CN114353572A - 一种锅炉余热回收系统、方法、设备以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种锅炉余热回收系统、方法、设备以及存储介质，其包括排烟单元、排烟单元包括总烟道和连通在总烟道上的旁通烟道；还包括：烟气温度检测单元，用于实时检测总烟道内的烟气温度；烟气导通控制单元，包括控制器和导通控制件，控制器与导通控制件控制连接并控制总烟道、旁通烟道的启闭；烟气回收单元，包括烟气回收管道、热回收换热器和冷凝水箱；生活用水单元，包括生活用水管道以及与生活用水管道连通的板式换热器，板式换热器通过管道与冷凝水箱的出水端连接；空调用水单元，包括空调用水管道以及与空调用水管道连通的工艺换热器，工艺换热器通过管道与冷凝水箱的出水端连接。本申请具有烟气余热回收效率高、自动化程度高的效果。

Description

一种锅炉余热回收系统、方法、设备以及存储介质

技术领域

本申请涉及烟气余热回收领域，尤其是涉及一种锅炉余热回收系统、方法、设备以及存储介质。

背景技术

节能减排已经上升为国家战略，无论是发展形势所需还是利益所趋，走节约能源、发展循环经济的可持续发展之路，已成为企业发展的必然选择，研发和推广工厂能源综合利用技术迫在眉睫。

针对锅炉生产企业，锅炉产生的烟气余热进行回收再利用是节约能源、保护资源、保护环节的重要手段。烟气是一般耗能设备浪费能量的主要途径，烟气余热回收主要是通过换热方式将烟气携带的热量转换成可以利用的热量。然而，如何提高锅炉余热回收系统的回收效率且便于控制成为一个难题，亟待改进。

发明内容

为了改善锅炉余热回收系统的回收效率较低的问题，本申请提供一种锅炉余热回收系统、方法、装置以及存储介质。

第一方面，本申请提供的一种锅炉余热回收系统采用如下的技术方案：

一种锅炉余热回收系统以及控制方法，包括排烟单元、所述排烟单元包括总烟道和连通在总烟道上的旁通烟道；还包括：

烟气温度检测单元，设置在总烟道上，用于实时检测总烟道内的烟气温度；

烟气导通控制单元，包括控制器和导通控制件，所述导通控制件设置在总烟道和旁通烟道上，所述控制器与导通控制件控制连接并控制总烟道、旁通烟道的启闭；

烟气回收单元，包括烟气回收管道、热回收换热器和冷凝水箱，所述烟气回收管道与热回收换热器连通，所述热回收换热器与冷凝水箱连通并将热量传递至对冷凝水箱内的冷凝水内进行加热；

生活用水单元，包括生活用水管道以及与生活用水管道连通的板式换热器，所述板式换热器通过管道与冷凝水箱的出水端连接；

空调用水单元，包括空调用水管道以及与空调用水管道连通的工艺换热器，所述工艺换热器通过管道与冷凝水箱的出水端连接。

通过采用上述技术方案，对总烟道内的烟气温度进行检测后，快速响应对旁通烟道的启闭，烟气温度过高时将烟气余热对冷凝水箱内的冷凝水进行加热，并将加热后的冷凝水提供至生活用水单元和空调用水单元，提高了对烟气余热回收利用的效率以及减少了烟气余热在传输过程中造成的损耗。

优选的，所述烟气温度检测单元包括烟气温度传感器，所述烟气温度传感器检测总烟道内的烟气温度后输出温度检测信号，所述控制器接收所述温度检测信号，与设定值比较后控制所述导通控制件工作。

通过采用上述技术方案，借助烟气温度传感器对总烟道内的烟气温度进行检测，并使用控制器控制导通控制件启闭旁通烟道启闭，便于实时检测锅炉总烟道内烟气的温度，当出现总烟道内烟气温度较高时，快速开启旁通烟道对烟气余热进行回收利用，提高了烟气余热回收利用的响应速度和减少了烟气余热的浪费。

优选的，所述导通控制件包括第一电动蝶阀和第二电动蝶阀，所述第一电动蝶阀和第二电动蝶阀的控制端与控制器控制连接，所述第一电动蝶阀和第二电动蝶阀之间呈互锁控制，第一电动蝶阀开启时，第二电动蝶阀关闭；第一电动蝶阀关闭时，第二电动蝶阀开启。

