CN217978759U - 一种可适应工况大幅变动的余热锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可适应工况大幅变动的余热锅炉，涉及烟气余热回收利用的余热锅炉技术领域。本实用新型沿烟气行进方向依次设置有进口前烟道、前置蒸发器、过热器、蒸发器和省煤器；在进口前烟道上设置冷风进口，进口前烟道内设置用于将进入余热锅炉内的烟气与由冷风进口进入的冷风进行混流的混流器。本实用新型通过在进口前烟道设置冷风进口和混流器，将进入余热锅炉内的烟气与冷风进行混流，从而降低烟气温度，然后通过设置前置蒸发器，进一步降低烟气温度，以确保该余热锅炉可适应工况的大幅变动，保障余热锅炉的稳定运行。

Description

一种可适应工况大幅变动的余热锅炉

技术领域

本实用新型涉及烟气余热回收利用余热锅炉系统技术领域，更具体地说涉及一种可适应工况大幅变动的余热锅炉。

背景技术

由于大型能耗项目如火电、热电、冶金钢铁和石化等，烟气余热负荷是根据实际运行而大幅变动的，进入余热锅炉的原烟气参数随之大幅变动，整个烟气余热回收系统不可能在设计工况下稳定运行。而烟温超高会烧坏余热锅炉设备，导致锅炉停机，从而影响炉前生产，带来较大的经济损失，也存在安全隐患。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型提供了一种可适应工况大幅变动的余热锅炉，本实用新型的发明目的在于解决进入余热锅炉的原烟气参数大幅变动时，烟气余热回收系统不能在设计工况下稳定运行，烟温超高烧坏余热锅炉设备，导致余热锅炉停机等问题。本实用新型的可适应工况大幅变动的余热锅炉，沿烟气行进方向依次设置有进口前烟道、前置蒸发器、过热器、蒸发器和省煤器；在进口前烟道上设置冷风进口，进口前烟道内设置用于将进入余热锅炉内的烟气与由冷风进口进入的冷风进行混流的混流器。本实用新型通过在进口前烟道设置冷风进口和混流器，将进入余热锅炉内的烟气与冷风进行混流，从而降低烟气温度，然后通过设置前置蒸发器，进一步降低烟气温度，以确保该余热锅炉可适应工况的大幅变动，保障余热锅炉的稳定运行。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型是通过下述技术方案实现的。

本实用新型提供了一种可适应工况大幅变动的余热锅炉，该余热锅炉沿烟气行进方向依次设置有进口前烟道、前置蒸发器、过热器、蒸发器和省煤器；在进口前烟道上设置冷风进口，进口前烟道内设置用于将进入余热锅炉内的烟气与由冷风进口进入的冷风进行混流的混流器。通过混流器将进入余热锅炉内的烟气与冷风进行混合，使得混合后的烟温可被控制在设定的温度范围内，保证进入余热锅炉内的烟气不超温，避免余热锅炉收到强烈的热冲击；同时，设置前置蒸发器进行换热，进一步降低烟气温度，保护后续受热面。

进一步的，所述冷风进口处设置有开度可调的电动挡板门。设置电动挡板门，以控制冷风进口处的开度，从而可以调节进入到余热锅炉内冷风的量，以达到与烟气混流后的温度控制。

所述电动挡板门由控制器控制，所述控制器连接有采集余热锅炉入口烟气温度的第一温度采集器和采集进口烟道混流器混流后烟气温度的第二温度采集器。

所述控制器为单片机。

进一步的，所述冷风进口外连接有鼓风机。设置鼓风机有助于空气由余热锅炉外进入到进口前烟道内与烟气进行混流降温。

所述前置蒸发器的换热管束采用360°全包不锈钢防磨瓦包裹。可保护蒸发器换热管束不会因超温而烧坏。

所述过热器包括一级过热器和二级过热器，在一级过热器和二级过热器之间设置有喷水减温器。

所述喷水减温器为一级过热器和二级过热器之间设置的联络集箱，联络集箱上设置有喷水口，喷水口处设置有喷水调节阀。喷水口对联络集箱内的过热蒸汽进行喷水降温，降低过热器温度，避免过热烧坏过热器。

