CN112128791A - 一种燃气锅炉排烟深度余热回收方法 - Google Patents

一种燃气锅炉排烟深度余热回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种燃气锅炉排烟深度余热回收方法，通过降膜式烟气换热器的介质水将燃气锅炉产生的高温烟气降温、冷凝析出水分以及通过燃气锅炉的出水或初烟气为热源，将低温的饱和烟气再热后变为远离饱和区的干烟气并排出；将吸收热量的介质水经过板式换热器、蒸发器、压缩机及热冷媒冷凝器的作用，将介质水的热量转化为燃气锅炉给水预热，不仅能够吸收烟气中的显热及潜热，在已经做了节能改造的基础上再提高燃气锅炉热效率8～9％，减少热能的浪费，而且由于烟气中的水蒸气被大量冷凝析出，使排放到大气中的烟气里水蒸气大幅减少，从而减少大气的污染，对节能环保起到了非常重要的作用。

Description

一种燃气锅炉排烟深度余热回收方法
技术领域
本发明涉及烟气余热回收技术领域，特别涉及一种燃气锅炉排烟深度余热回收方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
随着北方清洁能源供热的任务的推广，燃气锅炉得到了广泛的推广应用。燃气锅炉的燃料为天然气，主要成分是甲烷，燃烧过后的烟气水蒸气含量高。国际标准燃气锅炉的排烟温度不得低于110℃，目前运行的燃气锅炉排烟温度大多在120℃-180℃，锅炉效率一般在90％左右，烟气中的热能不能得到有效利，排烟温度的过高使得烟气的显热和水蒸气的汽化潜热没有得到的很好的利用，浪费了大量的热能，烟气中的水蒸气排放到大气中，并与空气中的灰尘结合容易形成雾霾，造成空气的污染。目前，燃气锅炉由于排烟量比较小，排烟湿度大，排烟含有一部分腐蚀性成分，所以一般不能回收到60℃以下，特别是降温到30℃以下目前还无成熟技术，即便进行了燃气锅炉的节能改造，排烟温度都是60～80℃，而实际上在60℃以下才是热量最大的潜热区域，回收价值非常大，因此，回收烟气深度余热是提高锅炉效率的重要手段。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种燃气锅炉排烟深度余热回收方法，通过在现有的节能改造的基础上再将烟气降温、除水气，将介质水防腐蚀处理、循环运行，不仅能够吸收烟气中的显热及潜热，使温度由60℃～80℃的基础上再下降到10℃～20℃，回收热量超过80％，并用于给锅炉给水预热，再提高燃气锅炉热效率8～9％，减少热能的浪费，而且由于烟气中的水蒸气被大量冷凝析出，再升温至30～50℃时排出，使得排烟时不会产生凝水及烟羽，从而减少大气的污染，通过PH值检测调节系统将介质水防腐蚀处理，避免了燃气锅炉的腐蚀、老化，延长了设备的使用寿命，降低了使用成本，因此，对节能环保起到了非常重要的作用。
本发明提供的具体技术方案如下：
一种燃气锅炉排烟深度余热回收方法，包括如下步骤：
步骤1:将燃气锅炉产生的60～80℃的烟气排放到降膜式烟气换热器中，介质水吸收显热和潜热后水温升高，所述烟气降温至10～20℃，再次升温后排放；
步骤2：测量吸热后介质水的酸碱度，当PH＜7时，PH值检测调节系统调节至中性；
步骤3：中性的介质水流入板式换热器后将热量传递给净水；
步骤4：吸热后的净水流入蒸发器中将内部的冷媒加热为冷媒蒸汽，并排入压缩机；
步骤5：所述压缩机将冷媒蒸汽压缩升温后排放至热冷媒冷凝器；
步骤6：流经所述热冷媒冷凝器的锅炉回水吸收所述冷媒蒸汽的热量升温约10℃，作为锅炉给水流回锅炉，使得所述燃气锅炉的热效率提高8～9％。
优选地，所述步骤1还包括步骤1-1：
10～20℃的处于饱和状态的所述烟气经再热器升温至30～50℃时排出，使得排烟时不会产生凝水及烟羽。
优选地，所述步骤1-1还包括：
所述再热器包括以锅炉出水为热源的间隔式烟水换热器，或以初烟气为热源的烟烟换热器。
优选地，所述步骤1还包括步骤1-2：所述介质水温度由19℃升高到25℃。
优选地，所述步骤2还包括步骤2-1：PH值探头将探测的信息传输给电动阀，所述电动阀依据信息控制使药装置开、关，当PH值＜7时，所述电动阀控制所述使药装置开启，将NaOH溶液加入到介质水中，使得介质水的PH值为中性。
