一种烟气余热回收系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种烟气余热回收系统，燃气热力设备的排烟通道连通至热管空气加热器的进气口，热管空气加热器的排气口连通到冷凝式给水加热器的进气口，冷凝式给水加热器的排气口连通至烟囱；变频送风机的送风口连通到热管空气加热器的进风口，热管空气加热器的出风口连通到燃烧设备的送风入口；变频脉动式给水泵的进水口连通到给水箱，变频脉动式给水泵的排水口连通到冷凝式给水加热器的进水口，冷凝式给水加热器的出水口连通到用热设备。两级烟气余热回收极大提高了烟气余热回收率，避免了大量显热和潜热损失，解决了现有燃气热力设备热能回收方式节能率低下的技术问题，提高了资源利用率。
【专利说明】
一种烟气余热回收系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及燃气热力设备热能回收技术领域，具体涉及一种烟气余热回收系统。
【背景技术】
[0002]化石燃料作为不可再生型资源在全球工业化进程中面临日渐枯竭，节能减排已成为全球性主题。全国在运燃气类热力设备近20万台套，年燃烧气体燃料约400—700亿立方米。在日复一日消耗着巨量资源的同时，燃烧产物CO2排放约7700—13500万吨/年，NOx排放量也相应巨大。
[0003]气体燃料主要成分为CmHn，CH比相对很小，H元素在份额上占主导地位。气体燃料在炉内过程中，H元素与助燃空气中O元素产生水合反应，在高温状态下形成过热蒸汽，携有大量汽化潜热(即燃料高位发热值中传统技术认定的不可用热)；空燃自有水分及化学产水量构成烟气总水量，经测定证明，在最佳α系数下每燃烧INm3天然气可产生1.63Kg水蒸汽。
[0004]燃机余热锅炉排烟温度为130?180°C;燃气直燃机、燃气锅炉、燃气导热油炉的排烟温度均为190?280°C;燃气窑炉排烟温度更是高达700?900 °C。在这些温度条件下，烟气总水分以过热蒸汽状态存在于排烟中并散入大气，造成极大的显热、潜热损失及环境热污染，并形成过量的CO2及NOx排放。
[0005]目前，通过在锅炉排烟口加装水?气换热器使排烟温度降至约170°C实现热水回用，但是节能率不大于3%。现有的冷凝式锅炉配用除氧器向省煤器供水，但由于除氧器出水温度达104°C，会因为省煤器水侧汽化而引发给水系统水锤现象，进而导致锅炉停运。可见，现有燃气热力设备热能回收技术的节能率低并存在系统缺陷。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型实施例通过提供一种烟气余热回收系统，解决了现有燃气热力设备热能回收技术的节能率低和系统缺陷的技术问题。
[0007]本实用新型实施例提供了一种烟气余热回收系统，包括:燃气热力设备，热管空气加热器，冷凝式给水加热器，变频送风机，燃烧设备，变频脉动式给水栗，给水箱；
[0008]所述燃气热力设备的排烟通道连通至所述热管空气加热器的进气口，所述热管空气加热器的排气口连通到所述冷凝式给水加热器的进气口，所述冷凝式给水加热器的排气口连通至烟囱；
[0009]所述变频送风机的送风口连通到所述热管空气加热器的进风口，所述热管空气加热器的出风口连通到所述燃烧设备的送风入口 ；
[0010]所述变频脉动式给水栗的进水口连通到所述给水箱，所述变频脉动式给水栗的排水口连通到所述冷凝式给水加热器的进水口，所述冷凝式给水加热器的出水口连通到用热设备。
[0011]优选的，所述燃气热力设备，具体为燃气锅炉、燃气直燃机、燃气导热油炉、燃气窑炉、燃机余热锅炉中的一种。
