CN202581277U - 锅炉烟气余热回收系统 - Google Patents

Abstract

锅炉烟气余热回收系统；布置在锅炉烟气排出口(14)和烟囱(13)之间的管路上；其由下述几部分组成：除灰器(1)、过热器(2)、蒸发器、汽包、循环管束(9)；其中：除灰器(1)、过热器(2)、蒸发器依次按照顺着烟气排出方向串联布置在锅炉烟气排出口(14)和烟囱(13)之间的管路上；过热器(2)、蒸发器二者都通过循环管束(9)连接着汽包；所述过热器(2)、蒸发器、循环管束(9)均为内部空心能够用来输送水和气的管道，且其并不与烟气管路连通；过热器(2)连接着用户设备。本实用新型具有低投入、高产出、节能、降耗、减污的特点，其社会与环境效益显著。

Description

锅炉烟气余热回收系统

技术领域

本实用新型涉及锅炉烟气余热回收利用技术领域，特别提供了一种锅炉烟气余热回收系统。

背景技术

在当今社会里，节能已成为继煤炭、电力、石油和天然气之后的“第五能源”。在现有的常用工业锅炉使用过程中普遍存在着热量利用率低下，排放烟气余热温度过高，以及烟气内污染环境气体含量过高等问题。目前，工业锅炉是我国主要的热能动力设备，随着我国经济快速发展，能源消耗日益增加，城市大气质量日益恶化的问题越发突出。在热能动力方面能耗高、污染高的主要原因之一就是锅炉的烟气排放，锅炉排烟问题一方面在于烟气污染物的直接污染，另一方面就是过高的排烟温度。

锅炉烟气余热回收利用系统是通过换热器再省煤器后进行烟气余热回收、降低排烟温度。在实际应用中，余热回收利用有一定的难度，这是因为若排烟温度低，采用常规的换热器，锅炉尾部受热面中烟气与工质的传热温差减小，传热面积增大，在有限空间布置的管多而密，造成烟气流动阻力增大，引风机动力消耗增大、金属消耗和设备初投资增多。一般情况下，排烟温度每升高15-20℃，锅炉热效率大约降低1％；反正，排烟温度每降低15-20℃，锅炉热效率大约升高1％。在实际应用当中，排烟温度过低，会使低温受热面的壁温低于酸露点，引起受热面金属的严重腐蚀，危及锅炉远行安全。

若采用热管式余热回收装置，在省煤器或空预器后进行烟气余热的回收，降低排烟温度，既可避免上述问题，又可提高热能利用效率、减轻高温烟气造成的热污染，这种热管式余热回收装置热阻极小，热流密度极高，在温压较小的情况下也能满足换热量大的需求。由图5可知腐蚀最严重的区域是发生在壁温为水露点附近和壁温约低于酸露点的区域，在两个腐蚀严重的区域之间，有一个腐蚀较轻的安全区，因此，在设计中考虑或运行中调节，是壁温出于安全区运行，降低过量空气系数，减少SO₃的生成量。

人们期望获得一种技术效果更好的锅炉烟气余热回收利用系统。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种技术效果优良的锅炉烟气余热回收系统。

本实用新型提供了一种锅炉烟气余热回收系统；布置在锅炉烟气排出口14和烟囱13之间的管路上；其特征在于：所述锅炉烟气余热回收系统由下述几部分组成：除灰器1、过热器2、蒸发器、汽包、循环管束9；其中：除灰器1、过热器2、蒸发器依次按照顺着烟气排出方向串联布置在锅炉烟气排出口14和烟囱13之间的管路上；过热器2、蒸发器二者都通过循环管束9连接着汽包；

所述过热器2、蒸发器、循环管束9均为内部空心能够用来输送水和气的管道，且其并不与烟气管路连通；过热器2与蒸发器能够与烟气管路之间进行换热；

过热器2连接着用于利用余热的用户设备。

本实用新型所述锅炉烟气余热回收系统，还包含有下述优选内容要求：所述汽包具体是一个能够存储蒸汽和水的容器，其下部设置有汽包出口水、汽包回流入口、汽包饱和蒸汽排出口；所述锅炉烟气余热回收系统中还设置有省煤器4和给水装置；其中：

给水装置的出水口连接着省煤器4，并进而连接汽包、汽包的汽包出口水又通过循环管束9连接着蒸发器的入口，蒸发器的出口连接着汽包回流入口，汽包上部的汽包饱和蒸汽排出口连接着过热器2的入口，过热器2的出口连接着后续的用户设备。

