CN217057589U - 一种烟气余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种烟气余热利用系统，包括蒸汽联箱、管壳式烟气换热器本体、集水联箱、终端热用户和凝结水箱；所述管壳式烟气换热器本体输入端连接集水联箱，输出端连接蒸汽联箱；管壳式烟气换热器本体设置在烟流经处；蒸汽联箱的输出端连接终端热用户，终端热用户连接凝结水箱，凝结水箱的输出端连接至集水联箱。该系统利用烟气余热，以负压环境低温过热蒸汽为传热介质，为多个终端提供热量的烟气余热利用，采用低温过热蒸汽作为热媒介质能够大幅降低热媒介质流量并提供符合热用户工艺需求的热媒介质。

Description

一种烟气余热利用系统

技术领域

本实用新型涉及烟气余热利用领域，具体为一种烟气余热利用系统。

背景技术

传统烟气余热利用系统均采用水为传热介质。常规方案有两种，一种是利用烟气余热直接加热凝结水，排挤汽机抽汽返回汽机做功，降低机组热耗；另一种是利用烟气余热加热热媒水，热媒水用吸收的热量加热空预器入口冷风，减轻空预器冷端腐蚀。因水的比热较低，仅为～4.2kJ/kg·℃。当系统烟温较高、回收余热量较大时，会造成以下不利情况：1.系统冷却水流量巨大，需设置大流量高扬程的凝结水升压泵或热媒水循环泵，泵功耗较大；2.整个余热回收系统的水管道管径较大、较长，管道安装初投资较大；3.余热回收系统上各个终端换热器只能利用水的显热，终端热用户换热器换热系数低，为保证换热量，须增大换热面积。换热设备投资较大。4.热媒水系统本身需储存够足够的热量后，才能参与下一步的热量传递工作。因此系统启动慢、无效耗热量大。

传统烟气余热利用系统具备以下缺点：采用不饱和的液态水为传热介质，整个余热利用系统电耗高、热耗高、水耗大，运行、投资成本高且集成化程度低，传热介质为不饱和水，不符合部分如脱硫废水系统处理系统对热媒介质的要求。

实用新型内容

为解决传统系统的以上缺点，提供了一种烟气余热利用系统，该系统利用烟气余热，以负压环境低温过热蒸汽为传热介质，为多个终端提供热量的烟气余热利用，采用低温过热蒸汽作为热媒介质能够大幅降低热媒介质流量。

为了实现介质的相态转化，本实用新型采用的技术方案包括：

一种烟气余热利用系统，包括蒸汽联箱、管壳式烟气换热器本体、集水联箱、终端热用户和凝结水箱；

所述管壳式烟气换热器本体输入端连接集水联箱，输出端连接蒸汽联箱；管壳式烟气换热器本体设置在烟气流经处；蒸汽联箱的输出端连接终端热用户，终端热用户连接凝结水箱，凝结水箱的输出端连接至集水联箱，所述凝结水箱顶部设置有负压系统。

可选的，所述凝结水箱的输出端通过凝结水回水泵连接至集水联箱。

可选的，所述终端热用户包括多个并联的支路，多个支路上分别设置有脱硫废水处理加热器、凝结水加热器、空预器入口暖风器。

可选的，所述多个支路上均设置有终端热用户汽侧阀门。

可选的，所述负压系统包括汽液分离器、真空泵；汽液分离器的输入端与凝结水箱连接，汽液分离器的出液端与凝结水箱连接，汽液分离器的出汽端与真空泵连接。

可选的，所述凝结水箱侧壁底部设置有排污口，排污口与排污管道连接。

可选的，所述管壳式烟气换热器本体长度方向与烟气流动方向垂直。

可选的，所述烟气余热利用系统的所有管路形成密闭的循环系统。

与现有技术相比，本实用新型优点在于：

本实用新型利用水—蒸汽相变过程吸收汽化潜热，由蒸汽联箱、管壳式烟气换热器本体、集水联箱、终端热用户和凝结水箱组成循环利用系统；单位流量的介质可以携带更多热量。因此能够大幅降低余热利用系统的热媒介质流量，从而缩短系统启动时间、大幅降低无效热耗及运行电耗。采用低温过热蒸汽的烟气余热系统，可将热媒介质统一分配给如脱硫废水处理系统在内的各个热用户，不必单设子系统加热器。提高了系统的集成化程度。

进一步，对于整个烟气余热利用系统内的终端热用户换热器来说，蒸汽换热器相较于水媒换热器，具有更高的换热系数。在换热量不变的情况下，采用过热蒸汽为媒介的换热器能够大幅降低换热面积，从而节约设备初投资。特别是提高空预器入口冷风温度、空预器出口的排烟温度，可预防甚至避免运行过程中发生空预器“冷端腐蚀”、“硫酸氢铵结晶”等不利情况。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。在附图中：

图1是负压低温多用途烟气余热利用系统示意图。

图中代号含义：1-蒸汽联箱；2-管壳式烟气换热器本体；3-集水联箱；4-终端热用户；5-凝结水箱；6-汽液分离器；7-真空泵；8-凝结水回水泵。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

针对利用烟气余热加热热媒水的传统技术方案，本实用新型在充分研究现有烟气余热利用装置的基础上，提出了一种采用负压、低温过热蒸汽作为热媒介质，利用烟气余热为多个终端热用户提供热量的换热器。此系统不仅能够将分散布置在尾部烟道上的多个换热器合并集成，除了加热空预器入口冷风、凝结水，甚至可以为脱硫废水处理系统提供满足工艺要求的蒸汽作为热源。还具有缩短系统启动时间、降低系统无效热耗、电耗、水耗，节约设备投资的优点。具有明显的社会效益。

