CN206037002U

CN206037002U - 冷凝蒸汽锅炉

Info

Publication number: CN206037002U
Application number: CN201620768300.9U
Authority: CN
Inventors: 江维光; 赵慧武; 李军; 张春雨; 李金伟
Original assignee: Beijing Hualin United Heat Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Hualin United Heat Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2016-07-19
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2026-07-19

Abstract

本实用新型实施例提供了一种冷凝蒸汽锅炉，该冷凝蒸汽锅炉产生的烟气与锅炉给水直接接触进行热交换。本实用新型实施例提供的冷凝蒸汽锅炉能够提高锅炉效率，节约燃料，节约水资源。

Description

冷凝蒸汽锅炉

技术领域

本实用新型涉及锅炉技术领域，特别是涉及一种冷凝蒸汽锅炉。

背景技术

锅炉排烟温度过高是造成锅炉效率低的主要原因之一，一般燃气锅炉的排烟温度约为120～140℃，锅炉的排烟损失在6～7％左右。锅炉燃料耗量增加，浪费能源。

锅炉排烟中的水蒸汽将带走大量的汽化潜热，大量的能源被浪费。也造成锅炉效率低，燃料耗量增加。天然气和氧气完全燃烧是时放出热量值为39842千焦，其中经常用于计算的为低位发热值，其值为35906千焦，剩余的部分热量为水的汽化潜热，为3936千焦。此部分热量随着烟气排入大气，形成能源浪费。

锅炉排放烟气NO_x含量超高，是造成大气污染的主要原因之一，近年来国家对大气污染治理力度逐年增加，要求锅炉烟气NO_x含量在控制在100mg/m³以下。

普通锅炉换热过程为，烟气先对受压金属换热，受压金属再对内部的工质换热，造成锅炉对流换热系数过低，为达到换热量不变，必须增加锅炉受热面积，造成锅炉受压部分钢材耗量增加，锅炉成本过高。

实用新型内容

本实用新型提供一种冷凝蒸汽锅炉，能够解决现有技术中锅炉不环保节能、效率低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种冷凝蒸汽锅炉，冷凝蒸汽锅炉产生的烟气与锅炉给水直接接触进行热交换。

其中，冷凝蒸汽锅炉包括冷凝换热器，冷凝换热器的内部设有淋水盘，淋水盘具有多个孔，给水穿越多个孔与烟气进行热交换。

淋水盘为多个，且在竖直方向上间隔设置。

其中，相邻的淋水盘其中一个一端与冷凝换热器的左壁连接，另一端与冷凝换热器的右壁不连接；相邻的淋水盘另一个一端与冷凝换热器的左壁不连接，另一端与冷凝换热器的右壁连接。

冷凝换热器可以根据具体情况做成任意形状，内部淋水盘也可以做成任意形状，比如矩形、圆形、圆环形状等，其传热原理不变。

其中，冷凝换热器的上部设有给水入口和烟气出口，冷凝换热器的下部设有给水出口和烟气入口，锅炉给水通过重力由上往下进入冷凝换热器与由下往上的烟气进行直接接触，烟气出口连接有烟囱。

其中，冷凝蒸汽锅炉还包括鼓风机、空气预热器和燃烧器，空气预热器具有第一空气口和第二空气口，鼓风机通过管道与第一空气口连接，燃烧器通过管道与第二空气口连接，鼓风机吸收的空气经由第一空气口传至空气预热器，空气预热器将接收到的空气加热至预设温度并通过第二空气口传至燃烧器。

其中，冷凝蒸汽锅炉还包括锅炉本体，锅炉本体与燃烧器连接，锅炉本体上设有用于当作蒸汽空间的汽包结构。

其中，空气预热器具有第三烟气口和第四烟气口，锅炉本体通过管道与第三烟气口连接，第四烟气口通过烟道与换热器烟气进口连接。

其中，冷凝蒸汽锅炉还包括水泵，水泵一端与给水出口连接，另一端与锅炉本体连接。

其中，燃烧器为全预混结构表面燃烧器。

本实用新型实施例提供的冷凝蒸汽锅炉将产生的烟气与锅炉给水直接接触进行热交换。本实用新型实施例提供的冷凝蒸汽锅炉能够提高锅炉效率，节约燃料，节约水资源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本实用新型冷凝蒸汽锅炉一实施例的结构示意简图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1是本实用新型冷凝蒸汽锅炉一实施例的结构示意简图。本实用新型实施例的冷凝蒸汽锅炉产生的烟气与锅炉给水直接接触进行热交换。具体而言，该冷凝蒸汽锅炉包括鼓风机11、空气预热器12、燃烧器13、锅炉本体14、汽包结构15、水泵16、冷凝换热器17和烟囱18。