所述除灰器1、过热器2、蒸发器都布置在蒸发器的远离除灰气1的一侧的烟气管路上；

所述锅炉烟气余热回收系统中还设置有除氧器10，其具体设置在汽包进水口的上游。

所述锅炉烟气余热回收系统中，还设置有蒸发器具体分为两部分：蒸发器A3、蒸发器B5；汽包具体有两个：汽包A7、汽包B8；循环管束9有两套；

其中，蒸发器A3、汽包A7和两套循环管束9中的其中一套对应构成一套循环管路系统，蒸发器B5、汽包B8和两套循环管束9中的另一套对应构成另一套循环管路系统；

汽包A7、汽包B8的内部结构满足下述要求：其内腔上部设置有金属丝网分离器和/或百叶窗分离器。

所述锅炉烟气余热回收系统中，还设置有灰斗6，其具体设置在蒸发其下方的烟气管路拐弯处。

所述锅炉烟气余热回收系统中，在所述锅炉烟气排出口14和烟囱13之间靠近烟囱的排烟管路上还设置有用于辅助排烟的风机12。

所述锅炉烟气余热回收系统中，汽包和除氧器10都固定布置在钢架平台及爬梯11上。

本实用新型所述的锅炉烟气余热回收系统锅炉烟气排出口14和烟囱13之间，整体采用管箱式结构，自上而下有过热器2、蒸发器A3、省煤器4、蒸发器B5。采用管箱式结构可将锅炉漏风降至最低，减少锅炉漏风热损失，提高锅炉效率；锅炉采用箱体外保温结构，在外保温外面装设外护板，对保温材料加以保护，散热损失不超过2％；烧结余热锅炉采用立式结构，烟气自上而下通过过热器2、蒸发器A3、省煤器4、蒸发器B5，针对烟气品位低，受热面采用鳍片管强化传热。

参照附图1、2、3、4可知产生汽的过程。锅炉烟气经烟道到锅炉烟气余热回收利用系统入口，烟气自上而下流动，流经除灰器1、过热器2、蒸发器A3、蒸发器B5、省煤器4，最后排出烟囱13。排烟温度约为100-220℃，烟气温度从380/330℃降到排烟温度，所放出的热量用来使水变成蒸汽。进入锅炉烟气余热回收利用系统的给水，其温度约为42-126℃左右，先进入上部的省煤器4，水在省煤器4内吸收热量使水温上升，水温升到略低于汽包A7、汽包B8压力下的饱和温度，就离开省煤器4进入汽包A7、汽包B8。进入汽包A7、汽包B8的水与汽包A7、汽包B8内的饱和水混合后，沿汽包A7、汽包B8下方的下降管分别进入两组蒸发器即蒸发器A3和蒸发器B5，在蒸发器A3、蒸发器B5内的水吸热开始产汽，通常是只有一部份水变成汽，所以在蒸发器A3、蒸发器B5内流动的是汽水混合物。汽水混合物离开蒸发器A3、蒸发器B5进入汽包A7、汽包B8上部。在汽包A7、汽包B8内装有汽水分离设备，可以把汽和水分开，水落到汽包A7、汽包B8内腔下部的水空间，而蒸汽从汽包A7、汽包B8顶部出来到过热器2。在过热器内吸收热量，使饱和蒸汽变成过热蒸汽。

汽包A7、汽包B8分别与蒸发器A3、蒸发器B5紧密相连的，除了汇集省煤器4来水、汇集蒸发器A3、蒸发器B5来的汽水混合物以外，还能提供合格的饱和蒸汽进入过热器2。

在汽包内的汽水分离过程进一步优选可以有三个阶段：

第一阶段：汽包内部还可以设置分配器，汽水混合物进入汽包内内部的分配器并起到下述的三种作用：可以减少汽水混合物动能利用挡板，可防止水流冲到汽包水面，可以使汽流和水流均匀分配。上述的第二个作用是靠分配器本身阻碍了水流向下冲到汽包水面，第三个作用是靠分配器上的小孔，因为汽水混合物是从四个管口进入汽包的，管口处的汽水混合物多，其余地方少，沿汽包长度分布是不均匀的。通过分配器上的小孔，就能使汽水混合物沿分配器均匀流出，这是因为流经小孔有流阻，孔前和孔后有压力差，如果孔前的混合物分布不均匀就会造成孔前的压力分布不匀，依靠压差的作用，使孔前的混合物分布均匀，达到各个小孔均有混合物流动的情况。水流靠重力从分配器下部水平板上小孔流出，蒸汽多从垂直板上小孔流出。

