CN204962841U - 节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置，包括锅炉炉膛和与锅炉炉膛内部相连通的锅炉烟道，所述锅炉烟道内部设有烟道隔离阀，所述锅炉烟道下端设有低温烟气集箱，所述低温烟气集箱与烟囱相对接，所述锅炉烟道一侧设有上端和下端均与其内部相连通的烟气冷却器，所述位于烟气冷却器上方的锅炉烟道内设有锅炉省煤器，还包括低温热载体回流箱，所述低温热载体回流箱与烟气冷却器内部相连通，所述锅炉炉膛外一侧设有空气加热器，所述空气加热器分别通过管道与烟气冷却器和低温烟气集箱内部相连通。本实用新型的有益效果是，防止尾部烟道热交器管道及设备腐蚀，同时还可以提高锅炉效率，实用性强。

Description

节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置

技术领域

本实用新型涉及中小型电站锅炉设备改进，特别是一种节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置。

背景技术

在中小型火力发电厂，锅炉是直接燃烧燃料的设备，是直接消耗能源的关键设备，锅炉效率的高低也直接影响到发电燃料消耗的多少。对锅炉效率影响最大的因素就是排烟损失，锅炉排烟温度越高，锅炉热损失就越大，锅炉效率也就越低，所以，几乎所有锅炉尾部都设有余热回收装置。

为了回收锅炉尾部烟气余热，通常是根据烟气温度从高到低的流向，并根据热交换条件，依次设有蒸汽过热器、再热器(对超高压再热锅炉)、省煤器，烟气温度最低端余热回收装置的作用是利用锅炉低温烟气热量对锅炉燃烧所需的冷风进行预加热，习惯又称为空气预热器。

在空气预热器结构设计时，通常要考虑到制造成本与回收所得收益，同时还要保证烟气温度不能降得过低，否则就会造成燃料中必然存在的S燃烧后形成SO₂气体随烟气进入空气预热器，由于此区域温度较低，当管道金属温度低于酸露点温度时，管道表面形成稀硫酸结露，对管道行成酸腐蚀，造成设备损坏。

综合考虑以上因素，电站锅炉排烟温度一般都控制在140-160℃之间，也就是说，此温度被认为可以避免SO₂结露，防止酸腐蚀，同时又比较经济。

锅炉空气预热器结构通常采用光管式换热管，一般都安装在锅炉尾部烟道省煤器后，也是锅炉排烟最末端，也是温度最低端，烟气自上而下流动，空气预热器就安装在省煤器下部空间烟道内。

空气预热器一般采用以下两种结构：一种是传热管竖向安装，热烟气在管内从上向下流动，冷空气从锅炉尾部烟道后面或前面水平进入空气预热器管外侧横向流动，烟气中的热量以热传导方式传给管壁，管壁温度升高，管壁再将热量传给管外空气，将空气加热；另一种结构是传热管水平安装，烟气从管外自上而下流动，空气水平进入管内，烟气将热量传给管壁，然后管壁再将热量传给管内空气，从而加热空气。两种结构前者使用较多。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置。

实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置，包括锅炉炉膛和与锅炉炉膛内部相连通的锅炉烟道，所述锅炉烟道内部设有烟道隔离阀，所述锅炉烟道下端设有低温烟气集箱，所述低温烟气集箱与烟囱相对接，所述锅炉烟道一侧设有上端和下端均与其内部相连通的烟气冷却器，位于所述烟气冷却器上方的锅炉烟道内设有锅炉省煤器，还包括低温热载体回流箱，所述低温热载体回流箱与烟气冷却器内部相连通，所述锅炉炉膛外一侧设有空气加热器，所述空气加热器分别通过管道与烟气冷却器和低温烟气集箱内部相连通，所述空气加热器上端通过热风管道与锅炉炉膛内部相连通，所述空气加热器下端设有与其内部相连通的送风机。

所述烟气冷却器上设有热载体出口母管和热载体入口母管，所述低温热载体回流箱分别通过热载体出口母管和热载体入口母管与烟气冷却器内部相连通。

所述空气加热器上分别设有与其内部相连通的热载体进口集箱和热载体出口集箱，所述热载体进口集箱与烟气冷却器上的热载体出口母管相对接，所述热载体出口集箱与温热载体回流箱内部相连通。

所述热载体入口母管与低温热载体回流箱的连接处设有热载体循环泵。

所述空气加热器下端设有与其内部相连通的冷风道，所述空气加热机通过冷风道与送风机相对接。

所述低温烟气集箱下端设有与其内部相连通的引风机入口烟道，所述烟囱上设有与其内部相连通的引风机出口烟道，所述引风机分别与一端与引风机入口烟道和引风机出口烟道相对接。