[0012]优选的，所述燃气热力设备为所述燃气锅炉或所述燃机余热锅炉时，所述用热设备具体为热力除氧器或高温给水箱，其中，所述热力除氧器的出水口或所述高温给水箱的出口经由锅炉给水栗连通至所述燃气锅炉或所述燃机余热锅炉。
[0013]优选的，所述燃气热力设备为所述燃气直燃机、所述燃气导热油炉、所述燃气窑炉中的一种时，所述用热设备具体为:工艺用热设备，或卫浴用热设备，或二级节能热网。
[0014]优选的，所述烟气余热回收系统还包括:第一空燃电子比例调节器，设置于所述燃烧设备的所述送风入口。
[0015]优选的，所述烟气余热回收系统还包括:第二空燃电子比例调节器，设置于所述燃烧设备的燃气进口。
[0016]优选的，所述烟气余热回收系统还包括可编程控制器，所述可编程控制器的控制端至少连接至所述变频脉动式给水栗的控制信号输入端和所述燃烧设备控制信号输入端。
[0017]优选的，所述烟气余热回收系统还包括烟道转换门及检修应急烟道，所述烟道转换门安装在所述燃气热力设备的所述排烟通道上，所述烟道转换门连通至所述检修应急烟道。
[0018]优选的，所述烟气余热回收系统还包括疏水装置；
[0019]所述热管空气加热器的冷凝水出口和所述冷凝式给水加热器的冷凝水出口均连通有所述疏水装置。
[0020]优选的，所述疏水装置的出水口连通至中和池。
[0021]本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优占.V.
[0022]由于本实用新型实施例烟气余热回收系统采用了燃气热力设备的排烟经过热管空气加热器降温实现初级显热回收后，继续进入冷凝式给水加热器降温实现冷凝潜热、显热回收，之后的烟气经烟囱排入大气。热管空气加热器的初级显热回收温度较高，用于加热冷风供至燃烧设备助燃;冷凝式给水加热器的潜热、显热回收用于加热水供用热设备使用。因此两级烟气余热回收极大提高了烟气余热回收率，避免了大量显热和潜热损失，解决了现有燃气热力设备热能回收方式节能率低下的技术问题，提高了资源利用率。在降低排放的同时有效减少了环境热污染。
[0023]同时的，由于采用给水经冷凝式给水加热器加热后进入除氧器，由除氧器向锅炉供水的模式，减少了除氧器自耗蒸汽量，节省了热能，同时避免了给水加热器的汽化问题，能够避免给水系统水锤现象，从而有效解决了给水系统水锤现象导致的锅炉停运的系统缺陷，提高了生产可靠性。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0025]图1为本实用新型实施例中对应燃气锅炉的烟气余热回收系统结构示意图；
[0026]图2为本实用新型实施例中对应燃气直燃机的烟气余热回收系统结构示意图；
[0027]图3为本实用新型实施例中对应燃气导热油炉的烟气余热回收系统结构示意图；
[0028]图4为本实用新型实施例中对应燃气窑炉的烟气余热回收系统结构示意图；
[0029]图5为本实用新型实施例中对应燃机余热锅炉的烟气余热回收系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0031]参考图1?图5所示，本实用新型提供了一种烟气余热回收系统，包括:燃气热力设备，热管空气加热器I，冷凝式给水加热器2，变频送风机3，燃烧设备4，变频脉动式给水栗5，给水箱6。
[0032]燃气热力设备的排烟通道连通至热管空气加热器I的进气口，热管空气加热器I的排气口连通到冷凝式给水加热器2的进气口，冷凝式给水加热器2的排气口连通至烟囱7;变频送风机3的送风口连通到热管空气加热器I的进风口，热管空气加热器I的出风口连通到燃烧设备4的送风入口；变频脉动式给水栗5的进水口连通到给水箱6，变频脉动式给水栗5的排水口连通到冷凝式给水加热器2的进水口，冷凝式给水加热器2的出水口连通到用热设备。