通过采用上述技术方案，将第一电动蝶阀和第二电动蝶阀设置为互锁控制，当需要进行烟气余热回收处理时，先关闭第一电动蝶阀后再开启第二电动蝶阀，便于烟气通过旁通烟道进入热回收换热器中对冷凝水进行换热处理，减少了温度过高的烟气直接从总烟道中排出的情况发生。

优选的，所述热回收换热器进水端与冷凝水箱之间连通的管道上设置有热回收循环泵和热量计，所述热回收换热器出水端与冷凝水箱连通。

通过采用上述技术方案，借助热回收循环泵将冷凝水箱内的冷凝水泵入热回收换热器内，便于快速对热回收换热器进行补水，并且通过热量计测量热流量，便于及时对换热后的热量进行检测。

优选的，所述冷凝水箱内设置有出水管，所述出水管与空调用水管道连通，所述出水管与空调用水管道之间的管身上设置有用热循环泵，所述工艺换热器的进水端与出水管连通，所述工艺换热器的进水端与出水管之间的管道上设置有调节阀，所述工艺换热器的出水端与冷凝水箱连通。

通过采用上述技术方案，借助工艺换热器将空调用水与冷凝水箱内的冷凝水进行换热处理，并使用热循环泵将冷凝水泵入空调用水管道内，快速将冷凝水与空调用水进行换热处理，提高了换热的效率。

优选的，所述冷凝水箱内设置有液位传感器，所述冷凝水箱上连通有补水管路，所述补水管路上设置有补水阀，所述液位传感器与补水阀控制连接。

通过采用上述技术方案，液位传感器对冷凝水箱内的水位进行检测，当冷凝水箱内的水位较低时，便于及时开启补水阀向冷凝水箱内进行补水。

第二方面，本申请提供的一种锅炉余热回收控制方法采用如下的技术方案：

获取总烟道内的烟气温度值并与基准温度值进行比对，并控制所述第一电动蝶阀、第二电动蝶阀的启闭；

利用锅炉余热对冷凝水箱内的70°C冷凝水加热至90°C；

对冷凝水箱进行补水并将生活用水和空调用水启动为冷凝水加热。

通过采用上述技术方案，烟气余热优先对冷凝水箱内的冷凝水进行加热，并将生活用水和空调用水启动为冷凝水加热，便于实现冷凝水的快速调用以及便于快速对烟气余热进行再利用，减少了烟气余热在传输过程中的损耗。

优选的，所述获取总烟道内的烟气温度值并与基准温度值进行比对，并控制所述第一电动蝶阀、第二电动蝶阀的启闭包括:

总烟道内设置的烟气温度传感器检测到烟气温度后发送至控制器中，控制器将烟气温度值与预设的烟气基准温度值进行比较；

若所述若烟气温度值高于基准温度值，第一电动蝶阀闭合，第二电动蝶阀开启，进行余热回收处理作业；

若烟气温度值低于基准温度值，第一电动蝶阀闭合，第二电动蝶阀开启，对烟气进行排放。

通过采用上述技术方案，控制器对烟气温度值与预设的烟气基准温度值进行比较后，判断是否需要启动烟气余热回收，且第一电动蝶阀与第二电动蝶阀不可同时启闭，保证了烟气余热回收的准确性。

第三方面，本申请提供的一种锅炉余热回收控制设备采用如下的技术方案：

包括控制柜和设置在控制柜内的处理器，所述控制柜内存储有能够被处理器加载并执行上述方法的计算机程序。

通过采用上述技术方案，使用控制柜对锅炉余热回收进行控制，提高了自动化程度，当需要对烟气余热进行控制时，工作人员只需对控制柜进行参数或者程序的调整即可，大大提高了锅炉余热调整的便捷性。

第四方面，本申请提供的一种控制柜可读存储介质采用如下的技术方案：

存储有能够被处理器加载并执行上述任一种方法的计算机程序。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.对总烟道内的烟气温度进行检测后，快速响应对旁通烟道的启闭，烟气温度过高时将烟气余热对冷凝水箱内的冷凝水进行加热，并将加热后的冷凝水提供至生活用水单元和空调用水单元，提高了对烟气余热回收利用的效率以及减少了烟气余热在传输过程中造成的损耗；

