CN201852277U - 带相变换热器的锅炉余热高效回收装置 - Google Patents

带相变换热器的锅炉余热高效回收装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种带相变换热器的锅炉余热高效回收装置,利用导热油作为回收余热的介质,包含锅炉烟道、烟道内、外设备及其连接管道。烟道内依次设有导热油加热器、相变换热器,相变换热器包含蒸发器和冷凝器,其中的冷凝器位于烟道外。烟道外设有相变换热器的冷凝器和换热器。相变换热器的冷凝器采用间接换热方式,作为优选采用导热油为冷却介质,将导热油加热后送入导热油加热器,经导热油加热器加热的导热油进入换热器作为热源加热冷流体。本实用新型可使锅炉及相关系统经济、高热效率运行,解决锅炉余热回收难的问题,达到节能降耗的目的。本实用新型可与现有的锅炉余热回收技术组合优化使用。

Description

带相变换热器的锅炉余热高效回收装置
技术领域
本发明涉及一种带相变换热器的锅炉余热高效回收装置,属锅炉烟气余热回收领域。
背景技术
电厂锅炉尾部烟道中通常设有省煤器和空气预热器,吸收部分烟气余热,但排烟温度通常在140℃~160℃或更高,较小容量的蒸汽或热水锅炉排烟温度甚至更高。由于锅炉烟气中硫化物的存在,空气预热器尾部受热面的烟气出口温度受到限制,排烟温度过低会导致受热面的壁面温度低于烟气酸露点而发生严重的结露腐蚀和堵灰甚至穿孔,这是继续利用烟气余热、降低排烟温度必须面对的难题。
相变换热器可以在维持较低壁面温度的前提下回收利用余热、大幅度降低排烟温度,并将排烟温度控制在仅比最低壁面温度高15℃左右,通常可以控制壁温100℃时,排烟温度115℃左右。但在实际应用中也必须处理好热平衡的限制,才有可能达到既避免结露又降低排烟温度的效果。实际操作中在不结露的前提下排烟温度控制在130℃左右为宜。这已经被杨本洛教授的专利技术的成功实施结果所证明。
ZL200710046604.X提供了一种锅炉烟气余热回收的装置流程,该技术主要应用领域是电站蒸汽锅炉。该技术实施例结构示意图如图1所示。
实施例附图标记说明:21-自控装置,22-自控阀,23-汽包,24-上水管,25-下降管,26-中低压蒸发器,27-省煤器,28-给水泵,29-空气预热器,30-烟道,31-相变换热器下段,32-壁温测试仪,33-相变换热器上段,34-风道,35-汽包安全阀,36-汽包液位计。
但是,如果电站锅炉使用单位无需余热回收流程产生的中低压蒸汽,该技术的应用即受到很大的限制,通常仅能通过增加空气预热器回收部分烟气余热,锅炉的排烟温度仍然较高,能量浪费仍然较大,不符合节能要求。
对于较小容量的蒸汽或热水锅炉,特别是整装锅炉或组装锅炉,锅炉烟气的余热回收受锅炉结构及尾部烟道的结构限制很大,仅能通过加装空气预热器或蒸汽发生器与空气预热器的复合流程来回收余热。利用蒸汽发生器回收余热的流程组织困难且往往需要再设置单独的汽包,实际应用并不容易,利用余热产出的蒸汽仍可能存在一系列的问题。
因此如何进一步合理回收利用锅炉烟气余热,降低排烟温度成为该领域研究的热点。
发明内容
本发明的目的就是解决上述现有技术存在的缺点,特别是针对较小容量的蒸汽或热水锅炉烟气余热难的问题,利用导热油循环系统实现锅炉烟气余热的高效回收利用,达到节能降耗的目的。
带相变换热器的锅炉余热高效回收装置(见附图2及附图标识说明),利用导热油作为回收利用余热的工质,包含锅炉烟道1及烟道内、外设备及其连接管道。烟道1内依次设有至少一个导热油加热器如3、5等、相变换热器6,相变换热器6包含蒸发器6-1和冷凝器6-2,其中的冷凝器6-2位于烟道外,蒸发器6-1的工作介质为水,产生的蒸汽利用经过冷凝器6-2的导热油进行冷凝。导热油加热器与锅炉原有的省煤器2、空气预热器4串联或交错连接设置。其中第一个导热油加热器应设置在相变换热器蒸发器6-1和空气预热器4之间。烟道1外设有相变换热器冷凝器6-2和至少一组换热器13。相变换热器6的冷凝器6-2采用间接换热方式利用导热油作为冷却介质冷却蒸汽,将导热油加热后送入导热油加热器如3、5等继续回收烟气余热,经导热油加热器加热后的导热油进入换热器13作为热源加热冷流体11,出来的热流体12供后续利用工段使用。其中的冷流体可以为空气、水、或其他需要适当加热的工质。
