CN214581819U - 锅炉烟气余热回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种锅炉烟气余热回收装置，该装置将烟道与热交换器连通，以将锅炉本体的热量传递至所述热交换器，水箱内的水通过循环水泵注入所述热交换器中，经由所述热交换器热交换成热水注回所述水箱内，注回所述水箱内的热水与冷水充分混合后进入所述锅炉本体中加热，可节约所述锅炉本体燃烧所需要的燃气，提高锅炉烟气余热回收的效率，降低有害气体的排放，减少环境的污染；另一方面，可防止水的温度过高，而导致所述水箱的质量安全不能保证的问题。

Description

锅炉烟气余热回收装置

技术领域

本申请涉及锅炉供水技术领域，具体涉及一种锅炉烟气余热回收装置。

背景技术

近年来，由于能源紧张，随着节能工作进一步开展，各种新型、节能先进炉型日趋完善。采用先进的燃烧装置强化了燃烧，降低了不完全燃烧量，空燃比也趋于合理。然而，降低排烟热损失和回收烟气余热的技术仍进展不快。烟气是一般耗能设备浪费能量的主要途径，燃煤、燃气等锅炉排烟耗能大约在15％。

锅炉的排烟温度一般超过100℃，直接排放无疑是能量的浪费，而且烟气中含有污染物颗粒，造成大气污染。烟气的余热回收通常是通过预热，回收部分热量。然而，现有的锅炉烟气余热回收器回收效率不高，造成热源浪费严重，同时环保效益差，不适合推广应用。

实用新型内容

为改善上述问题，本实用新型实施例提供一种锅炉烟气余热回收装置，旨在提高锅炉烟气余热回收的效率。

本实用新型提供一种锅炉烟气余热回收装置，包括：

锅炉本体，所述锅炉本体设有烟道和锅炉给水泵；

热交换器，与所述烟道连通，以将所述锅炉本体的热量传递至所述热交换器，所述热交换器设有第一进水口和第一出水口；

水箱，所述水箱设有第二进水口和第二出水口；

循环水泵，设有入口和出口；

其中，所述水箱的第二出水口与所述循环水泵的入口连通，所述循环水泵的出口与所述第一进水口连通，所述第二进水口与所述第一出水口连通，所述水箱内的水通过所述循环水泵注入所述热交换器中，经由所述热交换器热交换成热水注回所述水箱内，所述水箱设有第三出水口，所述第三出水口与所述锅炉给水泵的入口连通，所述锅炉给水泵的出口给所述锅炉本体供水。

在一些实施例中，所述锅炉烟气余热回收装置还包括循环水泵调节系统，所述循环水泵调节系统包括循环水泵调节装置、控制器和监测器，其中，所述监测器连接所述控制器，所述控制器连接所述循环水泵调节装置，所述循环水泵调节装置连接所述循环水泵，以调节所述循环水泵的启停、功率或频率大小。

在一些实施例中，所述循环水泵调节装置为变频器。

在一些实施例中，所述监测器包括锅炉开关监测器，所述锅炉本体与所述锅炉开关监测器连接，以监测所述锅炉本体的开关状态。

在一些实施例中，所述监测器包括水位监测器，所述水位监测器设于所述水箱内，以监测所述水箱内水位的高度。

在一些实施例中，所述监测器包括设于所述烟道中的温度监测器，以监测所述烟道中烟气的温度。

在一些实施例中，所述监测器包括设于所述第一进水口、第一出水口和/或所述水箱内的温度监测器，以监测所第一进水口、第一出水口和/或所述水箱中水的温度。

在一些实施例中，所述热交换器为双管板换热器。在一具体实施例中，所述双管板换热器包括管腔和管壁，所述管腔内设置有一个或多个管道，所述管壁上设有进气口、出气口、进水口和出水口，所述管道与所述进水口和出水口连接，以使所述烟道中的烟气通过所述进气口和所述出气口对所述管道中的水进行加热。

在一些实施例中，还包括软化水供水装置，所述软化水供水装置通过软化水供水管道与所述水箱连接，用于给所述水箱供冷水，所述软化水供水装置供应的冷水与所述热交换器热交换成的热水在水箱内混合，通过所述第三出水口注入所述锅炉本体。