参见图1，本实用新型旨在构建一种负压环境下利用烟气余热，产生低温过热蒸汽的换热系统。基于此目的，设计了一种由蒸汽联箱1、管壳式烟气换热器本体2、集水联箱3、终端热用户4、凝结水箱5、汽液分离器6、真空泵7、凝结水回水泵8、组成的烟气余热利用系统。

管壳式烟气换热器本体2输入端连接集水联箱3，输出端连接蒸汽联箱1，烟气垂直经过管壳式烟气换热器本体2。蒸汽联箱1的输出端连接终端热用户4，终端热用户4连接凝结水箱5，凝结水箱5的输出端通过凝结水回水泵8连接至集水联箱3；所述凝结水箱5顶部设置有负压系统。

本实用新型针对性地将热媒介质由“不饱和水”改为“负压低温过热蒸汽”。由于在标准大气压下，水的汽化潜热高达～2260kJ/kg，是每千克液态热媒水携带热量的约530倍。采用低温过热蒸汽作为热媒介质能够大幅降低热媒介质流量。

本实用新型的技术特点具体体现在：

1.提高空预器入口冷风温度，使得炉膛内温度提高、锅炉效率提高、缓解空预器出口低温腐蚀和冷端硫酸氢铵结晶；

2.空预器入口冷风温度提高，会进一步造成锅炉空预器出口排烟温度上升，在低温省煤器热端端差不变的情况下，可以提高热媒蒸汽的过热度；

3.在低温省煤器汽侧上添加抽真空设备，选取适当、经济的系统真空度，尽可能降低蒸汽(水)的饱和温度。

具体地，终端热用户4包括多个并联的支路，多个支路上分别设置有脱硫废水处理加热器、凝结水加热器、空预器入口暖风器等，具体根据情况可以增加。多个支路上均设置有终端热用户汽侧阀门。

具体地，终端热用户4包括多个并联的支路，多个支路上分别设置有脱硫废水处理加热器、凝结水加热器、空预器入口暖风器。所述多个支路上均设置有终端热用户汽侧阀门。

所述凝结水箱5顶部负压系统包括汽液分离器6、真空泵7，汽液分离器6输入端与凝结水箱5连接，出液端与凝结水箱5连接，返回液体，出汽端与真空泵7连接。所述凝结水箱5侧壁底部设置有排污口，排污口与排污管道连接。

为了提升换热效率，所述管壳式烟气换热器本体2长度方向与烟气流动方向垂直。这样可以更好的保证烟气与管壳式烟气换热器本体内部液体充分换热，并且可以及时将能量传送至蒸汽联箱。

由于本实用新型的系统为负压环境，故烟气余热利用系统的所有管路形成密闭的循环系统，可以更好的通过负压系统控制系统内负压。

其运行原理为：首先烟气经过管壳式烟气换热器本体2，放出的热量被集水联箱3中的凝结水吸收；吸收足够热量后的水进入蒸汽联箱1，蒸汽联箱内的压力通过真空泵7调节。因凝结水吸热后已达到或超过联箱内压力对应的饱和温度，因此在烟气温度不变的情况下，可通过调节真空泵7的真空度，来控制蒸汽联箱内液位及生成的热媒蒸汽过热度；生成的过热蒸汽去往包括脱硫废水处理系统在内的各个终端热用户，放热后凝结水回流至凝结水箱5；继而通过凝结水回水泵8重新返回管壳式烟气换热器本体2吸热，完成循环。

整个工作过程，可通过调节7真空泵来控制系统内负压。选取合理的负压，可达到控制蒸汽联箱内液位、控制热媒蒸汽最佳过热度的目的。

进一步，还通过调节各终端热用户汽侧阀门，可起到分配热量的作用。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

Claims (8)

1.一种烟气余热利用系统，其特征在于，包括蒸汽联箱(1)、管壳式烟气换热器本体(2)、集水联箱(3)、终端热用户(4)和凝结水箱(5)；

所述管壳式烟气换热器本体(2)输入端连接集水联箱(3)，输出端连接蒸汽联箱(1)；管壳式烟气换热器本体(2)设置在烟气流经处；蒸汽联箱(1)的输出端连接终端热用户(4)，终端热用户(4)连接凝结水箱(5)，凝结水箱(5)的输出端连接至集水联箱(3)，所述凝结水箱(5)顶部设置有负压系统。

2.根据权利要求1所述的一种烟气余热利用系统，其特征在于，所述凝结水箱(5)的输出端通过凝结水回水泵(8)连接至集水联箱(3)。

3.根据权利要求1所述的一种烟气余热利用系统，其特征在于，所述终端热用户(4)包括多个并联的支路，多个支路上分别设置有脱硫废水处理加热器、凝结水加热器、空预器入口暖风器。

4.根据权利要求3所述的一种烟气余热利用系统，其特征在于，所述多个支路上均设置有终端热用户汽侧阀门。

5.根据权利要求1所述的一种烟气余热利用系统，其特征在于，所述负压系统包括汽液分离器(6)、真空泵(7)；汽液分离器(6)的输入端与凝结水箱(5)连接，汽液分离器(6)的出液端与凝结水箱(5)连接，汽液分离器(6)的出汽端与真空泵(7)连接。

6.根据权利要求1所述的一种烟气余热利用系统，其特征在于，所述凝结水箱(5)侧壁底部设置有排污口，排污口与排污管道连接。

7.根据权利要求1所述的一种烟气余热利用系统，其特征在于，所述管壳式烟气换热器本体(2)长度方向与烟气流动方向垂直。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种烟气余热利用系统，其特征在于，所述烟气余热利用系统的所有管路形成密闭的循环系统。

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