所述余热锅炉还包括在电动挡板门、鼓风机、喷水口和/或喷水调节阀无法正常工作时发出报警的报警器。

与现有技术相比，本实用新型所带来的有益的技术效果表现在：

1、本实用新型通过混流器将进入余热锅炉内的烟气与冷风进行混合，使得混合后的烟温可被控制在设定的温度范围内，保证进入余热锅炉内的烟气不超温，避免余热锅炉收到强烈的热冲击；同时，设置前置蒸发器进行换热，进一步降低烟气温度，保护后续受热面。

2、本实用新型可实现余热锅炉系统在宽负荷变动时的自动调整；设置电动挡板门，以控制冷风进口处的开度，从而可以调节进入到余热锅炉内冷风的量，以达到与烟气混流后的温度控制。控制器通过监测余热锅炉入口烟气温度和进口烟道混流器混流后烟气温度计算进入冷风进口的风量，从而实现余热锅炉系统在宽负荷变动时的自动调整。

3、本实用新型通过电动挡板门控制进入冷风进口的风量，可以解决现有技术中因鼓风机故障而无法调整余热锅炉入口烟温的问题。

4、本实用新型设置鼓风机有助于空气由余热锅炉外进入到进口前烟道内与烟气进行混流降温。

5、前置蒸发器的换热管束采用360°全包不锈钢防磨瓦包裹。可保护蒸发器换热管束不会因超温而烧坏。过热器分为一级过热器和二级过热器，设置喷水减温器，降低过热器温度，避免过热烧坏过热器。

6、本实用新型通过三重保障措施，最大限度地增强了整个余热锅炉系统地安全性和可靠性，避免了人工操作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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。

图1为本实用新型余热锅炉结构示意图。

附图标记：1、进口前烟道，2、前置蒸发器，3、一级过热器，4、二级过热器，5、蒸发器，6、省煤器，7、冷风进口，8、混流器，9、电动挡板门，10、第一温度采集器，11、第二温度采集器，12、第三温度采集器，13、鼓风机，14、喷水减温器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型说明书附图，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

作为本实用新型一较佳实施例，参照说明书附图1所示，本实施例公开了一种可适应工况大幅变动的余热锅炉，该余热锅炉沿烟气行进方向依次设置有进口前烟道1、前置蒸发器2、过热器、蒸发器5和省煤器6；在进口前烟道1上设置冷风进口7，进口前烟道1内设置用于将进入余热锅炉内的烟气与由冷风进口7进入的冷风进行混流的混流器8。通过混流器8将进入余热锅炉内的烟气与冷风进行混合，使得混合后的烟温可被控制在设定的温度范围内，保证进入余热锅炉内的烟气不超温，避免余热锅炉收到强烈的热冲击；同时，设置前置蒸发器2进行换热，进一步降低烟气温度，保护后续受热面。

实施例2

作为本实用新型又一种较佳实施方式，参照说明书附图1所示，本实施例公开了一种可适应工况大幅变动的余热锅炉，该余热锅炉沿烟气行进方向依次设置有进口前烟道1、前置蒸发器2、过热器、蒸发器5和省煤器6；在进口前烟道1上设置冷风进口7，进口前烟道1内设置用于将进入余热锅炉内的烟气与由冷风进口7进入的冷风进行混流的混流器8。所述冷风进口7处设置有开度可调的电动挡板门9。设置电动挡板门9，以控制冷风进口7处的开度，从而可以调节进入到余热锅炉内冷风的量，以达到与烟气混流后的温度控制。所述电动挡板门9由控制器控制，所述控制器连接有采集余热锅炉入口烟气温度的第一温度采集器10和采集进口烟道混流器8混流后烟气温度的第二温度采集器11。所述控制器为单片机。