第二阶段：蒸汽从垂直板上小孔流出后，因前方有隔板，必须向下流然后再向上折向左上方出口，见图27中箭头所示。当汽流改变方向时，在惯性力作用下，质量大的水滴从汽流中甩出来降落到水面。同时蒸汽流从小孔进到汽空间后，流通截面增加，流速降低，使得原来被汽流携带的较小水滴能分离出来。

第三阶段：通过分离元件进行细分离：

汽包上方装有金属丝网分离器和百叶窗分离器，金属丝网分离的原理是这样的：垂直于汽流方向的金属丝遇到汽流中的水滴，水滴会被粘附于丝网上，使水滴离开汽流。金属丝网是很多层压在一起的，丝网的面积大，因而可以捕集到大部分水滴，水滴沿金属丝流下来进入集水管。百叶窗分离器是多层挡板，汽流在挡板中多次改变流动方向，使汽流中水滴受离心力作用甩到挡板上，在挡板上形成水膜，沿挡板流下来进入集水管。采用集水管将水直接送到汽包水面以下，可防止收集的水滴再被汽流带走。

排污：锅炉运行中，给水带入的杂质只有极少部分被蒸汽带走，大部分留在汽包内水中，随着运行时间的延续，水中含杂质的数量不断增加，超过一定浓度会使蒸汽品质变坏，因此要排出一部分含杂质盐类浓度大的水，这就是“连续排污”，汽包内的水称为“锅水”。定期排污主要排去汽包下部的软渣和锈皮等，所以装在汽包下部。

本实用新型针对锅炉烟气余热回收利用技术存在的技术问题和缺陷，结合我国的实际情况，设计了锅炉烟气余热回收利用系统技术，通过该套可以将工业、企业的锅炉烟气排出的余热进行综合回收利用，大大节省能源，为国家建设资源节约型和环境友好型社会作出贡献，实现低投入、高产出、节能、降耗、减污，最终实现循环经济，达到了增加经济效益和环境效益的双重目的。符合国家环保、节能、节水及综合利用政策，社会与环境效益显著。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为锅炉烟气余热回收系统构成原理简图之一；

图2为锅炉烟气余热回收系统构成原理简图之二；

图3为锅炉烟气余热回收系统烟气流经过程原理简图；

图4为锅炉烟气余热回收系统水、汽流经原理说明简图；

图5腐蚀速度与管壁温度关系图；

图6为锅炉烟气余热回收系统水、汽工作原理简图。

具体实施方式

本实用新型中所述各个附图表及含义如下：除灰器1、过热器2、蒸发器A3、省煤器4、蒸发器B5、灰斗6、汽包A7、汽包B8、循环管束9、除氧器10、钢架平台及爬梯11、风机12、烟囱13、锅炉烟气排出口14。

实施例1

一种锅炉烟气余热回收系统；布置在锅炉烟气排出口14和烟囱13之间的管路上；所述锅炉烟气余热回收系统由下述几部分组成：除灰器1、过热器2、蒸发器、汽包、循环管束9；其中：除灰器1、过热器2、蒸发器依次按照顺着烟气排出方向串联布置在锅炉烟气排出口14和烟囱13之间的管路上；过热器2、蒸发器二者都通过循环管束9连接着汽包；

所述过热器2、蒸发器、循环管束9均为内部空心能够用来输送水和气的管道，且其并不与烟气管路连通；过热器2与蒸发器能够与烟气管路之间进行换热；

过热器2连接着用于利用余热的用户设备。

本实施例所述锅炉烟气余热回收系统，还包含有下述内容要求：所述汽包具体是一个能够存储蒸汽和水的容器，其下部设置有汽包出口水、汽包回流入口、汽包饱和蒸汽排出口；所述锅炉烟气余热回收系统中还设置有省煤器4和给水装置；其中：

给水装置的出水口连接着省煤器4，并进而连接汽包、汽包的汽包出口水又通过循环管束9连接着蒸发器的入口，蒸发器的出口连接着汽包回流入口，汽包上部的汽包饱和蒸汽排出口连接着过热器2的入口，过热器2的出口连接着后续的用户设备。

所述除灰器1、过热器2、蒸发器都布置在蒸发器的远离除灰气1的一侧的烟气管路上；

所述锅炉烟气余热回收系统中还设置有除氧器10，其具体设置在汽包进水口的上游。

所述锅炉烟气余热回收系统中，还设置有蒸发器具体分为两部分：蒸发器A3、蒸发器B5；汽包具体有两个：汽包A7、汽包B8；循环管束9有两套；其中，蒸发器A3、汽包A7和两套循环管束9中的其中一套对应构成一套循环管路系统，蒸发器B5、汽包B8和两套循环管束9中的另一套对应构成另一套循环管路系统；