优选地，所述步骤4还包括步骤4-1：降温至17℃的净水经所述板式换热器将介质水由25℃降温至19℃，所述介质水再回流至所述降膜式烟气换热器中。
优选地，所述步骤6还包括步骤6-1：所述冷媒蒸汽经所述热冷媒冷凝器降温后形成液态冷媒，所述液态冷媒经节流调温装置降温至16℃后返回所述蒸发器。
优选地，还包括循环泵，在所述循环泵的推动下流体循环流动。
优选地，所述燃气锅炉排烟深度余热回收、使药装置的用药控制过程均由计算机智能控制。
需要说明的是，通过再热器使经过余热回收后的饱和湿排烟，变为干烟气远离饱和区，便于无凝水排放和烟气达到烟气消白效果。
需要说明的是，通过PH值检测调节系统的检测及调节，可防止系统被酸性介质水腐蚀。
需要说明的是，排烟道为防凝水烟道，即烟道设有自动排水装置。
有益效果：
本发明提供一种燃气锅炉排烟深度余热回收方法，通过在现有的节能改造的基础上再将烟气降温、除水气，将介质水防腐蚀处理、将烟气的热量传递给锅炉给水等过程，不仅能够吸收烟气中的显热及潜热，使温度为60℃～80℃的基础上再下降到10℃～20℃，回收热量超过80％，并将回收的热量用于给锅炉给水预热，在已经做了节能改造的基础上再提高燃气锅炉热效率8～9％，减少热能的浪费。以10吨锅炉为例，现有的燃气锅炉每小时使用燃气700m3，而本发明使燃气锅炉每小时可至少节约燃气56m3，一天按8小时计算，可节约448m3的燃气，日积月累，燃气锅炉将节约非常可观的能源，而且由于烟气中的水蒸气被大量冷凝析出，使排放到大气中的烟气里水蒸气大幅减少，从而减少大气的污染，通过PH值检测调节系统将介质水防腐蚀处理，避免了燃气锅炉的腐蚀、老化，延长了设备的使用寿命，降低了使用成本，因此，对节能环保起到了非常重要的作用。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本发明燃气锅炉排烟深度余热回收装置示意图；
图2是本发明燃气锅炉排烟深度余热回收流程图；
图3是本发明燃气锅炉排烟深度余热利用流程图。
其中：1-燃气锅炉；2-循环泵；3-再热器；4-排烟装置；5-降膜式烟气换热器；阀门；7-使药装置；8-电动阀；9-PH值探头；10-板式换热器；11-压缩机；12-蒸发器；13-节流调温装置；14-热冷媒冷凝器；15-PH值检测调节系统。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
如图1-图3：
本发明第一实施例：
一种燃气锅炉排烟深度余热回收方法，包括如下步骤：
步骤1:根据需要燃气锅炉1燃烧天然气提供80～100℃的热水，同时经节能改造后的燃气锅炉1产生的60～80℃的烟气，将烟气排放到降膜式烟气换热器5中，所述烟气降温至10～20℃，由于30℃以下的烟气是饱和烟气，接触到排烟系统会产生凝水，影响锅炉运行，腐蚀排烟系统，因此，利用由间隔式烟水换热器形式的再热器3将10～20℃的排烟加热到30～50℃左右，将排烟远离饱和区，同时，排烟装置4中的排烟道为防凝水烟道，即烟道设有自动排水装置，一方面在保证排烟不会凝水、排烟不会有烟羽产生的同时，也确保产生少量凝水后能及时排出、延长排烟装置4的使用寿命。所述再热器3是以燃气锅炉1提供的循环热水为热源的间隔式烟水换热器，通过循环的热水将10～20℃的排烟升温至30～50℃左右后消白排放，同时，介质水吸收显热和潜热后水温升高，由19℃升温至25℃，然后，在循环泵2的作用下流向板式换热器10。
步骤2：PH值探头9测量吸热后介质水的酸碱度，当所述PH值探头9显示PH＜7，即介质水呈酸性时，PH值检测调节系统15中的电动阀8接到指令后控制阀门6打开，使药装置7中的NaOH溶液加入到介质水中，中和酸性溶液，当介质水为中性时，所述PH值探头9传递信号给电动阀8，所述电动阀8控制阀门6关闭，完成施药过程。
步骤3：中性的介质水流入板式换热器10后将热量传递给净水，在循环泵2的推动下所述介质水循环回流到所述降膜式烟气换热器5中。