在一些实施例中，所述水箱底部设置有排空口，可排空所述水箱中的水。

在一些实施例中，所述水箱侧壁设置有溢流口，以防止所述水箱内的水溢出。

在一些实施例中，所述水箱内设置有浮球阀，以控制所述水箱中的水位。

在一些实施例中，所述第二进水口和第一出水口，以及所述第二出水口、循环水泵和第一进水口之间通过管路连接，所述管路采用防腐蚀304不锈钢。

在一些实施例中，所述循环水泵采用格兰富进口水泵。

有益效果：

本实用新型提供一种锅炉烟气余热回收装置，该装置将所述烟道与所述热交换器连通，所述锅炉本体的热量传递至所述热交换器，所述水箱内的水通过所述循环水泵注入所述热交换器中，经由所述热交换器热交换成热水注回所述水箱内，注回所述水箱内的热水与水箱中的冷水充分混合后再进入所述锅炉本体中加热，经过预热的水再进入锅炉加热，可节约锅炉燃烧所需要的燃气，提高锅炉烟气余热回收的效率，降低有害气体的排放，减少环境的污染；另一方面，可防止水的温度过高，而导致所述水箱的质量安全不能保证的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。

图1是本申请实施例提供一种锅炉烟气余热回收装置的结构示意图。

图2是本申请实施例提供一种双管板换热器的结构示意图。

图3是本申请实施例提供一种循环水泵调节系统的结构示意图。

其中附图标记说明：

10-锅炉烟气余热回收装置；11-锅炉本体；12-水箱；111-烟道；13-热交换器；131-第一进水口；132-第一出水口；141-第二进水口；142-第二出水口；15-循环水泵；121-第三出水口；16-循环水泵调节系统；161-循环水泵调节装置；162-控制器；163-监测器；17-液位计；18-第一温度探头；19-第二温度探头；20-第三温度探头；21-第四温度探头；22-第五温度探头；23-双管板换热器；231-进气口；232-出气口；233-进水口；234-出水口；235-折流返；24-软化水供水装置；25-排空口；26-溢流口；27-浮球阀；28-锅炉给水泵。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”或“第五”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

现有的锅炉烟气余热回收器回收效率不高，造成热源浪费严重，同时环保效益差，不适合推广应用。

基于此，本实用新型实施例提供一种锅炉烟气余热回收装置，以下分别进行详细说明。

首先，请参阅图1，本实用新型提供一种锅炉烟气余热回收装置10，包括锅炉本体11、热交换器13和水箱12，其中：

所述锅炉本体11上设有烟道111，所述烟道111设有热交换器13。

所述热交换器13与所述烟道111连通，以将所述锅炉本体11的热量传递至所述热交换器13，所述热交换器13设有第一进水口131和第一出水口132。

所述水箱12设有第二进水口141和第二出水口142，所述第二出水口142与循环水泵15的入口连通，所述循环水泵15的出口与所述第一进水口131连通，所述第二进水口141与所述第一出水口132连通，所述水箱12内的水通过所述循环水泵15注入所述热交换器13中，经由所述热交换器13热交换成热水注回所述水箱12内，所述水箱12设有第三出水口121，所述第三出水口121与锅炉给水泵28的入口连通，所述锅炉给水泵28的出口给所述锅炉本体11供水。

本实施例提供一种锅炉烟气余热回收装置10，该装置将所述烟道111与所述热交换器13连通，所述锅炉本体11的热量传递至所述热交换器13，所述水箱内的水通过所述循环水泵15注入所述热交换器13中，经由所述热交换器13热交换成热水注回所述水箱12内，注回所述水箱12内的热水与水箱12中的冷水充分混合后再进入所述锅炉本体11中加热。经过预热的水再进入锅炉加热，可节约锅炉燃烧所需要的燃气，提高锅炉烟气余热回收的效率，降低有害气体的排放，减少环境的污染；另一方面，可防止水的温度过高，而导致所述水箱的质量安全不能保证的问题。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一实施例中，所述锅炉烟气余热回收装置10还包括循环水泵调节系统16，在一实施例中，如图3所示，所述循环水泵调节系统16包括循环水泵调节装置161、控制器162和监测器163，所述监测器163连接所述控制器162，所述控制器162连接所述循环水泵调节装置161，所述循环水泵调节装置161与图1中所示的所述循环水泵15连接，以调节所述循环水泵15的启停、功率或频率大小。