所述热载体出口母管与热载体进口集箱的连接处设有流量调节阀。

位于所述流量调节阀与低温热载体回流箱之间的热载体出口母管上设有一号调节阀后阀门。

所述热载体进口集箱上设有二号调节阀后阀门。

所述烟气冷却器上端与锅炉烟道的连通处设有炉外烟道切换阀。

利用本实用新型的技术方案制作的节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置，深度回收低温烟气热量，提高锅炉热效率，同时又能保证余热回收装置不被酸腐蚀，延长回收装置使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型所述节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置工作原理图；

图2是本实用新型所述节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置的局部放大图；

图3是本实用新型所述传统技术锅炉尾部余热回收装置工作原理图；

图中，1、锅炉省煤器；2、锅炉烟道；3、炉外烟道切换阀；4、烟气冷却器；5、低温烟气集箱；6、引风机；7、引风机出口烟道；8、烟囱；9、送风机；10、冷风道；11、空气加热器；12、热风管道；13、烟道隔离阀；14、热载体循环泵；15、热载体入口母管；16、热载体出口母管；17、流量调节阀；18、一号调节阀后阀门；19、低温热载体回流箱；20、二号调节阀后阀门；21、热载体进口集箱；22、热载体出口集箱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体描述，如图1-3所示，一种节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置，包括锅炉炉膛和与锅炉炉膛内部相连通的锅炉烟道(2)，所述锅炉烟道(2)内部设有烟道隔离阀(13)，所述锅炉烟道(2)下端设有低温烟气集箱(5)，所述低温烟气集箱(5)与烟囱(8)相对接，所述锅炉烟道(2)一侧设有上端和下端均与其内部相连通的烟气冷却器(4)，位于所述烟气冷却器(4)上方的锅炉烟道(2)内设有锅炉省煤器(1)，还包括低温热载体回流箱(19)，所述低温热载体回流箱(19)与烟气冷却器(4)内部相连通，所述锅炉炉膛外一侧设有空气加热器(11)，所述空气加热器(11)分别通过管道与烟气冷却器(4)和低温烟气集箱(5)内部相连通，所述空气加热器(11)上端通过热风管道(12)与锅炉炉膛内部相连通，所述空气加热器(11)下端设有与其内部相连通的送风机(9)；所述烟气冷却器(4)上设有热载体出口母管(16)和热载体入口母管(15)，所述低温热载体回流箱(19)分别通过热载体出口母管(16)和热载体入口母管(15)与烟气冷却器(4)内部相连通；所述空气加热器(11)上分别设有与其内部相连通的热载体进口集箱(21)和热载体出口集箱(22)，所述热载体进口集箱(21)与烟气冷却器(4)上的热载体出口母管(16)相对接，所述热载体出口集箱(22)与温热载体回流箱(19)内部相连通；所述热载体入口母管(16)与低温热载体回流箱(19)的连接处设有热载体循环泵(14)；所述空气加热器(11)下端设有与其内部相连通的冷风道(10)，所述空气加热机(11)通过冷风道(10)与送风机(9)相对接；所述低温烟气集箱(5)下端设有与其内部相连通的引风机入口烟道，所述烟囱(8)上设有与其内部相连通的引风机出口烟道(7)，所述引风机(6)分别与一端与引风机入口烟道和引风机出口烟道(8)相对接；所述热载体出口母管(16)与热载体进口集箱(21)的连接处设有流量调节阀(17)；位于所述流量调节阀(17)与低温热载体回流箱(19)之间的热载体出口母管(16)上设有一号调节阀后阀门(18)；所述热载体进口集箱(21)上设有二号调节阀后阀门(20)；所述烟气冷却器(4)上端与锅炉烟道(2)的连通处设有炉外烟道切换阀(3)。

本技术方案的特点为，锅炉烟道内部设有烟道隔离阀，锅炉烟道下端设有低温烟气集箱，低温烟气集箱与烟囱相对接，锅炉烟道一侧设有上端和下端均与其内部相连通的烟气冷却器，位于烟气冷却器上方的锅炉烟道内设有锅炉省煤器，还包括低温热载体回流箱，低温热载体回流箱与烟气冷却器内部相连通，锅炉炉膛外一侧设有空气加热器，空气加热器分别通过管道与烟气冷却器和低温烟气集箱内部相连通，空气加热器上端通过热风管道与锅炉炉膛内部相连通，空气加热器下端设有与其内部相连通的送风机。根据锅炉运行状态、烟气温度高低，用旁路烟道阀门控制换热器进口烟气温度；做到有选择的开启余热回收装置时间，避开低温烟气接触换热器条件，避免了酸露点腐蚀的可能性；避免酸露点腐蚀后，可以大大提高设备使用寿命，由于避开了酸腐蚀条件，使用寿命可达到5年以上；减少了更换空气预热器次数，节省了投资，更重要的是，减少更换设备占用时间，从而可减少影响发电时间带来的间接经济效益。