步骤4：吸热后的净水流入到蒸发器12中，蒸发器12吸收净水携带的热量蒸发冷媒，并将冷媒蒸汽排入到压缩机11中；
降温至17℃的净水回流至所述板式换热器10，将介质水的温度由25℃降低至19℃，再回流至所述降膜式烟气换热器10中。
步骤5：所述压缩机11将冷媒蒸汽压缩升温后排放至热冷媒冷凝器14；
步骤6：所述热冷媒冷凝器14用以冷却压缩机排出的高温冷媒蒸汽，即流经的40℃±10℃的锅炉回水吸收所述冷媒蒸汽的热量升温约10℃，在循环泵2的推动下升温后的锅炉回水将作为锅炉给水流回燃气锅炉1，使得所述燃气锅炉1的热效率提高8～9％；
优选地，所述步骤6还包括：所述冷媒蒸汽经所述热冷媒冷凝器14降温后形成液态冷媒，所述液态冷媒经节流调温装置13降温至16℃后返回所述蒸发器12中。
优选地，所述燃气锅炉1排烟深度余热回收、PH值检测调节系统15的用药控制过程均由计算机(未示出)智能控制。
需要说明的是，通过间隔式烟水换热器形式的再热器3使经过余热回收后的饱和湿排烟，变为干烟气远离饱和区，便于无凝水排放和烟气达到烟气消白效果。所述间隔式烟水换热器由与燃气锅炉1相连接的热水管构成，通过流经热水管内的热水加温，将10～20℃的烟气升温至30～50℃后排出，排烟时不会产生凝水及烟羽，减少了排烟对大气的污染。
需要说明的是，通过PH值检测调节系统15的检测及调节，可防止系统被酸性介质水腐蚀。
需要说明的是，排烟道为防凝水烟道，即烟道设有自动排水装置。
本发明第二实施例：
一种燃气锅炉排烟深度余热回收方法，包括如下步骤：
步骤1:根据需要燃气锅炉1燃烧天然气提供80～100℃的热水，同时经节能改造后的燃气锅炉1产生的60～80℃的烟气，将烟气排放到降膜式烟气换热器5中，通过介质水吸热，所述烟气降温至10～20℃，由于30℃以下的烟气是饱和烟气，接触到排烟系统会产生凝水，影响锅炉运行，腐蚀排烟系统，因此，利用由烟烟换热器形式的再热器3将10～20℃的排烟加热到30～50℃左右，将排烟远离饱和区，同时，排烟装置4中的排烟道为防凝水烟道，即烟道设有自动排水装置，一方面在保证排烟不会凝水、排烟不会有烟羽产生的同时，也确保产生少量凝水后能及时排出、延长排烟装置4的使用寿命。所述再热器3是以燃气锅炉1的初烟气为热源的烟烟换热器，通过循环的烟气将10～20℃的排烟升温至30～50℃后排出，使得排烟时不会产生凝水及烟羽。同时，介质水吸收显热和潜热后水温升高，由19℃升温至25℃，然后，在循环泵2的作用下流向板式换热器10。
步骤2：PH值探头9测量吸热后介质水的酸碱度，当所述PH值探头9显示PH＜7，即介质水呈酸性时，PH值检测调节系统15中的电动阀8接到指令后控制阀门6打开，使药装置7中的NaOH溶液加入到介质水中，中和酸性溶液，当介质水为中性时，所述PH值探头9传递信号给电动阀8，所述电动阀8控制阀门6关闭，完成施药过程。
步骤3：中性的介质水流入板式换热器10后将热量传递给净水，介质水的温度也被降低到19℃，在循环泵2的推动下所述介质水循环回流到所述降膜式烟气换热器5中继续给烟气降温。
步骤4：吸热后的净水流入到蒸发器12中，蒸发器12吸收净水携带的热量蒸发冷媒，并将冷媒蒸汽排入到压缩机11中；
同时释放了热量，降温至17℃的净水回流至所述板式换热器10，将介质水的温度由25℃降低至19℃，降温后的介质水再回流至所述降膜式烟气换热器中。
步骤5：所述压缩机11将冷媒蒸汽压缩升温后排放至热冷媒冷凝器14；
步骤6：所述热冷媒冷凝器14用以冷却压缩机排出的高温冷媒蒸汽，即流经的40℃±10℃的锅炉回水吸收所述冷媒蒸汽的热量升温约10℃，在循环泵2的推动下升温后的锅炉回水将作为锅炉给水流回燃气锅炉1，使得所述燃气锅炉1的热效率提高8～9％；
优选地，所述步骤6还包括：所述冷媒蒸汽经所述热冷媒冷凝器14降温后形成液态冷媒，所述液态冷媒经节流调温装置13降温至16℃后返回所述蒸发器12中。
优选地，所述燃气锅炉1排烟深度余热回收、PH值检测调节系统15的用药控制过程均由计算机(未示出)智能控制。
