一种余热锅炉排污系统的制作方法

本实用新型涉及冶炼、化工技术领域，尤其涉及的是一种余热锅炉排污系统。

背景技术：

余热锅炉是指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定工质的锅炉。

目前在国内一些小型余热锅炉受投资控制、设计思路、节能重视程度等因素影响下，没有考虑对余热锅炉排污系统的余热进行回收，排污乏汽均通过排污扩容器降压后直接排向大气，造成余热资源浪费。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

发明人发现，锅炉排污包括锅炉连续排污、定期排污和事故放水产生，排污量约为锅炉产汽量的(1～3)％左右，其中，锅炉连续排污热源相对稳定。如图1所示，锅炉排污(乏汽)经扩容器后会产生大量闪蒸蒸汽排入大气，造成余热资源浪费。同时，产生的大量闪蒸蒸汽还会与冶炼烟气、烟尘接触造成周围构建物、设备腐蚀。以有色行业铜冶炼生产系统为例，冶炼生产过程中产生的冶炼烟气特性与其他冶炼行业相比具有一定的复杂性和特殊性，表现在烟气含尘高、露点腐蚀温度高、周期性波动等特点。熔炼炉、硫酸转化系统配套余热锅炉设计压力相对其他行业要高，锅炉日常连续排污时所产生乏汽温度高，具有很大的余热利用空间。因此在节能减排方面可提升空间较大。因此，对余热锅炉排污系统进行节能优化改造具有可行性和必要性。

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种余热锅炉排污系统，以解决未对余热锅炉排污系统的余热进行回收，排污乏汽均通过排污扩容器降压后直接排向大气，造成余热资源浪费问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种余热锅炉排污系统，包括排污管路、排污集箱、补水管道、给水箱及排污扩容器，还包括设置在所述排污扩容器和所述排污集箱之间的汽水换热器；所述排污扩容器和所述排污集箱之间设置有排污旁路管道；所述排污旁路管道和所述补水管道分别与所述汽水换热器连接；所述给水箱与所述汽水换热器连接。

本实用新型的进一步设置，所述排污集箱和所述汽水换热器之间设置有第一电动调节阀和第一手动截止阀。

本实用新型的进一步设置，所述补水管道上设置有第二电动调节阀及第二手动截止阀。

本实用新型的进一步设置，所述排污集箱和所述排污扩容器之间设置有排污总管，所述排污总管与所述排污旁路管道连接；所述排污总管上设置有第三手动截止阀。

本实用新型的进一步设置，所述汽水换热器和所述排污集箱之间设置有汽水分离器和疏水装置，所述疏水装置与所述汽水分离器连接，所述汽水分离器与所述排污旁路管道连接。

本实用新型的进一步设置，所述排污旁路管道和所述补水管道上分别设置有仪控设备。

本实用新型的进一步设置，所述汽水换热器和所述排污扩容器分别位于所述给水箱顶部；其中，所述汽水换热器和所述给水箱的间距h1≥200mm，所述排污扩容器和所述给水箱之间的间距h2≥1000mm。

本实用新型的进一步设置，所述排污扩容器下方设置有排水管道和冷凝水收集池，所述排水管道的一端与所述排污扩容器下端连接，另一端与所述冷凝水收集池连接；所述疏水装置下方设置有疏水管道，所述疏水管道的一端与所述疏水装置下端连接，另一端与所述冷凝水收集池连接。

本实用新型的进一步设置，还包括锅炉汽包，所述锅炉汽包与所述排污集箱之间设置有排污管路，所述锅炉汽包通过所述排污管路和所述排污集箱连接。

本实用新型的进一步设置，所述锅炉汽包和所述给水箱之间设置有给水管路，所述锅炉汽包通过所述给水管路与所述给水箱连接；所述给水管路上设置有给水泵。

本实用新型所提供的一种余热锅炉排污系统，包括排污管路、排污集箱、补水管道、给水箱及排污扩容器，还包括设置在所述排污扩容器和所述排污集箱之间的汽水换热器；所述排污扩容器和所述排污集箱之间设置有排污旁路管道；所述排污旁路管道和所述补水管道分别与所述汽水换热器连接；所述给水箱与所述汽水换热器连接。本申请通过对余热锅炉排污系统的余热进行回收，实现了生产系统节能减排。

