CN106801885A - 一种锅炉集成式废烟气能量回收装置 - Google Patents

一种锅炉集成式废烟气能量回收装置 Download PDF

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    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/06—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明公开了一种锅炉集成式废烟气能量回收装置，包括壳体，壳体的两端分别设有烟气入口和烟气出口，壳体上还设有进水口和出水口，壳体内设有螺旋盘管，进水口设有水量调节器，烟气入口设有第一温度传感器，烟气出口设有第二温度传感器，出水口设有第三温度传感器，另设有与各温度传感器和水量调节器均相连的控制单元。此装置通过进入壳体的空腔内的高温烟气与冷凝水间进行热传递来对螺旋盘管内的冷凝水进行加热，并通过控制单元连接多个温度传感器实时检测烟气排出温度和冷凝水排出温度来控制水量调节器的开启大小，达到提高热交换率和保护环境的双重效果，此发明用于热交换装置领域。

Description

一种锅炉集成式废烟气能量回收装置
技术领域
本发明涉及热交换领域，特别是涉及一种锅炉集成式废烟气能量回收装置。
背景技术
随着我国优化能源结构，推进节能减排政策，燃气锅炉正在取代燃煤锅炉在城市生活、工业生产中得到广泛应用，提高天然气利用水平也逐渐成为能源环境工程领域的一个重要课题。
天然气燃烧后的排烟温度一般在150℃以上，烟气中水蒸气体积分数达15％～20％，这部分水蒸气呈过热状态，其汽化潜热得不到利用，随烟气排出，损失巨大。
传统的烟气余热回收对于燃气（燃油）锅炉使用作为锅炉给水加热，循环加热过程中其为低温热源，难以保证排烟温度降到足够低的水平，致使烟气中的水蒸气的冷凝比例较小，烟气中的显热和潜热回收量受到限制。
传统的烟气余热回收器种类繁多，但其设计特点因素导致效率低，寿命短突显。由设计本身造成的缺陷，为提高换热效率采用过大的换热面积，导致被加热介质在管内由水中含汽转化为汽中含水，过大的换热面积需要更多的蛇形换热管，弯头数量也增加，水汽混合物流速降低，流动状态发生变化，流经流头时对弯头冲刷致使内壁不断减薄，最终形成泄漏。过多的焊接头无法使每个焊缝应力得到保证；现场安装复杂，投入大量的人力和材料成本；由于设计方式导致回收过程中的热损失较大，过多的热量被辐射损失使环境温度上升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效利用烟气中的显热和潜热的锅炉集成式废烟气能量回收装置。
本发明所采取的技术方案是：
一种锅炉集成式废烟气能量回收装置，包括内部为空腔设置的壳体，壳体的两端分别设有与空腔相通的烟气入口和烟气出口，壳体上还设有进水口和出水口，壳体内设有连接进水口和出水口的螺旋盘管，进水口设有水量调节器，烟气入口设有测量进入壳体的废烟气温度的第一温度传感器，烟气出口设有测量排出壳体的废烟气温度的第二温度传感器，出水口设有测量排出水温度的第三温度传感器，另设有与第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和水量调节器均相连的控制单元。
进一步作为本发明技术方案的改进，壳体内的底部设有倾斜设置的排水板，位于排水板的下方设有安装在壳体上的疏水阀。
进一步作为本发明技术方案的改进，螺旋盘管呈螺旋状设置在壳体内，进水口和出水口均伸出至壳体外侧。
