CN111536806A - 一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于烟气余热利用领域，尤其是一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统，针对现有的不便于对低温烟气余热进行回收利用的问题，现提出如下方案，其包括鼓风机，所述鼓风机连接有空气预热器，空气预热器连接有工业窑炉和烟气换热器，空气预热器和烟气换热器设有电动阀，所述烟气换热器上连接有烟囱，烟气换热器与烟囱之间设有烟气酸露点在线检测仪，本发明能够对低温烟气余热进行回收利用，降低了能源的消耗，节省生产成本，通过实时监测烟气露点温度，通过调节液相介质流量来控制换热量，从而控制烟气温度始终高于露点温度10℃以避免腐蚀，同时也控制了余热利用的温度空间，从而提高了余热利用的效率。

Description

一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统
技术领域
本发明涉及烟气余热利用技术领域，尤其涉及一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统。
背景技术
随着工业持续发展，我国面临着资源短缺与能源不足的局面。同时，随着市场经济体制的不断完善，国内企业面临全球化的市场竞争日益加剧，多数企业都面临着利润下滑的处境，对此，只能从加强市场开拓和强化成本控制两方面应对。而在工业企业的各项成本中，能源已成为紧随原材料成本、人工成本之后的最大的成本，特别是在某些高耗能企业中，能源支出已成为最主要的成本。许多企业由于管理、工艺、技术等各方面原因，能源利用效率普遍偏低，节能潜力巨大，因此，通过技术改进措施来降低能源费用支出，提高利润空间势在必行。
在低温烟气利用换热器设计中烟气的酸露点计算是个重要环节，而要避免酸腐蚀就要换热器烟气出口高于酸露点温度，并考虑到由于烟气成分变化导致的酸露点温度波动，一般这个温度选择高于酸露点30-50度已避免酸腐蚀，但同时造成余热浪费；如果烟气酸露点波动导致换热器出口烟温低于酸露点温度，又可能造成换热器发生酸腐蚀现象。
针对现有技术中不便于低温烟气余热进行深度回收利用问题，我们提出了一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统，用来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在不便于低温烟气余热进行深度回收利用的缺点，而提出的一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统，包括鼓风机，所述鼓风机连接有空气预热器，空气预热器连接有工业窑炉和烟气换热器，空气预热器和烟气换热器设有电动阀，所述烟气换热器上连接有烟囱，烟气换热器与烟囱之间设有烟气酸露点在线检测仪，烟气换热器上连接有吹灰器。
优选的，所述工业窑炉连接有烟气侧换热器，烟气侧换热器连接有空气侧换热器。
优选的，所述空气侧换热器的一侧与工业窑炉连接，空气侧换热器的另一侧设有空气进口。
优选的，所述烟气侧换热器与空气侧换热器之间设有流量调节阀。
优选的，所述烟气侧换热器与空气侧换热器上设有循环水泵。
优选的，所述烟气侧换热器上连接有引风机。
优选的，所述循环水泵连接有补水口。
优选的，所述烟气换热器上设有烟气进口。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)增加一台引风机及旁路烟道，将烟气换热器安装在旁路烟道上，烟气经换热器后由引风机引入原烟囱。
(2)增加一台鼓风机及相应的风道，将助燃空气经空气侧换热器预热后，再经炉底配风管进入燃烧器。
(3)为方便检修或预热器发生故障时影响加热炉操作，烟气管路设置气动闸板阀，炉底风道设置电动快开阀，在预热系统发生故障时，通过自控系统可以迅速使余热系统脱离加热炉的烟风系统，加热炉恢复到原自然通风燃烧方式，使加热炉可以独立正常运行。
(4)在烟气换热器加装吹灰器，可实现在线定期吹灰，防止管壁积灰影响传热效果。
本发明能够对低温烟气余热进行回收利用，降低了能源的消耗，节省生产成本，通过实时监测烟气露点温度，通过调节液相介质流量来控制换热量，从而控制烟气温度始终高于露点温度10℃以避免腐蚀，同时也控制了余热利用的温度空间，从而提高了余热利用的效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统的结构示意图；
图2为本发明提出的一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统的水媒式空气预热器工作原理图。
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。
参照图1-2，一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统，包括鼓风机，鼓风机连接有空气预热器，空气预热器连接有工业窑炉和烟气换热器，空气预热器和烟气换热器设有电动阀；
