CN106123339A - 一种冷凝式真空锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷凝式真空锅炉。包括:鼓风机、空气预热装置、燃烧器、燃烧室、烟气余热回收装置，所述冷凝式真空锅炉的燃烧室内燃烧产生高温烟气依次串联通过烟气余热回收装置和空气预热装置，分别与来自用户***的回水和利用鼓风机引入空气预热装置的冷空气换热，回收大量烟气余热，提高冷凝式真空锅炉的排烟余热的利用率，所述冷凝式真空锅炉采用预混合平面燃烧的燃烧器直接加热竖直布置于燃烧室内的液管群的各管束，不仅可以提高锅炉的换热效率，使冷凝式真空锅炉结构更加紧凑，减小锅炉体积，还能有效抑制NOx和CO等污染物的含量，减少排放污染，实现节能减排的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉技术领域，特别涉及一种可将烟气余热深度回收利用的冷凝式真空锅炉锅炉。
背景技术
真空锅炉是利用水在不同的压力下，沸腾温度不同的特性进行工作的。例如：在一个大气压下，水的沸腾温度是100℃，而在6mmHg的压力下，水的沸腾温度则是4℃，真空锅炉则在20mmHg～500mmHg的压力范围内工作的，对应的出水温度为15℃～80℃。在真空锅炉的工作压力下，燃烧使热媒水温度上升至饱和温度，并在水面产生相同温度的蒸汽，热交换器内通冷水，管内的冷水被管外的蒸汽加热成温水并通至用户处，而管外的水蒸气被冷却凝结成水滴回水面再被加热，从而完成整个循环过程。
目前的真空锅炉大多是利用燃烧器产生的燃烧热对锅炉内部冷媒水进行加热，产生烟气温度大约为170℃，并将这部分排烟余热通过烟囱直接排出，然而这部分余热中既包括烟气的显热，又含有大量水蒸气的潜热（1Nm3天然气燃烧后可产生1.55kg水蒸气），其燃料热量的17%未被有效利用，造成此部分余热白白浪费，同时产生排放污染。如若采用排烟余热回收装置和空气预热装置，便可以将这部分余热回收利用，并同时采用液管群与预混合平面燃烧器的燃烧方式，不仅可以提高锅炉热效率，使冷凝式真空锅炉紧凑化，减小真空锅炉体积，而且竖直的液管排列方式也有利于降低NOx和CO的含量，在节约能源的同时减少污染物的排放，从而保护生态环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷凝式真空锅炉，解决现有技术的不足，可以将烟气温度降至30℃以下，并能将烟气中80%以上的水蒸气冷凝，在锅炉效率提高至98%（按高位热值计算）的同时，降低NOx和CO的排放，实现节能减排的经济效益和社会效益。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种冷凝式真空锅炉，包括:燃烧室、燃烧器、排烟余热回收装置、空气预热装置、鼓风机、排烟出口，所述鼓风机引入冷空气进入空气预热装置，经空气预热装置预热后的热空气与来自燃气管道的燃气混合，混合后进入燃烧器，所述燃烧器与燃烧室连接，燃烧室内传热管采用竖直布置的液管群，所述燃烧室的烟气出口与烟气余热回收装置连接，燃烧室内燃烧产生的高温烟气经过液管群进入烟气余热回收装置，与来自***的回水进行一次换热，换热后的排烟温度可降低至70℃左右，所述烟气余热回收装置的出口端与空气预热装置连接，烟气余热回收装置排出的中温烟气进入空气预热装置与鼓风机引入的冷空气进行二次换热，所述空气预热装置上端设有排烟出口，进行二次换热后的低温烟气通过此排烟出口排出，其排烟温度可降低至30℃以下。
进一步的，所述空气预热装置与鼓风机之间设置有冷空气管道，所述空气预热装置与燃烧器之间设置有热空气管道。
进一步的，所述燃烧室与烟气余热回收装置之间设置有冷凝排水管，烟气冷凝后产生的凝结水可通过冷凝排水管排出。
进一步的，所述空气预热装置采用板式换热结构，板式结构具有耐腐蚀性强，换热效率高，成本更经济等多方面优势。
进一步的，所述燃烧器为平面燃烧器。
进一步的，所述燃烧器的燃烧方式采用液管群预混合平面燃烧器的燃烧方式，其燃烧火焰直接加热竖直布置于燃烧室内的液管群的各管束，其燃烧火焰的温度被来自液管群管内的介质冷却，以降低NOx的含量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、在传统真空锅炉基础上，在排烟出口串联设置排烟余热回收装置和空气预热装置，使锅炉排放的烟气先进入排烟余热回收装置与来自用户***的回水进行换热，再进入空气预热装置与利用鼓风机引入空气预热装置的冷空气换热。在标准工况下真空锅炉的烟气排放温度170℃左右，经过排烟余热回收装置后烟气温度可降低到70℃左右，再经过空气预热装置后烟气温度可降低到30℃以下，有效的利用了烟气的显热和大量水蒸气的潜热，将烟气中80%以上的水蒸气冷凝，回收了燃料热量的17%，将锅炉效率提高至98%（按高位热值计算）。此部分高温热能的有效利用，不仅提高了锅炉的换热效率，降低其燃料消耗，更能提高能源的利用率，减少排烟余热对环境的污染，实现节能减排的经济效益和社会效益。
