CN218001550U - 一种燃气锅炉水蒸气载热循环式烟气余热回收单元机组 - Google Patents

Abstract

一种燃气锅炉水蒸气载热循环式烟气余热回收单元机组，属于锅炉清洁燃烧与余热供热技术领域。采用水蒸气载热循环式烟气余热回收技术路线，其主要部件集成为竖向换热塔整体式结构，由下部的撬装水力模块、中上部的烟气喷淋换热器和上部的全热空预器组成，烟气自塔中部进入高温换热区并直接与热网回水逆流换热，热网回水被加热后返回，烟气再上升到低温换热区并与全热空预器塔底水池来的低温余热水逆流换热，再自塔顶排出；烟气低温段余热水与烟气分流后，由水泵送入全热空预器对锅炉进风加温加湿，低温出水则返回烟气低温换热区对烟气深度降温提热。该机组大幅简化烟气余热回收并加热热网回水的流程，减少设备占用空间及投资费用。

Description

一种燃气锅炉水蒸气载热循环式烟气余热回收单元机组

技术领域

本实用新型涉及一种燃气锅炉水蒸气载热循环式烟气余热回收单元机组，属于燃气锅炉清洁燃烧与余热供热技术领域。

背景技术

燃气锅炉排烟中含有大量的水蒸气，其大量潜热及显热均虽排烟或排风白白散失了。为深度回收此类高湿烟气余热，目前常用的余热利用方式包括：间壁式节能器，基于吸收式热泵换热的烟气冷凝热回收装置等，但前者存在腐蚀问题、换热材料造价高等问题，后者存在吸收式热泵需要大量驱动热源、造价高导致投资回收期往往较长等问题。

清华大学开发的“基于水蒸气载热循环的烟气余热回收”系列化技术，包括“一种烟塔合一的锅炉排烟全热回收与烟气消白装置”(2017206805342)等，采用从烟气低温段回收余热加热低温余热水、并用于对锅炉进风加温加湿从而提高排烟含湿量及其露点温度、再从烟气高温段回收余热用于加热热网回水等低温余热水的方式，实现了将排烟温度大幅降低到20～ 30℃并全面回收其显热和潜热的目的，但其中的换热器结构及配套设备较多，存在着占用空间较大、水风系统阻力较大会增大耗电量、初投资仍然偏高等问题，因此其换热方式及设备系统有待于进一步优化。

另外，烟囱所含大量水蒸气等导致明显的白雾现象，燃气锅炉的NOx排放指标要求越来越高，有必要对烟气进行“消白”治理。

实用新型内容

本实用新型的目的和任务是，针对上述燃气锅炉排烟中含有大量水蒸气的状况，采用基于水蒸气载热循环的烟气余热回收技术，其中主要余热回收设备部件均布置到烟气余热回收单元机组内，可实现提取含有大量水蒸气的锅炉排烟的余热以用于加热热网水和锅炉进风，从而实现锅炉排烟的深度余热回收和实质性消白治理。

