CN111609393B - 一种锅炉增效一体化系统 - Google Patents

Abstract

一种锅炉增效一体化系统，包括烟气流动系统和水路流动系统，烟气流动系统包括锅炉(1)出气口的省煤器，在省煤器后面依次连接有空气预热器(4)、除尘器、臭氧均化器(7)、脱硫塔(10)、脱硝塔(11)和烟囱(12)；水路流动系统包括软化水系统(18)，所述软化水系统(18)后面连接有第一换热器(21)和第二换热器(22)，所述第一换热器(21)与闪蒸罐(20)连接，所述第二换热器(22)与储水罐(15)连接，所述第二换热器(22)出水口与省煤器进水口连接，省煤器出水口与除氧器(23)进水口连接。本系统改进了锅炉排烟工艺、水路工艺和除氧尾气再利用工艺，实现了锅炉系统的节能降耗，提高了锅炉热效率。

Description

一种锅炉增效一体化系统

技术领域

本发明涉及锅炉装置技术领域，具体涉及一种锅炉增效一体化系统。

背景技术

除氧器是锅炉及供热系统关键设备之一，如除氧器除氧能力差，将对锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备的腐蚀造成的严重损失，引起的经济损失将是除氧器造价的几十或几百倍。

除氧器的进水温度一般为104℃热水，为了保证进水温度，常规做法是采用蒸汽加热的方法对水进行加热。但采用蒸汽除氧，至少需消耗产气量的14.3％，使用量大，成本较高。

另外，除氧器使用过程中，排出的水、含氧尾气未能得到有效应用，存在浪费现象。锅炉本身使用过程中，排烟温度较高，也存在热量浪费现象，易形成烟羽。而低温烟气还存在腐蚀问题。

发明内容

为解决除氧器及锅炉使用过程中的能量浪费现象，本发明通过提供一种锅炉增效一体化系统，改进了锅炉排烟工艺、水路工艺和除氧尾气再利用工艺，实现了锅炉系统的节能降耗，提高了锅炉热效率。

本发明的技术方案如下：

一种锅炉增效一体化系统，包括锅炉，所述锅炉出气口连接有省煤器，所述锅炉排水口连接有闪蒸罐，锅炉外设有烟气流动系统和水路流动系统。

烟气流动系统包括省煤器，在省煤器后面连接有空气预热器，所述空气预热器后面连接有除尘器，所述除尘器后面连接有臭氧均化器，所述臭氧均化器后面连接有脱硫塔、脱硝塔和烟囱。

水路流动系统包括软化水系统，所述软化水系统后面连接有第一换热器和第二换热器，所述第一换热器与闪蒸罐连接，所述第二换热器与储水罐连接，通过闪蒸罐中的高温水和储水罐中的冷水共同作用来调节第二换热器出水口处水温。所述第二换热器出水口与省煤器进水口连接，省煤器出水口与除氧器进水口连接。通过与省煤器的换热，保证除氧器进水口处水温处于最佳除氧温度，即104℃左右。通过利用闪蒸罐排出的热水和省煤器的共同作用，保证了除氧器进水温度，有效节约了蒸汽消耗。

如上所述的锅炉增效一体化系统，所述省煤器包括第一省煤器和第二省煤器，所述第一省煤器和第二省煤器串联在烟气流动系统上，所述第二换热器出水口与第二省煤器进水口连接，所述除氧器排水口与第一省煤器进水口连接。通过第一省煤器对除氧器排出的水进一步回收利用。优选的，所述第一省煤器排水口与锅炉连接，将加热后的水再次供给锅炉，相比现在的锅炉进水，进水温度得到了大大提高，节约了煤的用量。

进一步的，所述第一省煤器位于第二省煤器的前面。以得到温度相对较高的锅炉进水和温度相对略低的除氧器进水。

优选的，所述第二省煤器出水口温度在100～110℃之间。以满足除氧器最佳除氧条件。

如上所述的锅炉增效一体化系统，所述臭氧均化器前面和/或后面设有烟气换热器，以充分利用烟气流动系统中的高温烟气。所述烟气换热器可以设在臭氧均化器内部，也可设在其外部。

进一步的，所述软化水系统与烟气换热器中的一个或多个连接，用于对软化水系统中提供的冷水进行升温，所述烟气换热器出水口与第一换热器连接。优选的，至少在臭氧均化器前面设有烟气换热器，该烟气换热器既可以为臭氧均化器提供50～100℃的最佳反应温度，还可对软化水系统中提供的冷水进行升温。

进一步的，所述烟气换热器采用耐腐蚀材质，以避免酸腐蚀。

如上所述的锅炉增效一体化系统，所述除氧器尾气出口与汽水换热器连接，换热后的尾气进入汽化器内，所述汽化器一端与储氧罐连接，另一端与臭氧发生器连接。所述汽化器中产生的冷凝水通过管道输送至软化水系统中，所述汽化器中产生的冷干气通过鼓风机输送至锅炉内，实现对除氧器尾气的充分利用。