鼓风机11用于输送空气至燃烧器13进行燃烧。

空气预热器12用于对空气进行预热，并将预热后的空气传输至燃烧器13，以提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗。在本实施例中，空气预热器12具有第一空气口121、第二空气口122、第三烟气口123以及第四烟气口124。第一空气口121与鼓风机11通过风道连接，第二空气口122与燃烧器13通过风道连接，鼓风机11吸收的空气经由第一空气口121传至空气预热器12，空气预热器12将接收到的空气加热至预设温度并通过第二空气口122传至燃烧器13。

燃烧器13接收被空气预热器12加热的空气。为了节能环保，本实施例采用全预混结构表面燃烧器13。全预混结构表面燃烧器13能将锅炉烟气NO_x含量在控制在30mg/m³以下，低于国家要求标准。

锅炉本体14为锅炉燃烧的场所以及工作的主要元件。在本实施例中，为了减轻锅炉本体14的整体重量，在锅炉本体14上设有用于当作蒸汽空间的汽包结构15。通过单独设置汽包结构15，在锅炉本体14上不再需要蒸汽空间，从而减小了锅炉本体14的整体尺寸，降低了锅炉本体14的整体重量。经实用新型人研究发现，通过该种设置，可将锅炉本体14的筒身直径减小200-400mm。锅炉本体14通过烟道与第三烟气口123连接。

水泵16用于为冷凝蒸汽锅炉提供水源。在本实施例中，水泵16优选为给水泵16，给水泵16能够根据实际情况调整自身的供水水量，给水泵16的一端与锅炉本体14连接。

冷凝换热器17为本实施例中冷凝蒸汽锅炉产生的烟气与锅炉给水直接接触进行热交换的场所。具体而言，冷凝换热器17的内部设有淋水盘171，淋水盘171具有多个孔，锅炉给水穿越多个孔与烟气进行热交换。优选地，淋水盘171为多个，且在竖直方向上间隔设置。通过设置多个淋水盘171能在一定程度上减缓烟气上升的速度，延长气水交换的时间。进一步地，相邻的淋水盘171其中一个一端与冷凝换热器17的左壁172连接，另一端与冷凝换热器17的右壁173不连接；相邻的淋水盘另一个一端与冷凝换热器17的左壁172不连接，另一端与冷凝换热器17的右壁173连接。使得烟气上升需要绕弯(烟气曲线上升)，进一步延长了气水交换的时间。在本实施例中，淋水盘171为筛状多孔钢板，锅炉给水通过多个孔分散成多股细小的水流，水流呈柱状或水滴状，不会被烟气带走，热交换效果好。

冷凝换热器17的上部设有给水入口173和烟气出口174，冷凝换热器17的下部设有给水入口175和烟气出口176，锅炉给水在冷凝换热器内，通过重力由上往下与由下往上的烟气进行直接接触，烟气出口174连接有烟囱18。第四烟气口124通过烟道与烟气进口175连接，水泵16一端与给水出口176连接。

以上介绍了冷凝蒸汽锅炉的具体结构，下面说明该冷凝蒸汽锅炉的工作过程。

常温下的空气通过鼓风机11收集并输送至空气预热器12的第一空气口121，空气预热器12将接收到的空气加热至预设温度，并通过第二空气口122传输至燃烧器13，燃烧器13将接收到的空气在锅炉本体14内进行燃烧，从而对锅炉本体14内的水进行加热，燃烧器13产生的高温烟气通过第三烟气口123传入空气预热器12，在空气预热器12内部进行热交换使得烟气降温，降温后的烟气通过烟道经由烟气进口175从冷凝换热器17的下部进入，结合从冷凝换热器17上部给水，在冷凝换热器17内部进行直接接触并热转换，锅炉给水温度增加，烟气温度降低，温度降低后的烟气经由烟气出口174通过烟囱18排出，温度增加后的锅炉给水通过出水口176流入至给水泵16，机水泵16根据需要将有一定温度的锅炉给水注入至锅炉本体14进行水循环，并且此时锅炉给水具有一定温度，可提高锅炉的热交换性能。

