CN202647837U - 一种模块化冷凝器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种模块化冷凝器装置，模块化冷凝器装置包括潜热换热器、显热换热器和引风机；所述显热换热器烟气侧入口端和锅炉烟气出口端相连接，所述显热换热器出口端和潜热换热器烟气侧入口端相连，所述潜热换热器烟气侧的出口端与引风机的进口端相连接；所述显热换热器空气侧中设有与助燃空气换热的管道，所述管道出口端与注汽锅炉相连通；所述模块化冷凝器装置中设有锅炉水流出和流出管路，所述流出管路上接原来设备的柱塞泵；所述模块化冷凝器装置中设有锅炉烟气进入和排出管路，所述排出管路与大气相通。

Description

一种模块化冷凝器装置

技术领域

本实用新型涉及一种应用在锅炉上的模块化冷凝器装置。

背景技术

天然气的主要成分是烷烃中的氢组分。从天然气燃烧化学方程式可以知道，每燃烧1Nm³ 的天然气大约产生2Nm³的水蒸气，水蒸气的汽化潜热大约为燃气低热值的11%。这意味着当燃气燃烧每提供100Kw显热时，同时也提供了11KW的潜热。而且，这部分热量无论是否被利用是真实存在的。在排烟温度较高时，水蒸汽不能冷凝放出热量，随烟气排放，热量被浪费。同时，高温烟气也带走大量显热，形成较大的排烟损失。

在热能工程领域中计算锅炉的热效率都是用燃料的低位发热量来进行计算的，如果按燃料的高位发位量来计算锅炉的热效率，则100%的热效率是不可能达到的（能量守恒）。一般来说，热效率100%以上的锅炉在常识上虽然难以理解，但如果将烟气中的水蒸汽凝结潜热利用起来，并且排烟温度降低得足够低，排烟损失很低的情况下，锅炉的热效率会提高到100%，甚至超过100%。

冷凝式锅炉发轫于欧洲。德国、荷兰、英国、奥地利等国家于上世纪70年代，开发家用冷凝式锅炉，到80年代末期90年代初期，韩国率先将冷凝式锅炉应用在大中型工业锅炉上，冷凝式锅炉除了具有传统锅炉的共性之外，更是制热机理的大胆革命与突破。在一些能源利用率较高的欧美国家，燃气冷凝式余热回收的热水锅炉其热效率高达103%以上，此外在烟气中的CO₂和NO_x等有害成份也大大降低，这对环保来说是非常有利的。

油田注汽锅炉是专用于注蒸汽热采的工业锅炉，其由控制系统、燃烧系统、给水系统、辐射段、对流段和给水预热器等组成。注汽锅炉的水流程为从水处理来的带压软化除氧水，经过柱塞泵把压力提高（通常都在≥8MPa），依次通过锅炉的给水预热器外侧、对流段，再次进入预热段内侧，最后经过辐射段，将合格的蒸汽注入地下。烟气流程为首先通过锅炉的辐射段再经过对流段，通过烟囱排向大气。温度一般都在≥180℃。

高压部件的给水预热器是用于提高软化水进入锅炉对流段的温度，一般软化水的温度都很低，有的可能处出现低于10℃的情况。如果软化水温度太低进入锅炉对流段，就会造成锅炉对流段的表面温度太低，就会造成对流段翅片管表面冷凝，容易出现集灰现象，冷凝水呈弱酸性，长时间会造成碳钢炉管的腐蚀。所以给水预热器也是现用油田锅炉必须要的部件。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种模块化冷凝器装置，安装在现有注汽锅炉的尾部，显著降低排烟温度，高效利用排烟的显热和潜热。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术是一种模块化冷凝器装置，所述模块化冷凝器装置包括潜热换热器、显热换热器和引风机；所述显热换热器烟气侧入口端和锅炉烟气出口端相连接，所述显热换热器烟气出口端和潜热换热器烟气入口端相连，所述潜热换热器的烟气出口端与引风机的进口端相连接；所述显热换热器空气侧还设有与助燃空气换热的管道，所述管道出口端与注汽锅炉相连通；所述模块化冷凝器装置中潜热换热器设有加热锅给炉水流出和流出管路，所述流出管路上连接锅炉的柱塞泵；所述模块化冷凝器装置中设有锅炉烟气进入和排出管路，所述排出管路与大气相通。

