一种基于余热锅炉低温烟气的凝结水回收装置的制作方法

本实用新型属于余热锅炉回收领域，特别涉及一种基于余热锅炉低温烟气的凝结水回收装置。
背景技术：
：长期以来，水资源缺乏一直是西北地区社会经济发展的主要制约因素，同时也关系着城市居民的正常生活和社会安定。地表水过量开采，河流水污染日益严重，更加加剧了西北地区的水荒。严重缺水是西北目前最为突出的问题。据水利部门统计，西北人均日用量仅131L，远低于全国城市人均用水216.9L的水平。每逢夏季干旱，市区供水更加困难。天然气作为一种优质、高效、清洁的锅炉燃料，在冬季采暖中得到越来越多使用。16年开始，西北某地区要求逐步关停燃煤锅炉，至16年供暖季，全部实现以天然气为主的清洁能源供热。在现场调研燃气锅炉烟气余热利用装置时，发现大多使用效果不理想。主要原因：1)排烟温度高，烟气余热没充分利用；2)凝结水没能回收利用，随烟气排放至室外环境中或蒸汽在烟囱处凝结，侵蚀烟道、烟囱等。由于天然气含有大量氢原子，因此燃烧后烟气中水蒸汽含量高，燃烧1m3天然气产生的烟气中实际水蒸气质量约为1.67kg/m3。当烟气低于露点时，烟气中水蒸汽发生凝结，余热锅炉的排烟中含有大量余热和水蒸气。目前大部分余热利用装置没有设置积水盒，烟囱底部也没有安装排凝结水设施，致使凝结水在烟道尾部、烟囱壁面大量渗出，侵蚀着烟道、烟囱壁面。技术实现要素：本实用新型提供了一种基于余热锅炉低温烟气的凝结水回收装置，其目的在于，克服现有技术中的余热锅炉排出的烟气温度和水汽能量的流失，产生的凝结水对烟道和烟囱产生侵蚀的问题。一种基于余热锅炉低温烟气的凝结水回收装置，包括余热锅炉6、烟道1、烟囱10、第一水泵2和补水箱3，还包括板式换热器8、集汽缸4以及凝结水收集箱7；所述板式换热器设置于余热锅炉6和烟囱10之间的前端烟道中，板式换热器的软水出口与余热锅炉的蒸汽管道相连，且余热锅炉的蒸汽管道出口连接集汽缸4，凝结水收集箱7设置于板式换热器的冷水口下方。进一步地，还包括第二水泵9以及软水处理器5；所述凝结水收集箱7、软水处理器5以及补水箱3依次通过管路连接，且凝结水收集箱7和软水处理器器5之间设置有第二水泵9，补水箱与板式换热器相连。进一步地，还包括设置于板式换热器的热气出口上方的蓄热罐。利用蓄热罐收集余热，用于加热生活用水等；一种基于余热锅炉低温烟气的凝结水回收装置的工作过程如下：步骤1：余热锅炉6排放的烟气先进入板式换热器8，同时，补水箱中的低温软水通过第一水泵送入板式换热器中，高温烟气与水换热后降温，烟气温度降低到45℃后通过烟囱10排入大气，换热产生的高温软水送入余热锅炉6中，经余热锅炉中的蒸汽管道送至集汽缸4；步骤2：降温后的烟气在板式换热器中形成的凝结水流入凝结水收集箱中。所述凝结水收集箱中的水经第二水泵9泵入软水处理器5中，经软化处理后，输送至补水箱3中。所述pH值检验装置对凝结水收集箱中的凝结水进行检验。通过在板式换热器的热气出口上设置蓄热罐收集余热，将产生的余热通过蓄热罐收集后，用于加热生活用水等。有益效果本实用新型提供了一种基于余热锅炉低温烟气的凝结水回收装置，包括余热锅炉6、烟道1、烟囱10、第一水泵2和补水箱3，还包括板式换热器8、集汽缸4以及凝结水收集箱7；所述板式换热器设置于余热锅炉6和烟囱10之间的前端烟道中，板式换热器的软水出口与余热锅炉的蒸汽管道相连，且余热锅炉的蒸汽管道出口连接集汽缸4，凝结水收集箱7设置于板式换热器的冷水口下方。通过对余热锅炉中的烟气成分进行大量的研究分析，发现余热锅炉中的烟气所含的热量被浪费，在烟道内设置板式换热器，充分回收低温烟气余热，加热生活用水，提高燃气利用效率，增加余热锅炉蒸汽量；同时，发现烟气经过板式换热器后能够产生凝结水，并设置凝结水收集箱回收烟气凝结水，作为锅炉补水，极大的回收了烟气中所含的热量和水量，缓解西北地区缺水现象；防止冬天运行时，烟道、烟囱设备结冰现象，延迟其使用寿命。附图说明图1为本实用新型所述装置的结构示意图；图2为本实用新型的工作流程示意图。