具体地，K1：通过第一温度采集器10实时采集余热锅炉入口烟气温度（混流装置前）为第一采集温度，通过第二温度采集器11实时采集进口烟道混流器8混流后烟气温度（混流装置后）为第二采集温度，将第一和第二采集温度值与设定的第一整定值温度进行比较；

K2：若第一采集温度值在第一整定值温度范围内，则不进行处理；若第一采集温度值大于第一整定值范围上限值，则逐步打开冷风进口7电动挡板门9；

K3：若第二采集温度值小于第一整定值温度范围下限值，则逐步关小冷风进口7电动挡板门9；

K4：重复步骤K1~K3直至第二采集温度位于第一整定值温度范围内。

实施例3

作为本实用新型又一种较佳实施例，参照说明书附图1，本实施例在上述实施例1和实施例2的基础上，做出进一步的补充。

可选的，所述冷风进口7外连接有鼓风机13。设置鼓风机13有助于空气由余热锅炉外进入到进口前烟道1内与烟气进行混流降温。

具体的，K1：通过第一温度采集器10实时采集余热锅炉入口烟气温度（混流装置前）为第一采集温度，通过第二温度采集器11实时采集进口烟道混流器8混流后烟气温度（混流装置后）为第二采集温度，将第一和第二采集温度值与设定的第一整定值温度进行比较；

K2：若第一采集温度值在第一整定值温度范围内，则不进行处理；若第一采集温度值大于第一整定值范围上限值，则打开鼓风机13，逐步打开冷风进口7电动挡板门9；

K3：若第二采集温度值小于第一整定值温度范围下限值，则逐步关小冷风进口7电动挡板门9；

K4：重复步骤K1~K3直至第二采集温度位于第一整定值温度范围内。

更进一步的，可将上述鼓风机13和电动挡板门9连接到报警装置上，若报警装置检测到鼓风机13和电动挡板门9不能正常工作，则发出报警。

实施例4

作为本实用新型又一较佳实施例，参照说明书附图1所示，本实施例是在上述实施例1、实施例2、实施例3的基础上，提出的一种实施方式，在本实施例中，所述前置蒸发器2的换热管束采用360°全包不锈钢防磨瓦包裹。可保护蒸发器5换热管束不会因超温而烧坏。

在本实施例中，可通过热力计算最大工况下的换热情况，设置足够面积的前置蒸发器2，保证在最大工况下通过前置蒸发器2换热后的烟气进入过热器不超温，保护后续受热面。

实施例5

作为本实用新型又一较佳实施例，参照说明书附图1所示，本实施例是在上述实施例1、实施例2、实施例3和/或实施例4的基础上，提出的一种实施方式，在本实施例中，所述过热器包括一级过热器3和二级过热器4，在一级过热器3和二级过热器4之间设置有喷水减温器14。

所述喷水减温器14为一级过热器3和二级过热器4之间设置的联络集箱，联络集箱上设置有喷水口，喷水口处设置有喷水调节阀。喷水口对联络集箱内的过热蒸汽进行喷水降温，降低过热器温度，避免过热烧坏过热器。

一级过热器3出口联络集箱壁温控制，通过喷水减温器14和过热器喷水管路调节阀的开度将一级过热器3出口联络集箱壁温控制在设定温度范围内；

Z1：通过第三温度采集器12实时采集余热锅炉一级过热器3出口联络集箱壁温为第三采集温度，将第三采集温度值与设定的第二整定值温度进行比较；

Z2：若第三采集温度值在第二整定值温度范围内，则不进行处理；若第三采集温度值大于第二整定值范围上限值，则打开喷水减温器14的喷水口，逐步打开喷水调节阀；

Z3：当第三采集温度值小于第二整定值温度范围下限值，则逐步关小喷水调节阀；

Z4：重复步骤Z1~Z3直至第三采集温度位于第二整定值温度范围内。

喷水减温器14的喷水口和喷水管路上的喷水调节阀连接到报警器，若报警器检测到喷水减温器14的喷水口和喷水管路的喷水调节阀不能工作，则发出报警。

需要说明的是：上述控制器对第一采集温度、第二采集温度、第三采集温度分别于第一整定温度和第二整定温度的比较，通过普通单片机即可实现，或者现有其他控制部件均可简单实现，不涉及到对程序的改进。