其中，所述监测器163用于采集所述锅炉烟气余热回收装置10的信息，例如烟气温度、水位高度等，并向所述控制器162发送信号。所述控制器162用于接收信号，生成控制命令，并向所述循环水泵调节装置161发出控制命令，所述循环水泵调节装置161根据接收的控制命令调节所述循环水泵15。

在一具体实施例中，所述控制器162为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)。

在一具体实施例中，所述循环水泵调节装置161为变频器，所述变频器用于调节所述循环水泵15的频率大小。

在另一具体实施例中，所述循环水泵调节装置161还可以为手动调节器，技术人员可根据所述监测器163的监测结果，手动调节所述循环水泵15的启停、功率或频率大小。

本实施例的有益效果在于在所述锅炉烟气余热回收装置10中设置循环水泵调节系统16，该循环水泵调节系统16包括循环水泵调节装置161、控制器162和监测器163，所述循环水泵调节装置161根据所述监测器163的监测结果，智能化调节所述循环水泵15的启停、功率或频率大小，一方面，保证所述锅炉烟气余热回收装置10的安全运转，另一方面，还能创造更大的节能效益和环保效益。

在一实施例中，所述监测器163包括锅炉开关监测器，所述锅炉本体11与所述锅炉开关监测器连接，以监测所述锅炉本体11的开关状态。所述锅炉开关监测器与所述循环水泵调节装置161连接。

当所述锅炉本体11开时，所述循环水泵调节装置161开启或调大所述循环水泵15的功率或频率大小；

当所述锅炉本体11关时，所述循环水泵调节装置161关闭或调小所述循环水泵15的功率或频率大小。

该实施例的有益效果在于通过所述循环水泵15与所述锅炉本体11的启停同步，从而实现智能化控制所述水箱12中的水与烟气之间的热交换。

在一实施例中，所述监测器163包括水位监测器，所述水位监测器设于所述水箱12内，以监测所述水箱12内水位的高度。在一具体实施例中，所述水位监测器为液位计17。

当所述液位计17指示所述水箱12中的水位大于第一阈值高度时，所述循环水泵调节装置161开启或调大所述循环水泵15的功率或频率大小；

当所述液位计17指示所述水箱12中的水位小于第二阈值高度时，所述循环水泵调节装置161关闭或调小所述循环水泵15的功率或频率大小。

需要说明的是，阈值高度的大小根据实际情况而定，只要能使所述第一阈值高度大于或等于所述第二阈值高度即可，此处不做具体限定。

该实施例的有益效果在于通过对所述水箱12中的水位高度控制，以防止所述水箱12中的水位高度过低，所述循环水泵15或所述锅炉给水泵的泵体进空气，而导致水泵的质量安全不能保证的问题。

在一实施例中，所述监测器163包括温度监测器，所述温度监测器设于所述烟道111中，以监测所述烟道111中烟气的温度。在一具体实施例中，所述温度监测器为温度探头，所述温度探头分为第一温度探头18和第二温度探头19，所述第一温度探头18和第二温度探头19分别设于所述热交换器13的上端和下端。用于监测所述热交换器13上下两端的烟气的温度。

当所述第一温度探头18和第二温度探头19指示所述热交换器13上下两端的烟气的温度大于第一阈值温度时，所述循环水泵调节装置161开启或调大所述循环水泵15的功率或频率大小；

当所述第一温度探头18和第二温度探头19指示所述热交换器13上下两端的烟气的温度小于第二阈值温度时，所述循环水泵调节装置161关闭或调小所述循环水泵15的功率或频率大小。

其中，所述第一阈值温度为150℃，所述第二阈值温度为130℃。需要说明的是，阈值温度的大小根据实际情况而定，只要能使所述第一阈值温度大于或等于所述第二阈值温度即可，此处不做具体限定。

在所述锅炉本体11与所述热交换器13运转的情况下，所述第一温度探头18和第二温度探头19测量出的温度数值大小一般不同，所述第一温度探头18测量的数值一般小于所述第二温度探头19的数值。所述第一阈值温度和所述第二阈值温度可以是所述第一温度探头18和第二温度探头19中的任意一个探头的温度，也可以是两个探头的平均温度。

该实施例的有益效果在于通过对所述循环水泵15受所述热交换器13上下两端的烟气的温度控制，以防止所述热交换器13上下两端的烟气的温度过低，所述烟道111或所述热交换器13管道中产生液体，而导致所述锅炉本体11的质量安全不能保证的问题。