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步地说明。如图1所示，一种基于余热锅炉低温烟气的凝结水回收装置，包括余热锅炉6、烟道1、烟囱10、第一水泵2和补水箱3，还包括板式换热器8、集汽缸4以及凝结水收集箱7；所述板式换热器设置于余热锅炉6和烟囱10之间的前端烟道中，板式换热器的软水出口与余热锅炉的蒸汽管道相连，且余热锅炉的蒸汽管道出口连接集汽缸4，凝结水收集箱7设置于板式换热器的冷水口下方。还包括第二水泵9以及软水处理器5；所述凝结水收集箱7、软水处理器5以及补水箱3依次通过管路连接，且凝结水收集箱7和软水处理器器5之间设置有第二水泵9，补水箱与板式换热器相连。利用蓄热罐收集余热，用于加热生活用水等；还包括设置于板式换热器的热气出口上方的蓄热罐。如图2所示，一种基于余热锅炉低温烟气的凝结水回收装置的工作过程如下：步骤1：余热锅炉6排放的烟气先进入板式换热器8，同时，补水箱中的低温软水通过第一水泵送入板式换热器中，高温烟气与低温软水换热后降温，烟气温度降低到45℃后通过烟囱10排入大气，换热产生的高温软水送入余热锅炉6中，经余热锅炉中的蒸汽管道送至集汽缸4；步骤2：降温后的烟气在板式换热器中形成的凝结水流入凝结水收集箱中。所述凝结水收集箱中的水经第二水泵9泵入软水处理器5中，经软化处理后，输送至补水箱3中。所述pH值检验装置对凝结水收集箱中的凝结水进行检验。通过在板式换热器的热气出口上设置蓄热罐收集余热。将产生的余热通过蓄热罐收集后，用于加热生活用水等。在本实例中，首先对余热锅炉排烟组分、烟气的水蒸气进行分析说明如下1.余热锅炉排烟组分；天然气燃烧产生大量烟气，理论烟气组分有CO2、SO2、N2和H2O。由于天然气燃烧需要大量空气助燃，为保证燃烧，上游燃烧室空燃比α一般控制在1.1～1.3。这样实际烟气量还含有过剩的O2。由于天然气组分不含有H2S，因此实际烟气组分为CO2、N2、H2O和O2。下面根据表1的天然气组分，计算燃烧1m3天然气产生的实际烟气量。表1天然气燃烧实际烟气量计算表注：燃气饱和含湿量取dg＝10g/m3，当地冬季空气含湿量da＝6.5g/m3，过量空气系数α取1.2。2.烟气的水蒸气由于天然气组分不含硫，所以烟气露点温度就等于烟气水露点温度，根据天然气燃烧产物中水蒸汽容积占烟气容积的份额，可求得烟气水露点温度。在烟气为常压时，烟气水露点温度和水蒸气关系见表2。表2烟气水露点温度和水蒸汽含量(体积百分比)的关系表烟气水蒸汽含量/％51015203050烟气水露点温度/℃32.345.653.759.768.780.9由上表可知，某分布式能源系统天然气燃烧后，烟气中水蒸汽含量为2.134/2.92＝16.5％，由插值法求得烟气水露点温度为55.5℃。标态下水蒸气密度ρ＝0.833kg/m3。每立方烟气中水蒸气质量MH2O计算如下。MH2O＝VH2O×ρH2O＝2.134×0.833＝1.778kg/m3当烟气低于露点时，烟气中水蒸汽发生凝结。烟气中由对应温度下的水蒸气饱和分压力可以得到凝结率，由不同烟温下凝结率×MH2O得到不同烟温下燃烧1m3天然气产生烟气中的凝结水量，见表3。表3不同烟温下的水蒸汽凝结率和凝结水量关系表排烟温度/℃555045403020凝结率/％0.1430.3540.5140.6350.7970.890凝结水量/kg/m3)0.2540.6290.9141.1291.4171.582西北某地区一套15MW燃气轮机与余热锅炉配套的分布式供能系统，未采用烟气凝结水回收措施前，烟囱排烟温度在90℃左右，设备处有凝结水渗出，室外烟囱周边有结冰现象，不但烟气中凝结水的热量未得到利用，还侵蚀着设备，烟囱基础。结合目前余热锅炉烟气利用存在的问题，在采用烟气凝结水回收措施后，最终烟囱排烟温度约为45℃，每小时可节约一次供水系统补水量4.57t，余热回收量为775kJ/m3，余热锅炉补水温升2.7℃。以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。当前第1页1 2 3