附图说明

图1是现有技术中余热锅炉排污系统的系统结构示意图。

图2是一个实施例中余热锅炉排污系统的系统结构示意图。

附图中各标记：1、锅炉汽包；2、排污管路；201、连续排污管路；202、定期排污管路；203、集箱排污管路；3、排污集箱；4、排污旁路管道；5、汽水换热器；6、排污扩容器；7、补水管道；8、给水箱；9、第一电动调节阀；10、第一手动截止阀；11、第二电动调节阀；12、第二手动截止阀；13、排污总管；14、第三手动截止阀；15、汽水分离器；16、疏水装置；17、仪控设备；18、排水管道；19、疏水管道；20、冷凝水收集池；21、给水泵；22、给水管路。

具体实施方式

本实用新型提供一种余热锅炉排污系统，综合考虑锅炉存在溶解氧腐蚀的风险和余热利用价值等因素，特别提供一种小型余热锅炉连续排污余热利用装置，即针对一些未设置给水除氧设备的小型余热锅炉(蒸发量<10t/h)，为生产系统配套余热锅炉连续排污系统提供优化，增加了余热回收装置用于回收锅炉排污系统余热，实现了生产系统节能减排，并提高余热锅炉出力，该装置投资小、收益大，节能方面成效显著。同时可间接提高锅炉的使用寿命和安全运行水平。

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”与“所述”可泛指单一个或复数个。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参阅图2，图2是一种余热锅炉排污系统的系统结构示意图，如图所示，一种余热锅炉排污系统，包括锅炉汽包1、锅炉排污侧(蒸汽侧)和锅炉给水侧，所述锅炉汽包1连接有若干排污管路2，所述若干排污管路2包括连续排污管路201、定期排污管路202和集箱排污管路203，所述连续排污管路201、定期排污管路202和集箱排污管路203分别与排污集箱3连接，所述锅炉排污侧设置有排污旁路管道4、汽水换热器5以及排污扩容器6，所述锅炉给水侧(水侧)设置有补水管道7以及给水箱8。其中，所述汽水换热器5设置在所述排污扩容器6和所述排污集箱3之间，所述排污旁路管道4和所述补水管道7分别与所述汽水换热器5连接，具体地，所述排污旁路管道4与所述汽水换热器5的热端连接，补水管道7与汽水换热器5的冷端连接。所述给水箱8一端与所述锅炉汽包1连接，给水箱8另一端与所述汽水换热器5连接。

本实用新型在原锅炉排污系统之间增加排污旁路管道4，锅炉排污系统排出的具有一定压力和温度(根据锅炉实际运行参数而定)汽水混合物汇集到锅炉排污集箱3，通过排污旁路管道4进入汽水换热器5蒸汽端口(即热端)，高温汽水混合物余热经汽水换热器5回收后流入排污扩容器6。相比于原有锅炉排污系统通过排污主管将锅炉连续排污或定期排污排放的汽水混合物引入锅炉排污扩容器6，蒸汽直接通过扩容降压后排放到大气中，本申请在排污扩容器6前管路上增设换热设备(汽水换热器5)，能有效回收锅炉连续排污及定期排污所含的热量，其中，汽水换热器5的工作原理为：通过换热降低排污乏汽的温度，通过对流换热将热量传递给锅炉补充水，从而实现余热的利用。同时通过换热提高锅炉给水温度，降低了余热锅炉溶解氧腐蚀几率、减少了排污扩容器6排放口大量蒸汽排放，并降低了外排蒸汽混入铜冶炼烟气、烟尘造成周围构建物、设备腐蚀的速率。以达到节能减排的目的同时提高设备的使用寿命，保证了锅炉的安全运行水平。