在一实施例中，与上一实施例不同的是，所述温度监测器设于所述第一进水口131、第一出水口132和/或所述水箱12内，以监测所述第一进水口131、第一出水口132和/或所述水箱12中水的温度。在一具体实施例中，所述温度监测器为温度探头，所述温度探头分为第三温度探头20、第四温度探头21和第五温度探头22。其中，所述第三温度探头20和第四温度探头21分别设于所述热交换器13的进水口233和出水口234，用于监测所述热交换器13的进水温度和出水温度。所述第五温度探头22设于所述水箱12内，用于监测所述水箱12内的水的温度。

当所述第三温度探头20、第四温度探头21和/或第五温度探头22指示的温度小于第三阈值温度时，所述循环水泵调节装置161开启或调大所述循环水泵15的功率或频率大小；

当所述第三温度探头20、第四温度探头21和/或第五温度探头22指示的温度大于第四阈值温度时，所述循环水泵调节装置161关闭或调小所述循环水泵15的功率或频率大小。

其中，所述第三阈值温度为20℃，所述第四阈值温度为60℃。需要说明的是，以上阈值温度的大小仅为举例，在本申请的其他实施例中，还可以是其他的大小，只要能使所述第三阈值温度小于或等于所述第四阈值温度即可，具体此处不做限定。

在所述锅炉本体11与所述热交换器13运转的情况下，所述第三温度探头20、第四温度探头21和第五温度探头22测量出的温度数值大小一般不同，其中，所述第四温度探头21测量的数值一般大于第三温度探头20的数值。所述第三阈值温度和所述第四阈值温度可以是所述第三温度探头20、第四温度探头21和第五温度探头22中的任意一个探头的温度，也可以是三个探头的平均温度。

该实施例的有益效果在于通过对所述第一进水口131、第一出水口132和/或所述水箱12中水的温度控制，以防止所述第一进水口131、第一出水口132和/或所述水箱12中水的温度过高，而导致所述水箱12的质量安全不能保证的问题。

请参阅图2，在一些实施例中，所述热交换器13为双管板换热器23。在一具体实施例中，所述双管板换热器23包括管腔和管壁，所述管腔内设置有一个或多个管道，所述管壁上设有进气口231、出气口232、进水口233和出水口234，所述管道与所述进水口233和出水口234连接，以使所述烟道111中的烟气通过所述进气口231和所述出气口232对所述管道中的水进行加热。所述管腔内设置有多组折流返235，以将所述烟气和水充分的进行换热。

该实施例的有益效果在于通过设置双管板换热器23，可使所述锅炉本体11中产生的烟气与所述水箱12中的水进行充分的热交换，进而提高所述锅炉烟气余热回收的效率。

在一优选实施例中，所述锅炉烟气余热回收装置10还包括软化水供水装置24，所述软化水供水装置24通过软化水供水管道与所述水箱12连接，用于给所述水箱12供冷水，所述软化水供水装置24供应的冷水与所述热交换器13热交换成的热水在所述水箱12内混合，通过所述第三出水口121注入所述锅炉本体11。

在一优选实施例中，所述水箱12底部设置有排空口25，可排空所述水箱12中的水。

在一优选实施例中，所述水箱12侧壁设置有溢流口26，以防止所述水箱12内的水溢出。

在一优选实施例中，所述水箱12内设置有浮球阀27，以控制所述水箱12中的水位。

在一具体实施例中，所述第二进水口141和第一出水口132，以及所述第二出水口142、循环水泵15和第一进水口131之间通过管路连接，优选的，所述管路采用防腐蚀304不锈钢。

需要说明的是，本发明实施例没有另外限制所述循环水泵15，在一实施例中，所述循环水泵15为本领域常规的水泵，例如，格兰富进口水泵。

具体的，所述水箱12的体积为10m³，可以理解的是，以上体积仅为举例，在本申请其他实施例中，所述水箱12还可以是其他的体积，例如5m³、15m³、20m³或30m³，具体此处不做限定。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文其他实施例中的详细描述，此处不再赘述。

具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

为了更好地验证本发明实施例的有益效果，本发明还提供实验例。

以下为实验例具体内容：

实验例提供了如图1所示的锅炉烟气余热回收装置10，其中水箱中的水在未换热的情况下水温为25℃(初温)，在锅炉运转稳定时，测量所述第一温度探头18、第二温度探头19、第三温度探头20及第四温度探头21(末温)的温度，计算所述锅炉烟气余热回收装置10的节气率，得到表1中的数据。