需要说明的是，通过由烟烟换热器形式的再热器3使经过余热回收后的饱和湿排烟，变为干烟气远离饱和区，便于无凝水排放和烟气达到烟气消白效果。所述烟烟换热器由与所述燃气锅炉1相连接的热烟管构成，通过流经热烟管内的热烟加温，将10～20℃的烟气升温至30～50℃后排出，排烟时不会产生凝水及烟羽，减少了排烟对大气的污染。
需要说明的是，通过PH值检测调节系统15的检测及调节，可防止系统被酸性介质水腐蚀。
需要说明的是，排烟道为防凝水烟道，即烟道设有自动排水装置。
有益效果：
本发明提供一种燃气锅炉排烟深度余热回收方法，通过在现有的节能改造的基础上再将烟气降温、除水气，将介质水防腐蚀处理、将烟气的热量传递给锅炉给水等过程，不仅能够吸收烟气中的显热及潜热，使温度由60℃～80℃再下降到10℃～20℃，回收热量超过80％，并将回收的热量用于给锅炉给水预热，在已经做了冷凝锅炉节能改造的基础上再提高燃气锅炉热效率8～9％，减少热能的浪费。以10吨锅炉为例，现有的燃气锅炉每小时使用燃气700m3，而本发明使燃气锅炉每小时可至少节约燃气56m3，一天按8小时计算，可节约448m3的燃气，日积月累，燃气锅炉将节约非常可观的能源，而且由于烟气中的水蒸气被大量冷凝析出，使排放到大气中的烟气里水蒸气大幅减少，从而减少大气的污染，通过PH值检测调节系统将介质水防腐蚀处理，避免了燃气锅炉的腐蚀、老化，延长了设备的使用寿命，降低了使用成本，因此，对节能环保起到了非常重要的作用。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种燃气锅炉排烟深度余热回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1:将燃气锅炉产生的60～80℃的烟气排放到降膜式烟气换热器中，介质水吸收显热和潜热后水温升高，所述烟气降温至10～20℃，再次升温后排放；
步骤2：测量吸热后介质水的酸碱度，当PH＜7时，PH值检测调节系统调节至中性；
步骤3：中性的介质水流入板式换热器后将热量传递给净水；
步骤4：吸热后的净水流入蒸发器中将内部的冷媒加热为冷媒蒸汽，并被吸入压缩机；
步骤5：所述压缩机将冷媒蒸汽压缩升温后排放至热冷媒冷凝器；
步骤6：流经所述热冷媒冷凝器的锅炉回水吸收所述冷媒蒸汽的热量升温约10℃，作为锅炉给水流回锅炉，使得所述燃气锅炉的热效率提高8～9％。
2.根据权利要求1所述的燃气锅炉排烟深度余热回收方法，其特征在于，所述步骤1还包括步骤1-1：
10～20℃的处于饱和状态的所述烟气经再热器升温至30～50℃时排出，使得排烟时不会产生凝水及烟羽。
3.根据权利要求2所述的燃气锅炉排烟深度余热回收方法，其特征在于，所述步骤1-1还包括：
所述再热器包括以锅炉出水为热源的间隔式烟水换热器，或以初烟气为热源的烟烟换热器。
4.根据权利要求1所述的燃气锅炉排烟深度余热回收方法，其特征在于，所述步骤1还包括步骤1-2：所述介质水温度由19℃升高到25℃。
5.根据权利要求1所述的燃气锅炉排烟深度余热回收方法，其特征在于，所述步骤2还包括步骤2-1：PH值探头将探测的信息传输给电动阀，所述电动阀依据信息控制使药装置开、关，当PH值＜7时，所述电动阀控制所述使药装置开启，将NaOH溶液加入到介质水中，使得介质水的PH值为中性。
6.根据权利要求1所述的燃气锅炉排烟深度余热回收方法，其特征在于，所述步骤4还包括步骤4-1：降温至17℃的净水经所述板式换热器将介质水由25℃降温至19℃，所述介质水再回流至所述降膜式烟气换热器中。
7.根据权利要求1所述的燃气锅炉排烟深度余热回收方法，其特征在于，所述步骤6还包括步骤6-1：所述冷媒蒸汽经所述热冷媒冷凝器降温后形成液态冷媒，所述液态冷媒经节流调温装置降温至16℃后返回所述蒸发器，去给净水降温，吸收静水带来的烟气中的热量。
8.根据权利要求1所述的燃气锅炉排烟深度余热回收方法，其特征在于：还包括循环泵，在所述循环泵的推动下流体循环流动。
9.根据权利要求1-8所述的任一项所述燃气锅炉排烟深度余热回收方法，其特征在于：所述燃气锅炉排烟深度余热回收、使药装置的用药控制过程均由计算机智能控制。
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