2、采用液管群预混合平面燃烧的燃烧器的燃烧方式，使燃烧火焰直接加热竖直布置于燃烧室内的管束，可以使管束受热均匀，传热效率提高，使冷凝式真空锅炉结构更加紧凑，从而减小体积。
3、液管群的管内介质用来冷却燃烧器的火焰，即降低火焰温度。燃烧效率提高，可以有效抑制燃烧过程NOx和CO等污染物的含量。
4、该真空锅炉可将烟气余热深度回收利用，将排烟温度降至30℃以下，同时降低NOx和CO的排放，不仅可以实现节能减排，更能保护环境。
附图说明
图 1 为用于说明本发明一个实施例的结构示意图。
图中：1-燃烧室，2-燃烧器，3-烟气余热回收装置，4-空气预热装置，5-鼓风机，6-排烟出口，7-液管群，8-热空气管道，9-冷空气管道，10-冷凝排水管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
如图1所示的一种冷凝式真空锅炉，包括燃烧室1、燃烧器2、烟气余热回收装置3、空气预热装置4、鼓风机5、排烟出口6、液管群7、热空气管道8、冷空气管道9、冷凝排水管10。
所述鼓风机5引入冷空气进入空气预热装置4，经空气预热装置4预热后的热空气与来自燃气管道的燃气混合，混合后进入燃烧器2，所述燃烧器2与燃烧室1连接，燃烧室1内传热管采用竖直布置的液管群7，液管群7内的冷媒水被燃烧器2的燃烧火焰加热至饱和温度，生成相同温度的蒸汽，给来自用户水***的回水加热，加热后的温水被送入用户的供水***使用，而管外的水蒸气被冷却凝结成水回至液管群7再被加热。
所述燃烧室1的烟气出口与烟气余热回收装置3连接，高温烟气经过液管群7进入烟气余热回收装置3，与来自用户水***的回水进行一次换热，换热后的排烟温度可降低至70℃左右，所述烟气余热回收装置3的出口端与空气预热装置4连接，烟气余热回收装置3排出的中温烟气进入空气预热装置4与鼓风机5引入的冷空气进行二次换热，所述空气预热装置5上端设有排烟出口6，进行二次换热后的低温烟气通过此排烟出口6排出，其排烟温度可降低至30℃以下。
所述空气预热装置4与鼓风机5之间设置有冷空气管道9，所述空气预热装置4与燃烧器2之间设置有热空气管道8。
所述空气预热装置4采用板式换热结构，板式结构具有耐腐蚀性强，换热效率高，成本更经济等多方面优势。
所述燃烧室1与烟气余热回收装置3之间设置有冷凝排水管10，烟气冷凝后产生的凝结水可通过冷凝排水管10排出。
所述燃烧器2为平面燃烧器，燃烧器2的燃烧方式采用液管群7预混合平面燃烧器的燃烧方式，进行高负荷的平面燃烧。其燃烧火焰直接加热竖直布置于燃烧室1内的液管群7的各管束，其燃烧火焰的温度被来自液管群管内的介质冷却，管束受热均匀，燃烧效率提高，可以有效抑制燃烧过程NOx和CO等污染物的含量。
本发明技术方案可将排烟温度降至30℃以下，将烟气中80%以上的水蒸气冷凝，回收燃料热量的17%，锅炉热效率提高至98%（按高位热值计算），在降低排烟温度的同时有效提高能源的利用率，不仅减少排烟余热对环境的热污染，更有效降低NOx和CO等污染物的含量，有益于生态环境的保护。
Claims (8)
1.一种冷凝式真空锅炉，其特征在于: 包括燃烧室（1）、燃烧器（2）、烟气余热回收装置（3）、空气预热装置（4）、鼓风机（5），排烟出口（6），所述鼓风机（5）与空气预热装置（4）的空气入口端连接，所述空气预热装置（4）的空气出口端与燃烧器（2）连接，所述燃烧器（2）与燃烧室（1）连接，所述燃烧室（1）的烟气出口与烟气余热回收装置（3）连接，所述烟气余热回收装置（3）的出口端与空气预热装置（4）连接，所述空气预热装置（4）上端设置有排烟出口（6）。
2.根据权利要求1所述的一种冷凝式真空锅炉，其特征在于：所述空气预热装置（4）与鼓风机（5）之间设置有冷空气管道（9），所述空气预热装置（4）与燃烧器（2）之间设置有热空气管道（8）。
3.根据权利要求1或2所述的一种冷凝式真空锅炉，其特征在于：所述空气预热装置（4）采用板式换热结构。
4.根据权利要求1所述的一种冷凝式真空锅炉，其特征在于：所述燃烧室（1）与烟气余热回收装置（3）之间设置有冷凝排水管（10）。
5.根据权利要求1所述的一种冷凝式真空锅炉，其特征在于：所述燃烧器（2）为平面燃烧器。
6.根据权利要求1或5所述的一种冷凝式真空锅炉，其特征在于：所述燃烧器（2）采用液管群（7）预混合燃烧器（2）的燃烧方式直接加热竖直布置于燃烧室（1）内的液管群（7）的各管束。
7.根据权利要求6所述的一种冷凝式真空锅炉，其特征在于：所述液管群（7）的管内介质用来冷却燃烧器（2）的火焰，即降低火焰温度。
8.根据权利要求1所述的一种冷凝式真空锅炉，其特征在于：所述冷凝式真空锅炉中连接有用户的回水***，所述用户的回水***采取并联的方式分别接入冷凝式真空锅炉和烟气余热回收装置（3）中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190531 |