本发明的导热油循环流程如下:导热油经热油泵7加压后进入相变换热器冷凝器6-2吸收热量后,经导热油加热器5、3加热后,进入换热器13加热冷流体,换热器13出口经冷却的导热油进入油气分离器10进行油气分离后,再通过过滤器9后再进入热油泵7通过管路系统连接形成循环回路。
设有烟气排出温度调控装置8,调控装置8根据相变换热器蒸发器6-1的壁温(如通过壁温测试仪16测定)(或烟道出口处烟温)的高低,通过控制相变换热器冷凝器6-2的旁路调节阀的开度等手段,可使烟道出口的排烟温度降低至仅高于相变换热器6的蒸发器壁面的烟气酸露点温度,在避免结露的前提下,达到最大限度利用烟气废热的目的,使锅炉能经济、高热效率运行,达到节能降耗的目的。
本装置利用锅炉的高温烟气余热作为导热油循环系统的热源,产生的温度较高的导热油用以加热冷流体,其中的冷流体可以为空气、水、或其他需要适当加热的工质,需要蒸汽时,可以方便地产出,最终达到节能降耗的目的。
附图说明
图1是现有技术的锅炉烟气余热回收的装置流程;
图2是本发明的带相变换热器的锅炉余热高效回收装置结构示意图。
附图2中,1—锅炉烟道,2—省煤器,3-导热油加热器,4—空气预热器,5—导热油加热器,6—相变换热器,6-1-相变换热器蒸发器,6-2相变换热器冷凝器,7—热油泵,8—调控装置,9—过滤器,10—油气分离器, 11—冷流体,12—热流体,13—换热器,14—高位膨胀槽,15—低温储油槽,16-壁温测试仪。
具体实施方式
以下结合附图对本发明创造作进一步详细描述。
如图2所示,是本发明的带相变换热器的锅炉余热高效回收装置结构示意图。带相变换热器的锅炉余热高效回收流程利用导热油作为回收利用余热的工质,包含锅炉烟道1、烟道内、外设备及其连接管道。烟道1内依次设有至少一个导热油加热器如3、5等、相变换热器6,相变换热器6包含蒸发器6-1和冷凝器6-2,其中的冷凝器6-2位于烟道外,蒸发器6-1的工作介质为水,产生的蒸汽利用经过冷凝器6-2的导热油进行冷凝。导热油加热器与锅炉原有的省煤器2、空气预热器4串联或交叉联接设置。其中第一个导热油加热器应设置在相变换热器蒸发器6-1和空气预热器4之间。烟道1外设有相变换热器冷凝器6-2和至少一组换热器13。相变换热器6的冷凝器6-2采用间接换热方式利用导热油作为冷却介质,将导热油加热后送入导热油加热器如3、5等继续回收烟气余热,经导热油加热器加热后的导热油进入换热器13作为热源加热冷流体11,出来的热流体12供后续利用工段使用。其中的冷流体可以为空气、水、或其他需要适当加热的工质。
本发明的导热油循环流程如下:导热油经热油泵7加压后进入相变换热器冷凝器6-2吸收热量后,经导热油加热器5、3加热后,进入换热器13加热冷流体,换热器13出口经冷却的导热油进入油气分离器10进行油气分离后,再通过过滤器9后再进入热油泵7通过管路系统连接形成循环回路。
设有烟气排出温度调控装置8,调控装置8根据相变换热器蒸发器6-1的壁温(如通过壁温测试仪16测定)(或烟道出口处烟温)的高低,通过控制相变换热器冷凝器6-2的旁路调节阀的开度等手段,可使烟道出口的排烟温度降低至仅高于相变换热器6的蒸发器壁面的烟气酸露点温度。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但它们并不是用来限定本发明,任何熟悉此技艺者,在不脱离本发明之精神和范围内,自当可作各种变化或润饰,同样属于本发明之保护范围。例如,本发明的相变换热器的流程同样也适用于工业窖炉。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的为准。

