泵及阀门。
9. 根据权利要求8所述的一种锅炉烟气热能循环利用系统,其特征在于:所述二级节能 器底部安装有集水槽,烟气中的水蒸气冷凝后进入积水槽,积水槽连接有排污管道,排污管 道上配设有阀门。
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