2.将第一电动蝶阀和第二电动蝶阀设置为互锁控制，并通过控制器对第一电动蝶阀和第二电动蝶阀进行控制，当需要进行烟气余热回收处理时，先关闭第一电动蝶阀后再开启第二电动蝶阀，便于烟气通过旁通烟道进入热回收换热器中对冷凝水进行换热处理，减少了温度过高的烟气直接从总烟道中排出的情况发生。

附图说明

图1为本申请实施例主要体现的锅炉余热回收系统整体结构的示意图；

图2-5为图1的局部放大示意图。

图6为本申请实施例主要体现烟气回收单元、生活用水单元以及空调用水单元结构的示意图；

图7为本申请实施例主要体现报警单元的示意图；

图8为本申请实施例主要体现锅炉余热回收方法步骤框图；

图9为本申请实施例主要体现S1步骤子步骤的步骤框图；

图10为本申请实施例主要体现锅炉余热回收控制设备的示意图；

附图标记：1、排烟单元；11、总烟道；12、旁通烟道；2、烟气温度检测单元；21、烟气温度传感器；3、烟气导通控制单元；31、控制器；32、导通控制件；321、第一电动蝶阀；322、第二电动蝶阀；4、烟气回收单元；41、烟气回收管道；42、热回收换热器；43、冷凝水箱；431、出水管；432、用热循环泵；433、液位传感器；434、温度传感器；435、补水管路；436、补水阀；44、热回收循环泵；45、热量计；5、生活用水单元；51、生活用水管道；52、板式换热器；6、空调用水单元；61、空调用水管道；62、工艺换热器；63、调节阀；7、报警单元；71、报警执行电路；711、开关件；712、蜂鸣器；72、比较器；8、控制柜；9、电动蝶阀控制箱。

具体实施方式

以下结合附图1-10对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种锅炉余热回收系统，包括排烟单元1、排烟单元1包括总烟道11和连通在总烟道11上的旁通烟道12，还包括烟气温度检测单元2、烟气导通控制单元3、烟气回收单元4、生活用水单元5以及空调用水单元6。

其中，烟气温度检测单元2检测总烟道11内的烟气温度，且烟气温度检测单元2与烟气导通控制单元3信号连接，烟气导通控制单元3接收并响应烟气温度检测单元2发出的检测信号控制总烟道11以及旁通烟道12的启闭。开启旁通烟道12后，较高温度的烟气通过烟气回收单元4进行回收再利用，并将回收利用后的热量传递至生活用水单元5和空调用水单元6的媒介中，实现烟气余热回收再利用作业。

在本实施例中，烟气温度检测单元2包括烟气温度传感器21，烟气温度传感器21安装在总烟道11内，烟气温度传感器21检测总烟道11内的烟气温度后输出温度检测信号。烟气导通控制单元3包括控制器31和导通控制件32，导通控制件32设置在总烟道11和旁通烟道12上，控制器31与导通控制件32控制连接并控制总烟道11、旁通烟道12的启闭。控制器31接收温度检测信号，与设定值比较后控制导通控制件32工作，其中设定值为烟气温度适合排放的温度。

为了方便控制器31对导通控制件32进行控制，本实施例中导通控制件32包括第一电动蝶阀321和第二电动蝶阀322，第一电动蝶阀321和第二电动蝶阀322的控制端与控制器31控制连接。第一电动蝶阀321和第第二电动蝶阀322之间呈互锁控制，互锁控制为常见的控制方法，在此进行简要阐述：即第一电动蝶阀321开启时，第二电动蝶阀322关闭；第一电动蝶阀321关闭时，第二电动蝶阀322开启。减少了温度过高的烟气直接从总烟道11中排出的情况发生，并且提高了总烟道11和旁通烟道12的响应速度。

参照图1和图6，烟气回收单元4包括烟气回收管道41、热回收换热器42和冷凝水箱43。烟气回收管道41与热回收换热器42连通，热回收换热器42与冷凝水箱43连通并将热量传递至对冷凝水箱43内的冷凝水内进行加热。热回收换热器42进水端与冷凝水箱43之间连通的管道上设置有热回收循环泵44和热量计45，热回收换热器42出水端与冷凝水箱43连通。

生活用水单元5，包括生活用水管道51以及与生活用水管道51连通的板式换热器52，板式换热器52通过管道与冷凝水箱43的出水端连接，加热后的冷凝水通过板式换热器52将热量传递至生活用水中。