本发明的有益效果在于：

1、本发明公开的锅炉增效一体化系统，改进了锅炉排烟工艺、水路工艺和除氧尾气再利用工艺，实现了锅炉系统的节能降耗，提高了锅炉热效率。

2、本发明公开的锅炉增效一体化系统，在锅炉出气口前端设置两个省煤器，第二省煤器保证进除氧器水温处于最佳除氧温度(104摄氏度)。除氧后排出的水继续进第一省煤器提升工艺水温度，输入至锅炉中使用，提高锅炉进水温度，节省用煤。

3、本发明公开的锅炉增效一体化系统，回收利用高中低温烟气提升工艺水温度，改变现有除氧模式，并回收除氧器尾气，充分利用其水、热、氧，节能降耗。

4、本发明公开的锅炉增效一体化系统，除尘器后臭氧均化器位置设置两个烟气换热器，控制臭氧反应温度在最佳状态的同时回收烟气中的大部分热量。

5、本发明公开的锅炉增效一体化系统，整个工艺流程可实现自动化控制、故障监测，便于锅炉行业推广使用。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

在附图中：

图1为本实施例1锅炉增效一体化系统的结构图；

图中各附图标记所代表的组件为：

1、锅炉，2、第一省煤器，3、第二省煤器，4、空气预热器，5、布袋除尘器，6、引风机，7、臭氧均化器，8、第一低温烟气换热器，9、第二低温烟气换热器，10、脱硫塔，11、脱硝塔，12、烟囱，13、汽化器，14、储氧罐，15、储水罐，16、水泵，17、臭氧发生器，18、软化水系统，19、汽水换热器，20、闪蒸罐，21、第一换热器，22、第二换热器，23、除氧器，24、鼓风机。

具体实施方式

下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。

实施例1

参见图1，图1为本实施例的锅炉增效一体化系统的结构图，包括锅炉1，锅炉1外设有烟气流动系统和水路流动系统。

其中，烟气流动系统为，所述锅炉1出气口依次连接有第一省煤器2和第二省煤器3，在第二省煤器3后面连接有空气预热器4，所述空气预热器4后面连接有汽水换热器19、所述汽水换热器19后面连接有布袋除尘器5，所述布袋除尘器5后面连接有引风机6和臭氧均化器7，所述臭氧均化器7后面连接有脱硫塔10、脱硝塔11和烟囱12。

所述水路流动系统包括软化水系统18，所述软化水系统18后面连接有第一换热器21和第二换热器22，所述第一换热器21与闪蒸罐20连接，所述闪蒸罐20包括两个，其中一个与锅炉1的连排水连接，另一个与锅炉1的定排水连接。使用锅炉1排出的高温热水与工艺水换热可提高通过第一换热器21的工艺水水温。所述第二换热器22与储水罐15连接，储水罐15内盛有自来水，其前端接有水泵16，通过闪蒸罐20中的高温水和储水罐15中的常温自来水共同作用可调节第二换热器22出水口处水温至指定温度。所述第二换热器22出水口与第二省煤器3进水口连接，第二省煤器3出水口与除氧器23进水口连接。通过与第二省煤器3的换热，保证除氧器23进水口处水温处于最佳除氧温度，即104℃左右。相比传统通过蒸汽加热冷水来使除氧器23进水口达到104℃左右的方式，本实施例通过利用闪蒸罐20排出的热水和第二省煤器3的共同作用，保证了除氧器23进水温度，有效节约了蒸汽消耗。

在本实施例中，所述第一省煤器2和第二省煤器3串联在烟气流动系统上，所述第一省煤器2位于第二省煤器3的前面。所述第二换热器22出水口与第二省煤器3进水口连接，所述除氧器23排水口还通过多级泵与第一省煤器2进水口连接。通过第一省煤器2可对除氧器23排出的水进一步回收利用。优选的，所述第一省煤器2排水口与锅炉1连接，将加热后的水再次供给锅炉1，相比现在的锅炉进水方式，进水温度得到了大大提高，节约了煤的用量。

通过上述第一省煤器2和第二省煤器3的布置方式，可得到温度相对较高的锅炉进水和温度相对略低的除氧器进水。具体的，通过此方式得到的锅炉进水在160～180℃之间，所述第二省煤器3出水口温度在100～110℃之间，可满足除氧器23最佳除氧条件。

在本实施例中，所述臭氧均化器7前后两侧还分别设有一个烟气换热器，分别为第一低温烟气换热器8和第二低温烟气换热器9，所述第一低温烟气换热器8前面还设有引风机6，以充分利用烟气流动系统中的高温燃气。所述烟气换热器可以设在臭氧均化器7内部，也可设在其外部，具体可根据使用环境而定。

进一步的，所述第一低温烟气换热器8和第二低温烟气换热器9之间通过管路连接，第一低温烟气换热器8位于臭氧均化器7前方，既可以为臭氧均化器7提供50～100℃的最佳反应温度，还可对软化水系统18中提供的冷水进行升温。而现有技术中并无针对臭氧均化器7做具体控温的装置。