以上整个过程均可由程序自动控制，可实现无人值守。

本实用新型实施例的冷凝蒸汽锅炉具有以下优点：

1、气水直接换热系数是普通锅炉换热系数的200倍，保证锅炉受压部分受热面减少，而锅炉的整体换热量不变。

2、使用冷凝换热器将锅炉排烟温度控制在40～50℃，烟气中的水蒸汽全部冷凝成水，放出汽化潜热，提高锅炉效率，节约燃料，节约水资源。天然气和氧气完全燃烧是时放出热量值为39842千焦，其中经常用于计算的为低位发热值，其值为35906千焦，剩余的部分热量为水的汽化潜热，为3936千焦。锅炉完全冷凝后，吸收全部潜热，与低位发热值的比为3936/35960＝0.10962，约为9～11％。按常规燃气锅炉每蒸吨燃气耗量75m³/h计算，锅炉效率提高11％可节约燃气8.25m³/h左右，锅炉长期运行，效益非常大。

3、气水直接换热，用锅炉给水冷却烟气，同时水温升高，氧的溶解度降低，析出氧气，因此不用安装除氧器，减少了业主的一次性投资。

4、低氮式燃烧器能将锅炉烟气NO_x含量在控制在30mg/m³以下，低于国家要求标准。

5、常规锅炉排烟温度在120～140℃左右，锅炉的排烟损失为6～7％左右，增加冷凝换热器后，排烟温度仅为50℃，锅炉排烟损失仅为2％左右，锅炉效率提高约4.5％，按常规燃气锅炉每蒸吨燃气耗量75m³/h计算，锅炉效率提高4.5％可节约燃气4m³/h左右，锅炉长期运行，效益非常大。

6、常规燃气非冷凝的锅炉效率在92％左右，冷凝锅炉则为92％+11％+4.5％＝107.5％，锅炉效率高。

7、第二项和第五项两项总计节约燃气12.25m³/h，每天按运行10h计算，总计节约12.25m³/h*10h*2.4元/m³＝294元。也就是说，一台1蒸吨的锅炉，一天运行10小时，就可节约294元，一个月节约8820元，这是1吨锅炉计算结果，如果锅炉吨位增加，节约费用也会按比例成倍增加。

8、淋水盘式冷凝换热器是常压设备，强度要求低于承压部分，钢板厚度小于承压部件，锅炉整体重量轻。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种冷凝蒸汽锅炉，其特征在于，所述冷凝蒸汽锅炉产生的烟气与锅炉给水直接接触进行热交换。

2.根据权利要求1所述的冷凝蒸汽锅炉，其特征在于，所述冷凝蒸汽锅炉包括冷凝换热器，所述冷凝换热器的内部设有淋水盘，所述淋水盘具有多个孔，所述给水穿越所述多个孔与所述烟气在烟气空间进行热交换。

3.根据权利要求2所述的冷凝蒸汽锅炉，其特征在于，所述淋水盘为多个，且在竖直方向上间隔设置。

4.根据权利要求3所述的冷凝蒸汽锅炉，其特征在于，相邻的所述淋水盘其中一个一端与所述冷凝换热器的左壁连接，另一端与所述冷凝换热器的右壁不连接；相邻的所述淋水盘另一个一端与所述冷凝换热器的左壁不连接，另一端与所述冷凝换热器的右壁连接。

5.根据权利要求4所述的冷凝蒸汽锅炉，其特征在于，所述冷凝换热器的上部设有给水入口和烟气出口，所述冷凝换热器的下部设有烟气进口和给水出口，所述给水通过重力由上往下进入所述冷凝换热器与由下往上的所述烟气进行直接接触换热，所述烟气出口连接有烟囱。

6.根据权利要求5所述的冷凝蒸汽锅炉，其特征在于，所述冷凝蒸汽锅炉还包括鼓风机、空气预热器和燃烧器，所述空气预热器具有第一空气口和第二空气口，所述鼓风机通过管道与所述第一空气口连接，所述燃烧器通过管道与所述第二空气口连接，所述鼓风机吸收的空气经由第一空气口传至所述空气预热器，所述空气预热器将接收到的空气加热至预设温度并通过所述第二空气口传至所述燃烧器。

7.根据权利要求6所述的冷凝蒸汽锅炉，其特征在于，所述冷凝蒸汽锅炉还包括锅炉本体，所述锅炉本体与所述燃烧器连接，所述锅炉本体上设有用于当作蒸汽空间的汽包结构。

8.根据权利要求7所述的冷凝蒸汽锅炉，其特征在于，所述空气预热器具有第三烟气口和第四烟气口，所述锅炉本体通过烟道与所述第三烟气口连接，所述第四烟气口通过烟道与所述烟气进口连接。

9.根据权利要求7所述的冷凝蒸汽锅炉，其特征在于，所述冷凝蒸汽锅炉还包括水泵，所述水泵一端与所述换热器给水出口连接，另一端与所述锅炉本体连接。

10.根据权利要求6-9任一项所述的冷凝蒸汽锅炉，其特征在于，所述燃烧器为全预混结构表面燃烧器。