汽包A7、汽包B8的内部结构满足下述要求：其内腔上部设置有金属丝网分离器和/或百叶窗分离器。

所述锅炉烟气余热回收系统中，还设置有灰斗6，其具体设置在蒸发其下方的烟气管路拐弯处。

所述锅炉烟气余热回收系统中，在所述锅炉烟气排出口14和烟囱13之间靠近烟囱的排烟管路上还设置有用于辅助排烟的风机12。

所述锅炉烟气余热回收系统中，汽包和除氧器10都固定布置在钢架平台及爬梯11上。

本实施例所述的锅炉烟气余热回收系统锅炉烟气排出口14和烟囱13之间，整体采用管箱式结构，自上而下有过热器2、蒸发器A3、省煤器4、蒸发器B5。采用管箱式结构可将锅炉漏风降至最低，减少锅炉漏风热损失，提高锅炉效率；锅炉采用箱体外保温结构，在外保温外面装设外护板，对保温材料加以保护，散热损失不超过2％；烧结余热锅炉采用立式结构，烟气自上而下通过过热器2、蒸发器A3、省煤器4、蒸发器B5，针对烟气品位低，受热面采用鳍片管强化传热。

参照附图1、2、3、4可知产生汽的过程。锅炉烟气经烟道到锅炉烟气余热回收利用系统入口，烟气自上而下流动，流经除灰器1、过热器2、蒸发器A3、蒸发器B5、省煤器4，最后排出烟囱13。排烟温度约为100-220℃，烟气温度从380/330℃降到排烟温度，所放出的热量用来使水变成蒸汽。进入锅炉烟气余热回收利用系统的给水，其温度约为42-126℃左右，先进入上部的省煤器4，水在省煤器4内吸收热量使水温上升，水温升到略低于汽包A7、汽包B8压力下的饱和温度，就离开省煤器4进入汽包A7、汽包B8。进入汽包A7、汽包B8的水与汽包A7、汽包B8内的饱和水混合后，沿汽包A7、汽包B8下方的下降管分别进入两组蒸发器即蒸发器A3和蒸发器B5，在蒸发器A3、蒸发器B5内的水吸热开始产汽，通常是只有一部份水变成汽，所以在蒸发器A3、蒸发器B5内流动的是汽水混合物。汽水混合物离开蒸发器A3、蒸发器B5进入汽包A7、汽包B8上部。在汽包A7、汽包B8内装有汽水分离设备，可以把汽和水分开，水落到汽包A7、汽包B8内腔下部的水空间，而蒸汽从汽包A7、汽包B8顶部出来到过热器2。在过热器内吸收热量，使饱和蒸汽变成过热蒸汽。

汽包A7、汽包B8分别与蒸发器A3、蒸发器B5紧密相连的，除了汇集省煤器4来水、汇集蒸发器A3、蒸发器B5来的汽水混合物以外，还能提供合格的饱和蒸汽进入过热器2。

在汽包内的汽水分离过程进一步优选可以有三个阶段：

第一阶段：汽包内部还可以设置分配器，汽水混合物进入汽包内内部的分配器并起到下述的三种作用：可以减少汽水混合物动能利用挡板，可防止水流冲到汽包水面，可以使汽流和水流均匀分配。上述的第二个作用是靠分配器本身阻碍了水流向下冲到汽包水面，第三个作用是靠分配器上的小孔，因为汽水混合物是从四个管口进入汽包的，管口处的汽水混合物多，其余地方少，沿汽包长度分布是不均匀的。通过分配器上的小孔，就能使汽水混合物沿分配器均匀流出，这是因为流经小孔有流阻，孔前和孔后有压力差，如果孔前的混合物分布不均匀就会造成孔前的压力分布不匀，依靠压差的作用，使孔前的混合物分布均匀，达到各个小孔均有混合物流动的情况。水流靠重力从分配器下部水平板上小孔流出，蒸汽多从垂直板上小孔流出。

第二阶段：蒸汽从垂直板上小孔流出后，因前方有隔板，必须向下流然后再向上折向左上方出口，见图27中箭头所示。当汽流改变方向时，在惯性力作用下，质量大的水滴从汽流中甩出来降落到水面。同时蒸汽流从小孔进到汽空间后，流通截面增加，流速降低，使得原来被汽流携带的较小水滴能分离出来。