表1：锅炉烟气余热回收装置10相关性能

序号	名称	单位	数据
				1	第一温度探头18(平均)	℃	130
2	第二温度探头19(平均)	℃	230
				3	第三温度探头20(平均)	℃	≤35
4	第四温度探头21(平均)	℃	60
				5	节气率	\	4～8％

其中，水的比热容是1卡/克·℃，即1克的水升高1度所需的热量为1卡。一升水升高1度需要热量为1千卡。根据公式1：

Q＝C * M *[T(末温)-T(初温)] (1)

式中，*代表乘号；Q代表热量；C代表比热容；M代表质量；

T(初温)代表物质加热前的温度；

T(末温)代表物质加热后的温度。

可以计算得出：如果将1000升水由25℃(初温)加热到60℃(末温)，所需要的热量为1000*1千卡/kg·℃*1kg*(60℃-25℃)＝35000千卡；使用热值为8400千卡/标准m³天然气，热效率为85％，则需要天然气为：35000千卡÷(8400千卡/标准m³*0.85)＝4.90m³天然气。

以上计算结果表明：1m³(1000升)的水升温从25℃到60℃需要4.9m³天然气。当水箱中水的体积为4m³时，需要19.6m³的天然气，也就是说，所述锅炉烟气余热回收装置10可以为所述锅炉每小时节约19.6m³的天然气，而在未进行锅炉余热回收的情况下，平均每小时需要天然气的量为236.0m³，因此，锅炉能在原基础上降低能耗约8.3％。考虑因负荷大小停炉影响和锅炉设备热量损失等，实际能耗降低值约为4％～8％左右。

从以上实验例中的数据可以得出结论：本实用新型可节约锅炉燃烧所需要的燃气，提高锅炉烟气余热回收的效率。

以上对本申请实施例所提供的一种锅炉烟气余热回收装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种锅炉烟气余热回收装置，其特征在于，包括：

锅炉本体，所述锅炉本体设有烟道和锅炉给水泵；

热交换器，与所述烟道连通，以将所述锅炉本体的热量传递至所述热交换器，所述热交换器设有第一进水口和第一出水口；

水箱，所述水箱设有第二进水口和第二出水口；

循环水泵，设有入口和出口；

其中，所述水箱的第二出水口与所述循环水泵的入口连通，所述循环水泵的出口与所述第一进水口连通，所述第二进水口与所述第一出水口连通，以将所述水箱内的水通过所述循环水泵注入所述热交换器中，经由所述热交换器热交换成热水注回所述水箱内，所述水箱设有第三出水口，所述第三出水口与所述锅炉给水泵的入口连通，所述锅炉给水泵的出口给所述锅炉本体供水。

2.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热回收装置，其特征在于，所述锅炉烟气余热回收装置还包括循环水泵调节系统，所述循环水泵调节系统包括循环水泵调节装置、控制器和监测器，所述监测器连接所述控制器，所述控制器连接所述循环水泵调节装置，所述循环水泵调节装置连接所述循环水泵。

3.根据权利要求2所述的锅炉烟气余热回收装置，其特征在于，所述监测器包括锅炉开关监测器，所述锅炉本体与所述锅炉开关监测器连接。

4.根据权利要求2所述的锅炉烟气余热回收装置，其特征在于，所述监测器包括水位监测器，所述水位监测器设于所述水箱内。

5.根据权利要求2所述的锅炉烟气余热回收装置，其特征在于，所述监测器包括设于所述烟道中的温度监测器。

6.根据权利要求2所述的锅炉烟气余热回收装置，其特征在于，所述监测器包括设于所述第一进水口、第一出水口和/或所述水箱内的温度监测器。

7.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热回收装置，其特征在于，所述热交换器为双管板换热器。

8.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热回收装置，其特征在于，所述锅炉烟气余热回收装置还包括：

软化水供水装置，所述软化水供水装置通过软化水供水管道给所述水箱供冷水，所述软化水供水装置供应的冷水与所述热交换器热交换成的热水在水箱内混合，通过所述第三出水口注入所述锅炉本体。

9.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热回收装置，其特征在于，所述水箱底部设置有排空口。

10.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热回收装置，其特征在于，所述水箱的侧壁设置有溢流口。

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