Claims (9)

1.一种带相变换热器的锅炉余热高效回收装置,它包含锅炉烟道(1)、烟道内、外设备及其连接管道,其特征在于:所述锅炉烟道(1)内依次设有至少一个导热油加热器、相变换热器(6),相变换热器(6)包含蒸发器(6-1)和冷凝器(6-2),所述冷凝器(6-2)位于烟道外,所述蒸发器(6-1)的工作介质为水,产生的蒸汽利用经过冷凝器(6-2)的导热油进行冷凝;导热油加热器与锅炉原有的省煤器(2)、空气预热器(4)串联或交错连接设置,其中导热油加热器设置在相变换热器蒸发器(6-1)和空气预热器(4)之间,所述锅炉烟道(1)外设有相变换热器冷凝器(6-2)和至少一组换热器(13),相变换热器(6)的冷凝器(6-2)采用间接换热方式利用导热油作为冷却介质,将导热油加热后送入导热油加热器继续回收烟气余热,经导热油加热器加热后的导热油进入换热器(13)作为热源加热冷流体(11),出来的热流体(12)供后续利用工段使用。
2.根据权利要求1所述的带相变换热器的锅炉余热高效回收装置,其特征在于:它还包括导热油循环回路,导热油经热油泵(7)加压后进入相变换热器冷凝器(6-2)吸收热量后,经导热油加热器(5)、(3)加热后,进入换热器(13)加热冷流体,换热器(13)出口经冷却的导热油进入油气分离器(10)进行油气分离后,再通过过滤器(9)后再进入热油泵(7)通过管路系统连接形成循环回路。
3.根据权利要求2所述的带相变换热器的锅炉余热高效回收装置,其特征在于:所述相变换热器冷凝器(6-2)包含壳体和从壳体内通过的至少一根换热管,壳体的进口端和出口端分别与导热油循环回路的热油泵(7)出口及有导热油加热器(5)导热油进口连接。
4.根据权利要求2所述的带相变换热器的锅炉余热高效回收装置,其特征在于:所述导热油加热器采用间接换热方式,所述导热油加热器导热油进口端与出口端分别与相变换热器冷凝器(6-2)的导热油出口及换热器(13)导热油进口管连接。
5.根据权利要求1所述的带相变换热器的锅炉余热高效回收装置,其特征在于:所述换热器(13),换热器(13)包含壳体和从壳体内通过的流体管道,壳体的进口端和出口端分别与导热油加热器出口及油气分离器(10)导热油进口管连接。
6.根根据权利要求1所述的带相变换热器的锅炉余热高效回收装置,其特征在于:设有排烟温度的调控装置(8),调控装置(8)根据相变换热器蒸发器(6-1)的壁温的高低,通过控制相变换热器冷凝器(6-2)的旁路调节阀的开度,使烟道出口的排烟温度降低至仅高于相变换热器(6)的蒸发器壁面的烟气酸露点温度。
7.根据权利要求2所述的带相变换热器的锅炉余热高效回收装置,其特征在于:所述导热油加热器(3)、(5)的换热管可采用列管、翅片管、蛇形管或螺旋槽管,也可采用烟气走换热管、导热油走壳程的间接换热方式。
8.根据权利要求2所述的带相变换热器的锅炉余热高效回收装置,其特征在于:所述冷流体可以为空气、水、或其他需要适当加热的工质。
9.根据权利要求2所述的带相变换热器的锅炉余热高效回收装置,其特征在于:所述导热油循环回路包括低位储油槽(15)、高位膨胀槽(14)辅助设备。
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