空调用水单元6，包括空调用水管道61以及与空调用水管道61连通的工艺换热器62，工艺换热器62通过管道与冷凝水箱43的出水端连接，加热后的冷凝水通过工艺换热器62将热量传递至空调用水中。冷凝水箱43内设置有出水管431，出水管431与空调用水管道61连通，出水管431与空调用水管道61之间的管身上设置有用热循环泵432，工艺换热器62的进水端与出水管431连通，工艺换热器62的进水端与出水管431之间的管道上设置有调节阀63，工艺换热器62的出水端与冷凝水箱43连通。

冷凝水箱43内设置有液位传感器433和温度传感器434，液位传感器433采用压差液位传感器433，冷凝水箱43上连通有补水管路435，补水管路435上设置有补水阀436，补水阀436采用电动球阀。液位传感器433与补水阀436的控制端控制连接，当液位传感器433检测出冷凝水箱43内的水位较低时向补水阀436的控制端发出液位信号，补水阀436的控制端接收并响应与液位控制信号控制电动球阀开启。

参照图7，为了减少冷凝水箱43内液体温度过高或液位过低的情况发生，传感器的输出端电连接于报警单元7的输入端，报警单元7包括报警执行电路71和比较器72。传感器的输出端与比较器72的正相输入端信号连接。应当指出的是，比较器72的负相输入端电连接有基准电压Vref,比较器72的输出端基于温度、液位电压信号与基准电压Vref比较后输出一比较结果信号，且比较电路的输出端与报警执行电路71的信号输入端信号连接。

报警执行电路71包括开关件711和蜂鸣器712。开关件711可以采用继电器以及三极管VT等，在本实施例中，开关件711采用三极管VT。其中，三级管VT的基极与比较器72的输出端信号连接,三级管VT的集电极电连接有电源VCC，三极管VT的发射极与蜂鸣器712的一端信号连接，蜂鸣器712的另一端与接地。

参照图8，本申请实施例公开一种锅炉余热回收方法，包括以下步骤：

S1.获取总烟道11内的烟气温度值并与基准温度值进行比对，并控制第一电动蝶阀321、第二电动蝶阀322的启闭；

S2.利用锅炉余热对冷凝水箱43内的70°C冷凝水加热至90°C；

S3.对冷凝水箱43进行补水并将生活用水和空调用水启动为冷凝水加热。

通过上述步骤，烟气余热优先对冷凝水箱43内的冷凝水进行加热，并将生活用水和空调用水启动为冷凝水加热，便于实现冷凝水的快速调用以及便于快速对烟气余热进行再利用，减少了烟气余热在传输过程中的损耗。

参照图9，其中，S1步骤包括以下子步骤：

S101.总烟道11内设置的烟气温度传感器21检测到烟气温度后发送至控制器31中，控制器31将烟气温度值与预设的烟气基准温度值进行比较；

S102.若烟气温度值高于基准温度值，第一电动蝶阀321闭合，第二电动蝶阀322开启，进行余热回收处理作业；

S103.若烟气温度值低于基准温度值，第一电动蝶阀321闭合，第二电动蝶阀322开启，对烟气进行排放。

对烟气温度值与预设的烟气基准温度值进行比较后，判断是否需要启动烟气余热回收，且第一电动蝶阀321与第二电动蝶阀322不可同时启闭，保证了烟气余热回收的准确性。

参照图10，本申请实施例还公开一种锅炉余热回收控制设备，包括控制柜8和设置在控制柜内的处理器，控制柜内存储有能够被处理器加载并执行上述任一种方法的计算机程序。此外，锅炉余热回收控制设备还包括电动蝶阀控制箱9，电动蝶阀控制箱9与控制柜8控制连接，电动蝶阀控制箱9控制第一电动蝶阀321和第二电动蝶阀322的工作。

本申请实施例还公开一种控制柜控制存储介质，存储有能够被处理器加载并执行温湿度控制方法的计算机程序。可以采用随机存取存储器，也叫主存，是与CPU直接交换数据的内部存储器。它可以随时读写，而且速度很快，通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储介质，广泛运用

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锅炉余热回收系统，其特征在于，包括排烟单元（1）、所述排烟单元（1）包括总烟道（11）和连通在总烟道（11）上的旁通烟道（12）；还包括：