在本技术方案中，燃料在炉膛燃烧后产生高温烟气，经过逐级受热面吸热降温后，再通过锅炉省煤器进一步降温后，从省煤器下部排出，通过锅炉竖烟道，进入炉外烟道切换阀，然后经过烟气冷却器，被烟气冷却器中的载热液体冷却降温，温度降低后的烟气进入低温烟气集箱，由引风机抽出炉外加压后，再通过烟道进入烟囱排大气。经过烟气冷却器后载热液体温度升高，通过管道进入置于锅炉外部的空气加热器管道内，来自大气的空气进入送风机加压，通过冷风道进入空气加热器管道外侧，与载热体进行热交换，空气被加热，载热体温度降低，然后再回流到热载体箱，重新进入载热体循环泵加压，再进入烟气冷却器与之进行热交换，烟气被冷却降温，热载体被加热，加热后载热体再通过由温度控制的自动调节阀调节后载热体重复循环。调节阀的作用是保证烟气冷却器出口处的载热体温度温度高于硫酸结露点温度以上，继而保证金属表面温度不至于发生硫酸结露，也就保证了不会发生腐蚀。

在本技术方案中，采用中间载热介质作为传递热媒，可以实现中间载热介质与低温烟气完全实现逆流换热，使低温烟气温度场分布更均匀，在同样避免酸露点温度条件下，可以将烟气温度降得更低，从而可以提高热能回收率。以燃用焦炉煤气的锅炉为例，烟气温度每降低16-17℃，锅炉效率提高1％，若原锅炉排烟温度按照160℃计，若能将排烟温度降到130℃，锅炉效率大约可提高1.5％。以一台18MW高温高压发电机组配套的1台75t/h焦炉煤气为例，上网电价按照0.4元/kW.h计算，年运行时间按照7500小时，由于锅炉效率的提高，每年可以增加发电收入81万元。

在技术方案中，采用高效翅片管作为换热元件，提高热能回收率，更进一步降低烟气温度，提高热能回收率。此外，比原空气预热器总体烟气阻力和空气阻力都下降，节约了风机用电消耗。同时低温余热载热介质与锅炉所需燃烧空气也采用完全逆流换热，可以进一步提高进入锅炉的热风温度，最大限度提高锅炉效率。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置，包括锅炉炉膛和与锅炉炉膛内部相连通的锅炉烟道(2)，其特征在于，所述锅炉烟道(2)内部设有烟道隔离阀(13)，所述锅炉烟道(2)下端设有低温烟气集箱(5)，所述低温烟气集箱(5)与烟囱(8)相对接，所述锅炉烟道(2)一侧设有上端和下端均与其内部相连通的烟气冷却器(4)，位于所述烟气冷却器(4)上方的锅炉烟道(2)内设有锅炉省煤器(1)，还包括低温热载体回流箱(19)，所述低温热载体回流箱(19)与烟气冷却器(4)内部相连通，所述锅炉炉膛外一侧设有空气加热器(11)，所述空气加热器(11)分别通过管道与烟气冷却器(4)和低温烟气集箱(5)内部相连通，所述空气加热器(11)上端通过热风管道(12)与锅炉炉膛内部相连通，所述空气加热器(11)下端设有与其内部相连通的送风机(9)。

2.根据权利要求1所述的节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置，其特征在于，所述烟气冷却器(4)上设有热载体出口母管(16)和热载体入口母管(15)，所述低温热载体回流箱(19)分别通过热载体出口母管(16)和热载体入口母管(15)与烟气冷却器(4)内部相连通。

3.根据权利要求1所述的节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置，其特征在于，所述空气加热器(11)上分别设有与其内部相连通的热载体进口集箱(21)和热载体出口集箱(22)，所述热载体进口集箱(21)与烟气冷却器(4)上的热载体出口母管(16)相对接，所述热载体出口集箱(22)与温热载体回流箱(19)内部相连通。

4.根据权利要求2所述的节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置，其特征在于，所述热载体入口母管(16)与低温热载体回流箱(19)的连接处设有热载体循环泵(14)。

5.根据权利要求1所述的节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置，其特征在于，所述空气加热器(11)下端设有与其内部相连通的冷风道(10)，所述空气加热机(11)通过冷风道(10)与送风机(9)相对接。

6.根据权利要求1所述的节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置，其特征在于，所述低温烟气集箱(5)下端设有与其内部相连通的引风机入口烟道，所述烟囱(8)上设有与其内部相连通的引风机出口烟道(7)，所述引风机(6)分别与一端与引风机入口烟道和引风机出口烟道(8)相对接。

7.根据权利要求2所述的节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置，其特征在于，所述热载体出口母管(16)与热载体进口集箱(21)的连接处设有流量调节阀(17)。

8.根据权利要求2所述的节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置，其特征在于，位于所述流量调节阀(17)与低温热载体回流箱(19)之间的热载体出口母管(16)上设有一号调节阀后阀门(18)。

9.根据权利要求3所述的节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置，其特征在于，所述热载体进口集箱(21)上设有二号调节阀后阀门(20)。

10.根据权利要求1所述的节能防腐型锅炉低温烟气余热回收装置，其特征在于，所述烟气冷却器(4)上端与锅炉烟道(2)的连通处设有炉外烟道切换阀(3)。