本实用新型的具体描述是：一种燃气锅炉水蒸气载热循环式烟气余热回收单元机组，该烟气余热回收单元机组105的进烟口与锅炉101的节能器102的出烟口相连，出风口与锅炉 101的助燃风进口处的送风机103的进风口相连，所述的烟气余热回收单元机组105采用竖向换热塔整体式结构，其下部为撬装水力模块107，中上部为烟风喷淋塔106，其中烟风喷淋塔106由中上部的烟气喷淋换热器12和上部的全热空预器15组成，其中烟气塔底水池5的上部为均烟段6，均烟段6的侧向进烟口与高湿烟气F的进烟管相通，均烟段6的上部与高温换热段7相通，高温换热段7的上部设置有中温喷淋装置9，中温喷淋装置9的上部与穿流集水器10相通，穿流集水器10的上部与低温换热段11相通，低温换热段11的上部设置有低温喷淋装置13，低温喷淋装置13的上部设置有烟气湿度调节装置14，烟气湿度调节装置14的上部与烟气出口段22相通，烟气出口段22的出烟口处的低温排烟Q与大气相通，低温喷淋装置13的进水口经连接管与全热空预器15的空气塔底水池16的底部出口相连，空气塔底水池16的上部为均风段17，均风段17的进风口与环境空气A相通，均风段17的上部与空气加温加湿段18相通，空气加温加湿段18的上部与空气喷淋装置19相通，空气喷淋装置19的上部设置有空气湿度调节装置20，空气湿度调节装置20的上部与空气出口段21 相通，空气出口段21的出口处的升温加湿空气C的出风口，与烟气再循环风机104的出口相通，且经过送风机103与锅炉101的锅炉进风D的进口相通，锅炉101的出烟口处的炉内排烟E的出烟口，分别与节能器102和烟气再循环风机104的烟气进口相通，节能器102的出烟口经高湿烟气F的进烟管与均烟段6的侧向进烟口相通，所述的穿流集水器10的低温集水J的底部出水口经下降管8与低温水循环泵3的进口连接，低温水循环泵3的出口与空气喷淋装置19的进水口相通，所述的烟气塔底水池5的高温余热水出口经高温水循环泵4与热网回水退水H的退水管路2相通，所述的中温喷淋装置9的进水口与热网回水来水G的来水管路1相通。

高温水循环泵4进口段还与水质调节装置23及其水质调节剂K的进口相通。

高温换热段7、低温换热段11、空气加温加湿段18为烟气或空气与喷淋水组成竖向布置的逆流换热结构，其中内部采用空段或填料结构。

中温喷淋装置9、低温喷淋装置13和空气喷淋装置19采用单层槽盘式布水结构或由N 层喷淋结构组成的布水结构，其中N大于等于1。

撬装水力模块107采用整体式撬装结构，其内部集成了热网水的来水管路1、退水管路2、低温水循环泵3、高温水循环泵4、水质调节装置23及其之间的连接管与管件，并设置于一个整体外壳内。

本实用新型可作为清华大学与北京清大天工能源技术研究所联合开发的多项创新性锅炉排烟深度冷凝热回收技术方式及系列化专利，创新性地实现了将燃气锅炉的全部烟气余热回收设备据集成到一个一体化的烟气余热回收机组中，其中机组下部为撬装水利模块，中上部为烟气喷淋换热器，上部为助燃风全热空预器；由热网回水直接对高温烟气进行喷淋换热，高温出水经水质调节后由水泵直接送往下游换热设备；烟气低温段余热水出水直接作为全热空预器的喷淋加湿的热源水，全热空预器的低温出水则自流到其下部的烟气低温段换热器内，从而大幅简化了烟气余热回收及用于热网回水供热的流程；助燃风在全热空预器的加湿还可有利于实现低氮燃烧，并在必要时与烟气再循环技术相结合，显著降低NOx生成量及排放量；大幅度节省的设备系统安装空间及占地，节省现场安装施工的工作量、施工周期及其费用。

附图说明

图1是本实用新型的系统示意图。

图1中各部件编号与名称如下。

来水管路1、退水管路2、低温水循环泵3、高温水循环泵4、烟气塔底水池5、均烟段6、高温换热段7、下降管8、中温喷淋装置9、穿流集水器10、低温换热段11、低温喷淋装置13、烟气湿度调节装置14、全热空预器15、空气塔底水池16、均风段17、空气加温加湿段 18、空气喷淋装置19、空气湿度调节装置20、空气出口段21、烟气出口段22、水质调节装置23、锅炉101、节能器102、送风机103、烟气再循环风机104、烟气余热回收单元机组105、烟风喷淋塔106、撬装水力模块107、环境空气A、升温加湿空气C、锅炉进风D、炉内排烟 E、高湿烟气F、热网回水来水G、热网回水退水H、低温集水J、水质调节剂K、低温排烟 Q。