烟气温度检测单元（2），设置在总烟道（11）上，用于实时检测总烟道（11）内的烟气温度；

烟气导通控制单元（3），包括控制器（31）和导通控制件（32），所述导通控制件（32）设置在总烟道（11）和旁通烟道（12）上，所述控制器（31）与导通控制件（32）控制连接并控制总烟道（11）、旁通烟道（12）的启闭；

烟气回收单元（4），包括烟气回收管道（41）、热回收换热器（42）和冷凝水箱（43），所述烟气回收管道（41）与热回收换热器（42）连通，所述热回收换热器（42）与冷凝水箱（43）连通并将热量传递至对冷凝水箱（43）内的冷凝水内进行加热；

生活用水单元（5），包括生活用水管道（51）以及与生活用水管道（51）连通的板式换热器（52），所述板式换热器（52）通过管道与冷凝水箱（43）的出水端连接；

空调用水单元（6），包括空调用水管道（61）以及与空调用水管道（61）连通的工艺换热器（62），所述工艺换热器（62）通过管道与冷凝水箱（43）的出水端连接。

2.根据权利要求1所述的一种锅炉余热回收系统以及控制方法，其特征在于：所述烟气温度检测单元（2）包括烟气温度传感器（434）（21），所述烟气温度传感器（21）检测总烟道（11）内的烟气温度后输出温度检测信号，所述控制器（31）接收所述温度检测信号，与设定值比较后控制所述导通控制件（32）工作。

3.权利要求1所述的一种锅炉余热回收系统，其特征在于，所述导通控制件（32）包括第一电动蝶阀（321）和第二电动蝶阀（322），所述第一电动蝶阀（321）和第二电动蝶阀（322）的控制端与控制器（31）控制连接，所述第一电动蝶阀（321）和第二电动蝶阀（322）之间呈互锁控制，第一电动蝶阀（321）开启时，第二电动蝶阀（322）关闭；第一电动蝶阀（321）关闭时，第二电动蝶阀（322）开启。

4.根据权利要求1所述的一种锅炉余热回收系统，其特征在于：所述热回收换热器（42）进水端与冷凝水箱（43）之间连通的管道上设置有热回收循环泵（44）和热量计（45），所述热回收换热器（42）出水端与冷凝水箱（43）连通。

5.根据权利要求1所述的一种锅炉余热回收系统，其特征在于：所述冷凝水箱（43）内设置有出水管（431），所述出水管（431）与空调用水管道（61）连通，所述出水管（431）与空调用水管道（61）之间的管身上设置有用热循环泵（432），所述工艺换热器（62）的进水端与出水管（431）连通，所述工艺换热器（62）的进水端与出水管（431）之间的管道上设置有调节阀（63），所述工艺换热器（62）的出水端与冷凝水箱（43）连通。

6.根据权利要求1所述的一种锅炉余热回收系统，其特征在于：所述冷凝水箱（43）内设置有液位传感器（433），所述冷凝水箱（43）上连通有补水管路（435），所述补水管路（435）上设置有补水阀（436），所述液位传感器（433）与补水阀（436）控制连接。

7.一种锅炉余热回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取总烟道（11）内的烟气温度值并与基准温度值进行比对，并控制所述第一电动蝶阀（321）、第二电动蝶阀（322）的启闭；

利用锅炉余热对冷凝水箱（43）内的70°C冷凝水加热至90°C；

对冷凝水箱（43）进行补水并将生活用水和空调用水启动为冷凝水加热。

8.根据权利要求7所述的一种锅炉余热回收方法，其特征在于，所述获取总烟道（11）内的烟气温度值并与基准温度值进行比对，并控制所述第一电动蝶阀（321）、第二电动蝶阀（322）的启闭还包括:

总烟道（11）内设置的烟气温度传感器（21）检测到烟气温度后发送至控制器（31）中，控制器（31）将烟气温度值与预设的烟气基准温度值进行比较；

若所述若烟气温度值高于基准温度值，第一电动蝶阀（321）闭合，第二电动蝶阀（322）开启，进行余热回收处理作业；

若烟气温度值低于基准温度值，第一电动蝶阀（321）闭合，第二电动蝶阀（322）开启，对烟气进行排放。

9.一种锅炉余热回收控制设备，其特征在于，包括控制柜和设置在控制柜内的处理器，所述控制柜内存储有能够被处理器加载并执行如权利要求7至8中任一种方法的计算机程序。

10.一种控制柜可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求7至8中任一种方法的计算机程序。

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