本发明的有益效果：此锅炉集成式废烟气能量回收装置通过进入壳体的空腔内的高温烟气与经过螺旋盘管内的冷凝水间进行热传递来对螺旋盘管内的冷凝水进行加热，并通过控制单元连接多个温度传感器实时检测烟气排出温度和冷凝水排出温度来控制水量调节器的开启大小，保证热传递效率达到最大时，烟气出口排出的废气中的氮氧化合物和碳氧化合物最少，达到提高热交换率和保护环境的双重效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例整体结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明为一种锅炉集成式废烟气能量回收装置，包括内部为空腔设置的壳体1，壳体1的两端分别设有与空腔相通的烟气入口2和烟气出口3，壳体1上还设有进水口4和出水口5，壳体1内设有连接进水口4和出水口5的螺旋盘管6，进水口4设有水量调节器7，烟气入口2设有测量进入壳体1的废烟气温度的第一温度传感器8，烟气出口3设有测量排出壳体1的废烟气温度的第二温度传感器9，出水口5设有测量排出水温度的第三温度传感器，另设有与第一温度传感器8、第二温度传感器9、第三温度传感器10和水量调节器7均相连的控制单元。
此锅炉集成式废烟气能量回收装置通过进入壳体1的空腔内的高温烟气与经过螺旋盘管6内的冷凝水间进行热传递来对螺旋盘管6内的冷凝水进行加热，并通过控制单元连接多个温度传感器实时检测烟气排出温度和冷凝水排出温度来控制水量调节器7的开启大小，保证热传递效率达到最大时，烟气出口3排出的废气中的氮氧化合物和碳氧化合物最少，达到提高热交换率和保护环境的双重效果。
作为本发明优选的实施方式，壳体1内的底部设有倾斜设置的排水板，位于排水板的下方设有安装在壳体1上的疏水阀。
作为本发明优选的实施方式，螺旋盘管6呈螺旋状设置在壳体1内，进水口4和出水口5均伸出至壳体1外侧。
常温的冷凝水从进水口4进入，通过水量调节器7调节进入螺旋盘管6内的冷凝水的进水量，将烟气中的显热和潜热转换到常温的冷凝水中，并通过出水口5输出。
废烟气中的热量被吸收后所产生的冷凝水通过疏水阀排出。
其中，在烟气入口2安装有第一温度传感器8，在烟气出口3安装有第二温度传感器9，出水口5安装有第三温度传感器10，由控制单元接收各温度传感器的检测数据，并在控制单元的PC显示器上设定出水温度设定值，控制单元输出控制信号到水量调节器7，通过水量调节器7调节进水的大小从而保证出水口5的第三温度传感器10的实际值等于或接近于显示器上的设定值，同时，保证烟气出口3的实际值始终保持在烟气排出温度设定值的+5℃以内。
锅炉给水除氧温度一般为105℃，通过锅炉排出的蒸汽加热完成，通过该能量回收装置输出的锅炉给水最高温度达120℃，此时可以完全取缔采用的蒸汽加热方式，减少蒸汽耗量。
通过该能量回收装置排出的烟气温度被降低至接近给水温度，排烟温度实现小于35℃，废烟气的中氮氧化合物和碳氧化合物绝大部分被冷凝析出，大大减少了锅炉运行中对环境造成的NOx和COx污染和热污染。
锅炉的实际运行能效绝大部分低于90%，甚至更低，通过该能量回收装置将锅炉排烟中的99%的废热得以吸收利用，可大大提高锅炉能效，并维持在97%以上。
采用该能量回收装置不仅直接将废烟气中的热量得以回收，其另一个特点是将常温锅炉给水直接加热到100℃以上，无需循环加热，减少循环省煤器中的循环泵***，减少余热回收中的运行成本和维护成本。
冷凝排放单元将废烟气中所冷凝出来的水得以集中，提供了一个更方便的污水处理方案，减少了因废烟气冷凝水排放对环境的污染。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (3)

1.一种锅炉集成式废烟气能量回收装置，其特征在于：包括内部为空腔设置的壳体，所述壳体的两端分别设有与空腔相通的烟气入口和烟气出口，所述壳体上还设有进水口和出水口，所述壳体内设有连接进水口和出水口的螺旋盘管，所述进水口设有水量调节器，所述烟气入口设有测量进入壳体的废烟气温度的第一温度传感器，所述烟气出口设有测量排出壳体的废烟气温度的第二温度传感器，所述出水口设有测量排出水温度的第三温度传感器，另设有与所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和水量调节器均相连的控制单元。
2.根据权利要求1所述的锅炉集成式废烟气能量回收装置，其特征在于：所述壳体内的底部设有倾斜设置的排水板，位于所述排水板的下方设有安装在壳体上的疏水阀。
3.根据权利要求1所述的锅炉集成式废烟气能量回收装置，其特征在于：所述螺旋盘管呈螺旋状设置在壳体内，所述进水口和出水口均伸出至壳体外侧。
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