另外，通过利用系统中汽水换热器5将锅炉连续排污中的余热用于锅炉补给水加热，将锅炉补给水温度由25℃提升至90℃以上，锅炉液位制相比常温补水的锅炉稳定性得到明显提升，从而确保了锅炉安全稳定性，同时增加了余热锅炉蒸汽产量。

以某铜冶炼公司硫酸分厂转化系统4.9t/h四系统转化热管锅炉为例。为确保锅炉炉水达标硫酸转化锅炉正常运行时，连续排污系统为运行状态。按3％排污量初步估算，单台锅炉连续排污量约为150kg/h，排污水温约120℃(热焓2680kj/kg)左右，设备年小时运行数为7200h，每年可回收乏汽为150kg/h×7200h＝1080t。

(1)硫酸厂两台热管锅炉每年约可回收乏汽2160t左右；

(2)以标准煤焓值29271kj/kg，回收每吨乏汽可节约0.091吨标准煤计算。折合标煤量约2160t×0.091t标煤/t＝196.65吨标准煤，约等于159.88万度电；

(3)年回收冷凝水量：约2160t。

改造后将这部分热量进行回收，从折合的效果看，节能减排效果较明显，通过核算一年可节省资金65.45万元。从以上数据可以看出，经济效益和社会效益相当可观。

在一个实施例的具体实施方式中，所述排污集箱3和所述汽水换热器5之间设置有第一电动调节阀9和第一手动截止阀10，以实现自动与手动控制排污集箱3与汽水换热器5之间的通断，从而控制汽水换热器5中的汽水混合物的量的大小。

其中，汽水换热器5汽水管道运行压力与第一电动调节阀9开度联锁(设定排污管道最高压力，当压力超过设定最高压力时调节阀自动开启与管道压力联锁，当管道压力降低后不再动作)，以确保运行压力低于管道运行压力。

在一个实施例的具体实施方式中，所述补水管道7上设置有第二电动调节阀11及第二手动截止阀12。其中，所述补水管道7的还与自来水站连接，所述第二电动调节阀11及第二手动截止阀12用于实现自动与手动控制补水管道7与自来水站之间的通断，从而控制汽水换热器5中的补水量的大小。

具体地，锅炉补给水(常温，0.5mpa)通过锅炉补水管道7进入汽水换热器5水侧进行换热。通过5锅炉补水管道7第二电动调节阀11控制进入汽水换热器5的补给水流量，通过换热后水温加热至(70～90)℃左右流入锅炉给水箱8或除氧器水箱供锅炉使用。

其中，第二电动调节阀11根据水箱液位情况进行行调节控制，即锅炉给水量增大水位下降较快时，第二电动调节阀11能随水箱水位进行调节。

在一个实施例的具体实施方式中，所述排污集箱3和所述排污扩容器6之间设置有排污总管13，所述排污总管13与所述排污旁路管道4连接；所述排污总管13上设置有第三手动截止阀14。具体地，排污总管13的两端分别与排污集箱3和排污扩容器6连接，排污旁路管道4通过与排污总管13连接以实现与排污集箱3和排污扩容器6连接，正常工作时排污主管上的第三手动截止阀14处于关闭状态，高温汽水混合物余热经汽水换热器5回收后流入排污扩容器6。

在一个实施例的具体实施方式中，所述汽水换热器5和所述排污集箱3之间设置有汽水分离器15和疏水装置16，所述疏水装置16与所述汽水分离器15连接，所述汽水分离器15与所述排污旁路管道4连接。设置汽水分离器15的目的是将排污汽水混合物中的冷凝水进行分离，避免大量冷凝水积存在换热器管束内，减少产生严重水击现象造成换热器损坏确保设备安全运行。

在一个实施例的具体实施方式中，所述排污旁路管道4和所述补水管道7上分别设置有仪控设备17。具体地，所述仪控设备17包括压力表、温度计、水位计与调节阀调节信号反馈器等，使得可以对设备当下的使用状况得到直观、实时的了解。