第三阶段：通过分离元件进行细分离：

汽包上方装有金属丝网分离器和百叶窗分离器，金属丝网分离的原理是这样的：垂直于汽流方向的金属丝遇到汽流中的水滴，水滴会被粘附于丝网上，使水滴离开汽流。金属丝网是很多层压在一起的，丝网的面积大，因而可以捕集到大部分水滴，水滴沿金属丝流下来进入集水管。百叶窗分离器是多层挡板，汽流在挡板中多次改变流动方向，使汽流中水滴受离心力作用甩到挡板上，在挡板上形成水膜，沿挡板流下来进入集水管。采用集水管将水直接送到汽包水面以下，可防止收集的水滴再被汽流带走。

排污：锅炉运行中，给水带入的杂质只有极少部分被蒸汽带走，大部分留在汽包内水中，随着运行时间的延续，水中含杂质的数量不断增加，超过一定浓度会使蒸汽品质变坏，因此要排出一部分含杂质盐类浓度大的水，这就是“连续排污”，汽包内的水称为“锅水”。定期排污主要排去汽包下部的软渣和锈皮等，所以装在汽包下部。

针对锅炉烟气余热回收利用技术存在的技术问题和缺陷，本实施例结合我国的实际情况，设计了锅炉烟气余热回收利用系统技术，通过该套可以将工业、企业的锅炉烟气排出的余热进行综合回收利用，大大节省能源，为国家建设资源节约型和环境友好型社会作出贡献，实现低投入、高产出、节能、降耗、减污，最终实现循环经济，达到了增加经济效益和环境效益的双重目的。符合国家环保、节能、节水及综合利用政策，社会与环境效益显著。

Claims (8)

1.锅炉烟气余热回收系统；布置在锅炉烟气排出口(14)和烟囱(13)之间的管路上；其特征在于：所述锅炉烟气余热回收系统由下述几部分组成：除灰器(1)、过热器(2)、蒸发器、汽包、循环管束(9)；其中：除灰器(1)、过热器(2)、蒸发器依次按照顺着烟气排出方向串联布置在锅炉烟气排出口(14)和烟囱(13)之间的管路上；过热器(2)、蒸发器二者都通过循环管束(9)连接着汽包；

所述过热器(2)、蒸发器、循环管束(9)均为内部空心能够用来输送水和气的管道，且其并不与烟气管路连通；过热器(2)连接着用户设备。

2.按照权利要求1所述锅炉烟气余热回收系统，其特征在于：所述汽包具体是一个能够存储蒸汽和水的容器，其下部设置有汽包出口水、汽包回流入口、汽包饱和蒸汽排出口；所述锅炉烟气余热回收系统中还设置有省煤器(4)和给水装置；其中：

给水装置的出水口连接着省煤器(4)，并进而连接汽包、汽包的汽包出口水又通过循环管束(9)连接着蒸发器的入口，蒸发器的出口连接着汽包回流入口，汽包上部的汽包饱和蒸汽排出口连接着过热器(2)的入口，过热器(2)的出口连接着后续的用户设备。

3.按照权利要求2所述锅炉烟气余热回收系统，其特征在于：

所述除灰器(1)、过热器(2)、蒸发器都布置在蒸发器的远离除灰气(1)的一侧的烟气管路上；

所述锅炉烟气余热回收系统中还设置有除氧器(10)，其具体设置在汽包进水口的上游。

4.按照权利要求3所述锅炉烟气余热回收系统，其特征在于：所述锅炉烟气余热回收系统中，还设置有蒸发器具体分为两部分：蒸发器A(3)、蒸发器B(5)；汽包具体有两个：汽包A(7)、汽包B(8)；循环管束(9)有两套；

其中，蒸发器A(3)、汽包A(7)和两套循环管束(9)中的其中一套对应构成一套循环管路系统，蒸发器B(5)、汽包B(8)和两套循环管束(9)中的另一套对应构成另一套循环管路系统。

5.按照权利要求4所述锅炉烟气余热回收系统，其特征在于：

汽包A(7)、汽包B(8)的内部结构满足下述要求：其内腔上部设置有金属丝网分离器和/或百叶窗分离器。

6.按照权利要求5所述锅炉烟气余热回收系统，其特征在于：所述锅炉烟气余热回收系统中，还设置有灰斗(6)，其具体设置在蒸发其下方的烟气管路拐弯处。

7.按照权利要求6所述锅炉烟气余热回收系统，其特征在于：所述锅炉烟气余热回收系统中，在所述锅炉烟气排出口(14)和烟囱(13)之间靠近烟囱的排烟管路上还设置有用于辅助排烟的风机(12)。

8.按照权利要求3-7其中之一所述锅炉烟气余热回收系统，其特征在于：所述锅炉烟气余热回收系统中，汽包和除氧器(10)都固定布置在钢架平台及爬梯(11)上。

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