在本实施例的一个优选实施例中，其中所述模块化冷凝装置内还设有自动化控制系统。

在本实施例的一个优选实施例中，其中所述潜热换热器和显热换热器为一体式换热器。

在本实施例的一个优选实施例中，其中所述潜热换热器和显热换热器均采用复合铝翅片管。

在本实施例的一个优选实施例中，其中所述潜热换热器下面设有冷凝水箱。进一步优选，冷凝水箱中的冷凝水为弱酸性，所述冷凝水在冷凝水箱处理达到排放要求后排放。

与现有技术相比，本发明创造具有以下优点：克服现有投用的油田注汽锅炉排烟温度高、天然气燃料能源利用率低的问题。

附图说明

图1是安装有本实用新型提供的模块化冷凝器装置的燃气注汽锅炉示意图。

图2是本实用新型提供的模块化冷凝器装置的结构示意图。

图中1为注汽锅炉、2为引风机、3为显热换热器、4为潜热换热器、5为烟道、6为燃烧器、7为鼓风机、8为冷凝水箱、9为烟气切换阀，10为模块化冷凝器装置。

具体实施方式

本实用新型提供一种模块化冷凝器装置，将模块化冷凝器装置加装在注汽锅炉的尾部，以显著降低排烟温度，并高效利用排烟中的显热和潜热。

以下通过实施例对本实用新型提供的模块化冷凝装置做进一步详细说明，以便更好理解本发明创造，但实施例的内容并不限制发明创造的保护范围。

如图1和图2所示，本实用新型提供的模块化冷凝器装置设置在注汽锅炉的尾部。模块化冷凝器装置主要由加热软水的潜热回收换热器、加热空气的显热换热器、引风风机、相应的连接风管和自动化控制系统组成。显热换热器入口端和烟气出口端相连接，所述显热换热器出口端和潜热换热器入口端相连，所述潜热换热器的出口端与引风机的进口端相连接，在显热换热器中设有与助燃空气换热的管道，所述管道出口端与注汽锅炉相连通。

注汽锅炉的水流程中设有从水处理来的带压软化除氧水接模块化冷凝器的软水进口接口的管路，冷凝器的软水出口管路上设有柱塞泵，柱塞泵提高压力（通常都在≥8MPa），后进入锅炉后将合格的蒸汽注入地下。烟气的流程中设有从锅炉尾部出来后进入接模块化冷凝器装置的烟气进口的管路，烟气离开模块化冷凝器装置后排除通往大气。锅炉的助燃空气流程中设有从模块化冷凝器装置空气进入和离开管路，加热的空气离开模块化冷凝器装置后送入锅炉。 

模块化冷凝装置中的潜热换热器和显热换热器均采用复合铝翅片管，可增加烟气侧换热面积，采用铝复合翅片管可以有效防止弱酸性冷凝水对换热器的腐蚀，提高换热器的寿命。潜热换热器和显热换热器优选做成一体式的换热器，有利于提高换热器的换热效果。在潜热复合换热器下面设置冷凝水箱，冷凝水箱内中冷凝水显示弱酸性，，冷凝水在冷凝水箱处理达到排放要求后排放。。

模块化冷凝器装置中潜热回收换热器段和显热换热器吸收锅炉尾部排烟中的显热和水蒸汽凝结所释放的潜热，把排烟温度降低到50℃左右，同时可以把进锅炉软化水的温度提高到≥60℃，比传统的注汽锅炉是热效率可以提高11%左右。不仅充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热，也把烟气中的CO₂和NO_x等有害成份也大大降低。

通过计算，目前国内燃气注汽锅炉燃烧后的烟气露点温度在≤60℃，一般在55℃左右。当软化水温度提高到≥60℃进入对流段以后，对流段翅片管就不可能出现冷凝。原有必须的高压部件给水预热器就可以旁路掉。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (6)

1.一种模块化冷凝器装置，其特征在于，所述模块化冷凝器装置包括潜热换热器、显热换热器和引风机；所述显热换热器烟气侧入口端和锅炉烟气出口端相连接，所述显热换热器烟气侧出口端和潜热换热器烟气侧入口端相连，所述潜热换热器烟气侧的出口端与引风机的进口端相连接；

所述显热换热器空气侧设有与助燃空气换热的管道，所述管道出口端与注汽锅炉相连通；

所述模块化冷凝器装置中潜热换热器设有加热锅炉给水流出和流出管路，所述流出管路连接锅炉柱塞泵；

所述模块化冷凝器装置中设有锅炉烟气进入和排出管路，所述排出管路与大气相通。

2.根据权利要求1所述的模块化冷凝器装置，其特征在于，所述模块化冷凝装置内还设有自动化控制系统。

3.根据权利要求1所述的模块化冷凝器装置，其特征在于，所述潜热换热器和显热换热器为一体式换热器。

4.根据权利要求1所述的模块化冷凝器装置，其特征在于，所述潜热换热器和显热换热器均采用复合铝翅片管。

5.根据权利要求1所述的模块化冷凝器装置，其特征在于，所述潜热换热器下面设有冷凝水箱。

6.根据权利要求5所述的模块化冷凝器装置，其特征在于，所述冷凝水箱中的冷凝水为弱酸性，冷凝水在冷凝水箱处理达到排放要求后排放。

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