烟气换热器上连接有烟囱，烟气换热器与烟囱之间设有烟气酸露点在线检测仪，烟气换热器上连接有吹灰器，在烟气换热器出口加装露点温度在线检测仪，并将模拟量信号输出至PLC/DCS系统主机，通过自动调节阀来控制热媒介质的流量，间接调整换热总量，从而实现对烟气出口温度的调节控制。由于烟气组分的波动，会导致酸露点变化，可能会带来腐蚀设备和烟道的隐患，因此本方案通过实时监测烟气露点温度，通过调节液相介质流量来控制换热量，从而控制烟气温度始终高于露点温度10℃以避免腐蚀，同时也控制了余热利用的温度空间，从而提高了余热利用的效率。
本发明中，工业窑炉连接有烟气侧换热器，烟气侧换热器连接有空气侧换热器。
本发明中，空气侧换热器的一侧与工业窑炉连接，空气侧换热器的另一侧设有空气进口。
本发明中，烟气侧换热器与空气侧换热器之间设有流量调节阀。
本发明中，烟气侧换热器与空气侧换热器上设有循环水泵。
本发明中，烟气侧换热器上连接有引风机。
本发明中，循环水泵连接有补水口。
本发明中，烟气换热器上设有烟气进口。
水媒式空气预热器的特点有：水热媒空气预热器无需像普通空气预热器那样将烟气和空气混合在一起换热，因此布置简单，节省投资和占地。而热管式空气预热器需要庞大的烟道将烟气引至烟囱排放，不但投资高，而且占地面积大。特别是在有些装置的改造工程中，由于占地的限制，无法设置热管式空气预热器；水热媒空气预热器设置了旁路调节系统，可以通过调节阀控制进入烟气换热器的水量；在计算机中加入露点计算模块，利用燃料气组分或者烟气组分计算出烟气的露点温度，用于在线控制；通过烟气换热器出口测点温度控制旁路调节阀的开度，进而改变循环水流量，控制烟气出口温度；由于带有在线计算烟气露点温度模块，使得水热媒空气预热器系统能够适应不同燃料和烟气量的工况条件，保证烟气侧最低管壁温度高于露点温度，在避免低温露点腐蚀情况下，深度利用烟气余热；因水热媒空气预热器是用除氧水或除盐水为介质，且在系统中设置了补水口、排气口和安全阀，可以根据不同工况调节循环水压力，在加热炉短时间操作异常，进空气预热器烟气温度高于正常设计值时，水热媒空气预热器不会发生像热管式空气预热器的热管失效甚至爆管的现象，使用寿命远远高于热管式空气预热器或管式空气预热器。
经济效益：
根据经验数据可以估算，加热炉吨单耗燃料量可以节省约1.5kg/t，如果按加热炉负荷为80％计算，即年处理量为480000吨，那么一年可以节约燃料气约720吨，燃料气价格按2105元/吨计算，一年可节约燃料费用151.5万元，除去新增设备每年耗电费用37.2万(按年使用时间8000小时)，则改造后每年获得的经济效益为114.3万元，则静态投资回收期约1.8年。
如果按回收热量1500kw计算，燃料热值为29.3MJ/Nm3，热量回收效率按80％计算，相当于每年节省燃料1179500m3，密度0.654kg/m3，每年节省771吨，按2105元/吨计算，节省155.3万元，除去耗电费用37.2万元，每年经济效益118.1万元，则静态投资回收期约1.75年
本发明中，增加一台引风机及旁路烟道，将烟气换热器安装在旁路烟道上，烟气经换热器后由引风机引入原烟囱，增加一台鼓风机及相应的风道，将助燃空气经空气侧换热器预热后，再经炉底配风管进入燃烧器，为方便检修或预热器发生故障时影响加热炉操作，烟气管路设置气动闸板阀，炉底风道设置电动快开阀，在预热系统发生故障时，通过自控系统可以迅速使余热系统脱离加热炉的烟风系统，加热炉恢复到原自然通风燃烧方式，使加热炉可以独立正常运行，在烟气换热器加装吹灰器，可实现在线定期吹灰，防止管壁积灰影响传热效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统，包括鼓风机，其特征在于，所述鼓风机连接有空气预热器，空气预热器连接有工业窑炉和烟气换热器，空气预热器和烟气换热器设有电动阀；
所述烟气换热器上连接有烟囱，烟气换热器与烟囱之间设有烟气酸露点在线检测仪，烟气换热器上连接有吹灰器。
2.根据权利要求1所述的一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统，其特征在于，所述工业窑炉连接有烟气侧换热器，烟气侧换热器连接有空气侧换热器。
3.根据权利要求2所述的一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统，其特征在于，所述空气侧换热器的一侧与工业窑炉连接，空气侧换热器的另一侧设有空气进口。
4.根据权利要求2所述的一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统，其特征在于，所述烟气侧换热器与空气侧换热器之间设有流量调节阀。
5.根据权利要求2所述的一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统，其特征在于，所述烟气侧换热器与空气侧换热器上设有循环水泵。
6.根据权利要求2所述的一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统，其特征在于，所述烟气侧换热器上连接有引风机。
7.根据权利要求5所述的一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统，其特征在于，所述循环水泵连接有补水口。
8.根据权利要求1所述的一种具有酸露点在线监控的水媒式烟气余热利用系统，其特征在于，所述烟气换热器上设有烟气进口。
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