综上所述，通过采集余热锅炉入口烟温与整定值相比较，与鼓风机13和冷风入口电动挡板门9联动；当余热锅炉入口烟温高于设计温度时，则打开鼓风机13同时增加冷风入口电动挡板门9开度，从而增加进入余热锅炉的冷风量；通过加入冷风的方式来降低余热锅炉入口烟温；当余热锅炉入口烟温低于设计温度时，则不进行处理。

通过采集一级过热器3出口联络集箱壁温与整定值相比较，与喷水减温器14和喷水调节阀联动；当一级过热器3出口联络集箱壁温高于设计温度时，则打开喷水减温器14同时增加喷水调节阀开度，从而增加进入过热器的冷水量；通过加入冷水的方式来降低过热器壁温；当一级过热器3出口集箱壁温低于设计温度时，则不进行处理。

此外，高温烟气通过混流器8与冷风充分混合使烟温降低后再均匀进入余热锅炉；同时，设置的前置蒸发器2可有效换热保证后续换热面的烟温不超温，前置蒸发器2换热管加装全包防磨瓦进行防护。

采用本实用新型的结果可实现自动数据采集、对比和判断并发出操作指令，使整个余热锅炉系统在各负荷下自动调整适应；在实现宽负荷变动时完全自动控制的基础上，同时解决了因为余热锅炉入口烟温过高而导致烧坏锅炉的问题；能准确保证各负荷下余热锅炉入口烟温和一级过热器3出口联络集箱壁温在整定值范围内；保证锅炉本体不超温，最大限度地增强了整个余热锅炉系统的安全性和可靠性，炉前设备的安全正常生产得到了保证，实现完全自动控制。

Claims (9)

1.一种可适应工况大幅变动的余热锅炉，其特征在于：该余热锅炉沿烟气行进方向依次设置有进口前烟道（1）、前置蒸发器（2）、过热器、蒸发器（5）和省煤器（6）；在进口前烟道（1）上设置冷风进口（7），进口前烟道（1）内设置用于将进入余热锅炉内的烟气与由冷风进口（7）进入的冷风进行混流的混流器（8）。

2.如权利要求1所述的一种可适应工况大幅变动的余热锅炉，其特征在于：所述冷风进口（7）处设置有开度可调的电动挡板门（9）。

3.如权利要求2所述的一种可适应工况大幅变动的余热锅炉，其特征在于：所述电动挡板门（9）由控制器控制，所述控制器连接有采集余热锅炉入口烟气温度的第一温度采集器（10）和采集进口烟道混流器（8）混流后烟气温度的第二温度采集器（11）。

4.如权利要求3所述的一种可适应工况大幅变动的余热锅炉，其特征在于：所述控制器为单片机。

5.如权利要求1-4任意一项所述的一种可适应工况大幅变动的余热锅炉，其特征在于：所述冷风进口（7）外连接有鼓风机（13）。

6.如权利要求1-4任意一项所述的一种可适应工况大幅变动的余热锅炉，其特征在于：所述前置蒸发器（2）的换热管束采用360°全包不锈钢防磨瓦包裹。

7.如权利要求1-4任意一项所述的一种可适应工况大幅变动的余热锅炉，其特征在于：所述过热器包括一级过热器（3）和二级过热器（4），在一级过热器（3）和二级过热器（4）之间设置有喷水减温器（14）。

8.如权利要求7所述的一种可适应工况大幅变动的余热锅炉，其特征在于：所述喷水减温器（14）为一级过热器（3）和二级过热器（4）之间设置的联络集箱，联络集箱上设置有喷水口，喷水口处设置有喷水调节阀。

9.如权利要求1、2或8所述的一种可适应工况大幅变动的余热锅炉，其特征在于：所述余热锅炉还包括在电动挡板门（9）、鼓风机（13）、喷水减温器和/或喷水调节阀无法正常工作时发出报警的报警器。

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