在一个实施例的具体实施方式中，汽水换热器5内部的换热管束设计安装时必须根据工况考虑一定膨胀余量，以防止管束由于设计不合理膨胀受阻形成交变应力导致管束损坏。

在一个实施例的具体实施方式中，所述汽水换热器5和所述排污扩容器6分别位于所述给水箱8顶部；其中，所述汽水换热器5和所述给水箱8的间距h1≥200mm，所述排污扩容器6和所述给水箱8之间的间距h2≥1000mm。具体地，汽水换热器5设计安装中心标高位于储水箱顶部至少200mm，锅炉排污扩容器6中心线以上至少1000mm的位置，以减小锅炉排污乏汽输送过程中的阻力，使得冷凝水能排放顺畅减少水击现象发生的概率。

在一个实施例的具体实施方式中，所述排污扩容器6下方设置有排水管道18和冷凝水收集池20，所述排水管道18的一端与所述排污扩容器6下端连接，另一端与所述冷凝水收集池20连接；所述疏水装置16下方设置有疏水管道19，所述疏水管道19的一端与所述疏水装置16下端连接，另一端与所述冷凝水收集池20连接。具体地，排污旁路管道4与汽水换热器5连接，第一电动调节阀9设置在排污旁路管道4上，乏汽通过汽水换热器5换热后进入排污扩容器6形成冷凝水。排污扩容器6下方设有的排水管道18和疏水装置16下端的疏水管道19连接至冷凝水收集池20，冷凝水可供循环水系统作为补水，可改善循环水水质。可以理解的是，排污扩容器6和疏水装置16可以共用一个冷凝水收集池20，也可以各自使用一个冷凝水收集池20，冷凝水收集池20设置数量根据具体施工情况而定。

本实用新型的进一步设置，所述锅炉汽包1分别与所述排污集箱3和所述给水箱8连接，所述锅炉汽包1和所述给水箱8之间通过一给水管路22连接，所述给水管路22上设置有给水泵21，该给水泵21可以将加热后的锅炉补给水(常温，0.5mpa)通过给水管路22输送给锅炉汽包1，从而提高了余热锅炉出力，即提高了锅炉蒸汽产量。

需要说明的是，锅炉液位(锅炉汽包液位)是蒸汽锅炉安全、稳定运行的重要指标，液位过高，会使蒸汽带水过多，汽水分离差，蒸汽品质下降，影响生产和安全，水位过低又将破坏部分水冷壁的水循环，引起水冷壁局部过热而损坏，严重时会发生锅炉爆炸。在通常情况下，增加给水流量，水位应该是增加的，但是由于给水温度低于汽包内饱和水的温度，给水吸收了原有饱和水中的部分热量使水面下气泡容积减小，所以扰动初期水位不会立即升高。当水面下气泡容积的变化过程逐渐平衡，水位就反映出汽包中储水量的增加而逐渐上升的趋势，最后当水面下气泡容积不再变化时，由于进、出物质的不平衡，水位将以一定的速度直线上升。本申请通过将锅炉补给水温度由25℃提升至90℃以上，锅炉液位控制相比常温补水的锅炉稳定性得到明显提升，从而确保锅炉安全稳定性。

综上所述，本实用新型所述提供的一种余热锅炉排污系统，该系统在保留原有锅炉排污总管13和锅炉补水管道7基础上进行改造，在排污管路2与排污扩容器6之间增加排污旁路管道4及余热回收设备(汽水换热器5)，在补水侧管道增加补水管道7与汽水换热器5连接，常温水通过换热后流入储水箱或除氧器水箱。本申请实现了小型锅炉排污余热的综合回收利用，减少了由排污扩容器6排向大气的蒸汽量，解决蒸汽外排热能浪费和蒸汽污染等问题。同时实现了锅炉给水加热、除氧，锅给水指标得到改善的同时间接提高了锅炉使用寿命、蒸汽产量和安全稳定性，从而为企业生产经营、节能减排、节能降耗工作做出一定的贡献。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。