进一步的，所述第二低温烟气换热器9位于臭氧均化器7后方，其与软化水系统18相连，所述第一低温烟气换热器8与第一换热器21相连，软化水系统18中的工艺水通过与第一低温烟气换热器8和第二低温烟气换热器9换热后进行初步升温，此后进入第一换热器21再次换热升温。

优选的，所述烟气换热器采用耐腐蚀材质，以避免酸腐蚀。

在本实施例中，还包括除氧尾气再利用系统，具体的，所述除氧器23尾气出口与汽水换热器19连接，所述汽水换热器19的进水口与软化水系统18连接，出水口与第二温烟气换热器9连接，除氧器23的尾气与软化水系统18提供的工艺水换热，尾气一次冷凝水进入软化水系统18中进行再利用。换热后的尾气进入汽化器13内，所述汽化器13一端与储氧罐14连接，另一端与臭氧发生器17连接，臭氧发生器17与臭氧均化器7连接。所述汽化器13中产生的二次冷凝水储存在储水罐15中，再通过水泵16经管道输送至软化水系统18中，所述汽化器13中产生的富氧冷干气通过鼓风机24输送至锅炉1内，实现对除氧器23尾气的充分利用。

在本实施例中，所用换热器结构包括但不限于板式、光管、翅片管、热管换热器等。

具体的，本实施例中的锅炉增效一体化系统中的烟气流程、工艺水流程和除氧尾气流程如下：

烟气流程：锅炉1烟气-第一省煤器2-第二省煤器3-空气预热器4-布袋除尘器5-臭氧均化器7(其内设有第一低温烟气换热器8和第二低温烟气换热器9)-脱硫塔10-脱硝塔11-烟囱12排出。

工艺水流程：软化水系统18-汽水换热器19(与除氧器23尾气换热)-第二低温烟气换热器9-第一低温烟气换热器8-第一换热器21(与锅炉1定排、连排水换热)-第二换热器22(与自来水换热保证进除氧器23工艺水温度)-第二省煤器3-除氧器23-第一省煤器2。

除氧尾气流程：除氧尾气-汽水换热器19(与工艺水换热)-汽化器13(加热液氧)-冷干气(含氧量高)-鼓风机24(进锅炉1助燃)。

通过上述三路工艺流程的改进，对锅炉1使用过程中的水、热、氧进行了有效利用，减少了除氧器23为加热冷却水使用的蒸汽，热效率得到了极大提升。根据改进后现场测算数据可得，热效率较传统锅炉提高了7～9％。

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，可轻易想到的变化或增减替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种锅炉增效一体化系统，包括锅炉(1)，所述锅炉(1)出气口连接有省煤器，所述锅炉(1)排水口连接有闪蒸罐(20)，其特征在于，包括烟气流动系统和水路流动系统；

烟气流动系统包括省煤器，所述省煤器包括第一省煤器(2)和第二省煤器(3)，所述第一省煤器(2)和第二省煤器(3)串联在烟气流动系统上，所述第一省煤器(2)位于第二省煤器(3)的前面，在第二省煤器(3)后面连接有空气预热器(4)，所述空气预热器(4)后面连接有除尘器，所述除尘器后面连接有臭氧均化器(7)，所述臭氧均化器(7)后面连接有脱硫塔(10)、脱硝塔(11)和烟囱(12)；

水路流动系统包括软化水系统(18)，所述软化水系统(18)后面连接有第一换热器(21)和第二换热器(22)，所述第一换热器(21)与闪蒸罐(20)连接，所述第二换热器(22)与储水罐(15)连接，所述第二换热器(22)出水口与第二省煤器(3)进水口连接，第二省煤器(3)出水口与除氧器(23)进水口连接，所述除氧器(23)排水口与第一省煤器(2)进水口连接，所述第一省煤器(2)排水口与锅炉(1)连接，将加热后的水再次供给锅炉(1)。

2.根据权利要求1所述的一种锅炉增效一体化系统，其特征在于，所述第二省煤器(3)出水口温度在100～110℃之间。

3.根据权利要求1所述的一种锅炉增效一体化系统，其特征在于，所述臭氧均化器(7)前面和/或后面设有烟气换热器。

4.根据权利要求3所述的一种锅炉增效一体化系统，其特征在于，所述软化水系统(18)与烟气换热器中的一个或多个连接，所述烟气换热器出水口与第一换热器(21)连接。

5.根据权利要求3所述的一种锅炉增效一体化系统，其特征在于，所述烟气换热器采用耐腐蚀材质。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种锅炉增效一体化系统，其特征在于，所述除氧器(23)尾气出口与汽水换热器(19)连接，换热后的尾气进入汽化器(13)内，所述汽化器(13)一端与储氧罐(14)连接，另一端与臭氧发生器(17)连接。

7.根据权利要求6所述的一种锅炉增效一体化系统，其特征在于，所述汽化器(13)中产生的冷凝水通过管道输送至软化水系统(18)中。

8.根据权利要求6所述的一种锅炉增效一体化系统，其特征在于，所述汽化器(13)中产生的冷干气通过鼓风机(24)输送至锅炉(1)内。

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