具体实施方式

图1是本实用新型的系统示意图和实施例。

本实用新型的具体实施例1如下。

一种燃气锅炉水蒸气载热循环式烟气余热回收单元机组，该烟气余热回收单元机组105 的进烟口与锅炉101的节能器102的出烟口相连，出风口与锅炉101的助燃风进口处的送风机103的进风口相连，其特征在于：所述的烟气余热回收单元机组105采用竖向换热塔整体式结构，其下部为撬装水力模块107，中上部为烟风喷淋塔106，其中烟风喷淋塔106由中上部的烟气喷淋换热器12和上部的全热空预器15组成，其中烟气塔底水池5的上部为均烟段 6，均烟段6的侧向进烟口与高湿烟气F的进烟管相通，均烟段6的上部与高温换热段7相通，高温换热段7的上部设置有中温喷淋装置9，中温喷淋装置9的上部与穿流集水器10相通，穿流集水器10的上部与低温换热段11相通，低温换热段11的上部设置有低温喷淋装置13，低温喷淋装置13的上部设置有烟气湿度调节装置14，烟气湿度调节装置14的上部与烟气出口段22相通，烟气出口段22的出烟口处的低温排烟Q与大气相通，低温喷淋装置13的进水口经连接管与全热空预器15的空气塔底水池16的底部出口相连，空气塔底水池16的上部为均风段17，均风段17的进风口与环境空气A相通，均风段17的上部与空气加温加湿段18相通，空气加温加湿段18的上部与空气喷淋装置19相通，空气喷淋装置19的上部设置有空气湿度调节装置20，空气湿度调节装置20的上部与空气出口段21相通，空气出口段21 的出口处的升温加湿空气C的出风口，与烟气再循环风机104的出口相通，且经过送风机103与锅炉101的锅炉进风D的进口相通，锅炉101的出烟口处的炉内排烟E的出烟口，分别与节能器102和烟气再循环风机104的烟气进口相通，节能器102的出烟口经高湿烟气F的进烟管与均烟段6的侧向进烟口相通，所述的穿流集水器10的低温集水J的底部出水口经下降管8与低温水循环泵3的进口连接，低温水循环泵3的出口与空气喷淋装置19的进水口相通，所述的烟气塔底水池5的高温余热水出口经高温水循环泵4与热网回水退水H的退水管路2 相通，所述的中温喷淋装置9的进水口与热网回水来水G的来水管路1相通。

高温水循环泵4进口段还与水质调节装置23及其水质调节剂K的进口相通。

高温换热段7、低温换热段11、空气加温加湿段18为烟气或空气与喷淋水组成竖向布置的逆流换热结构，其中内部采用空段或填料结构。

中温喷淋装置9、低温喷淋装置13和空气喷淋装置19采用单层槽盘式布水结构或由N 层喷淋结构组成的布水结构，其中N大于等于1。

撬装水力模块107采用整体式撬装结构，其内部集成了热网水的来水管路1、退水管路2、低温水循环泵3、高温水循环泵4、水质调节装置23及其之间的连接管与管件，并设置于一个整体外壳内。

需要说明的是，本实用新型提出了采用烟气余热回收单元机组结构以实现燃气锅炉烟气的深度冷凝热回收并用于对锅炉进风加温加湿及加热热网回水，而按照此一总体解决方案可有不同的具体实施措施和不同结构的具体实施装置，上述具体实施方式仅仅是其中的一种而已，任何其它类似的简单变形的实施方式，例如采用不同的筒径结构，或采用方形截面代替圆形截面，管路设置在塔体内部或外部，采用不同的水质处理设备及方法；采用不同的换热元件结构及其简单变形；增加板换将热网水与余热水由直接串联方式改为间接换热方式，或者简单的调整余热水进出水参数及分级数量；或进行普通专业人士均可想到的变形方式等，或者将该技术方式以相同或相似的结构应用于不同烟气或排风种类、等及其它类似应用场合，均落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种燃气锅炉水蒸气载热循环式烟气余热回收单元机组，该烟气余热回收单元机组(105)的进烟口与锅炉(101)的节能器(102)的出烟口相连，出风口与锅炉(101)的助燃风进口处的送风机(103)的进风口相连，其特征在于：所述的烟气余热回收单元机组(105)采用竖向换热塔整体式结构，其下部为撬装水力模块(107)，中上部为烟风喷淋塔(106)，其中烟风喷淋塔(106)由中上部的烟气喷淋换热器(12)和上部的全热空预器(15)组成，其中烟气塔底水池(5)的上部为均烟段(6)，均烟段(6)的侧向进烟口与高湿烟气(F)的进烟管相通，均烟段(6)的上部与高温换热段(7)相通，高温换热段(7)的上部设置有中温喷淋装置(9)，中温喷淋装置(9)的上部与穿流集水器(10)相通，穿流集水器(10)的上部与低温换热段(11)相通，低温换热段(11)的上部设置有低温喷淋装置(13)，低温喷淋装置(13)的上部设置有烟气湿度调节装置(14)，烟气湿度调节装置(14)的上部与烟气出口段(22)相通，烟气出口段(22)的出烟口处的低温排烟(Q)与大气相通，低温喷淋装置(13)的进水口经连接管与全热空预器(15)的空气塔底水池(16)的底部出口相连，空气塔底水池(16)的上部为均风段(17)，均风段(17)的进风口与环境空气(A)相通，均风段(17)的上部与空气加温加湿段(18)相通，空气加温加湿段(18)的上部与空气喷淋装置(19)相通，空气喷淋装置(19)的上部设置有空气湿度调节装置(20)，空气湿度调节装置(20)的上部与空气出口段(21)相通，空气出口段(21)的出口处的升温加湿空气(C)的出风口，与烟气再循环风机(104)的出口相通，且经过送风机(103)与锅炉(101)的锅炉进风(D)的进口相通，锅炉(101)的出烟口处的炉内排烟(E)的出烟口，分别与节能器(102)和烟气再循环风机(104)的烟气进口相通，节能器(102)的出烟口经高湿烟气(F)的进烟管与均烟段(6)的侧向进烟口相通，所述的穿流集水器(10)的低温集水(J)的底部出水口经下降管(8)与低温水循环泵(3)的进口连接，低温水循环泵(3)的出口与空气喷淋装置(19)的进水口相通，所述的烟气塔底水池(5)的高温余热水出口经高温水循环泵(4)与热网回水退水(H)的退水管路(2)相通，所述的中温喷淋装置(9)的进水口与热网回水来水(G)的来水管路(1)相通。

2.如权利要求1所述的一种燃气锅炉水蒸气载热循环式烟气余热回收单元机组，其特征在于所述的高温水循环泵(4)进口段还与水质调节装置(23)及其水质调节剂(K)的进口相通。

3.如权利要求1所述的一种燃气锅炉水蒸气载热循环式烟气余热回收单元机组，其特征在于所述的高温换热段(7)、低温换热段(11)、空气加温加湿段(18)为烟气或空气与喷淋水组成竖向布置的逆流换热结构，其中内部采用空段或填料结构。

4.如权利要求1所述的一种燃气锅炉水蒸气载热循环式烟气余热回收单元机组，其特征在于所述的中温喷淋装置(9)、低温喷淋装置(13)和空气喷淋装置(19)采用单层槽盘式布水结构或由N层喷淋结构组成的布水结构，其中N大于等于1。

5.如权利要求1所述的一种燃气锅炉水蒸气载热循环式烟气余热回收单元机组，其特征在于所述的撬装水力模块(107)采用整体式撬装结构，其内部集成了热网水的来水管路(1)、退水管路(2)、低温水循环泵(3)、高温水循环泵(4)、水质调节装置(23)及其之间的连接管与管件，并设置于一个整体外壳内。

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