[0033]其中，燃气热力设备的排烟经过排烟通道进入热管空气加热器I中降温至65?75°c，通过热管空气加热器I实现初级显热回收;从热管空气加热器I排出的烟气进入冷凝式给水加热器2降温至45?55°C，从而通过冷凝实现潜热、显热回收，冷凝式给水加热器2排出的烟气经烟囱7排入大气。冷风由变频送风机3向热管空气加热器I供风，被热管空气加热器I加热至125°C后经由保温风道供至燃烧设备4的送风入口对炉内燃烧助燃。
[0034]给水由变频脉动式给水栗5从给水箱6向冷凝式给水加热器2供水，根据不同的工艺温度要求，冷凝式给水加热器2将给水加热至55?70°C后供用热设备使用。
[0035]具体的，给水箱6中给水温度为I?20°C。
[0036]具体的，燃气热力设备具体为燃气锅炉8、燃气直燃机9、燃气导热油炉10、燃气窑炉11、燃机余热锅炉12中的一种。
[0037]其中，针对如图1所示，燃气锅炉8的排烟温度为210?230°C;针对图2所示，燃气直燃机9的排烟温度为190?220°C ;针对图3所示，燃气导热油炉10的排烟温度为270?300°C ;针对图4所示，燃气窑炉11的排烟温度为700?900 0C ；针对图5所示，燃机余热锅炉12的排烟温度为130?190°C。
[0038]针对不同的燃气热力设备，所使用的用热设备也不相同，下面分别参考图1?图5进行描述:
[0039]参考图1所示，对于燃气热力设备为燃气锅炉8时，用热设备设置为热力除氧器13，热力除氧器13的出水口经由锅炉给水栗14连通至燃气锅炉8，具体的，锅炉给水栗14的进水口连接在热力除氧器13的出水口，锅炉给水栗14的排水口连接到燃气锅炉8中，除氧器13的出水经由锅炉给水栗14供至燃气锅炉8中。
[0040]参考图1所示，对于燃气热力设备为燃气锅炉8时，用热设备还可以设置为高温给水箱15，高温给水箱15的出水口经由锅炉给水栗14连通至燃气锅炉8，具体的，锅炉给水栗14的进水口连接在高温给水箱15的出水口，锅炉给水栗14的排水口连接到燃气锅炉8中，高温给水箱15的出水经由锅炉给水栗14供至燃气锅炉8中。在具体实施过程中，高温给水箱15的水温为55?70°C。
[0041]参考图2所示，对于燃气热力设备为燃气直燃机9，用热设备具体为系统外用热设备20，比如工艺用热设备，或卫浴用热设备，或二级节能热网。在具体实施过程中，依据实际工艺热特征及负荷确定所使用为工艺用热设备、卫浴用热设备、二级节能热网中的哪一种，其中，图2中系统外用热设备20为工艺用热设备，或卫浴用热设备，或二级节能热网的其中一种。
[0042]参考图3所示，对于燃气热力设备为燃气导热油炉10，用热设备具体为系统外用热设备20，比如工艺用热设备，或卫浴用热设备，或二级节能热网。在具体实施过程中，依据实际工艺热特征及负荷确定所使用为工艺用热设备、卫浴用热设备、二级节能热网中的哪一种，图3中系统外用热设备20为工艺用热设备，或卫浴用热设备，或二级节能热网的其中一种。
[0043]参考图4所示，对于燃气热力设备为燃气窑炉11，用热设备具体为系统外用热设备20，比如工艺用热设备，或卫浴用热设备，或二级节能热网。在具体实施过程中，依据实际工艺热特征及负荷确定所使用为工艺用热设备、卫浴用热设备、二级节能热网中的哪一种，图4中系统外用热设备20为工艺用热设备，或卫浴用热设备，或二级节能热网的其中一种。
[0044]参考图5所示，对于燃气热力设备为燃机余热锅炉12时，用热设备设置为锅炉自带的内置热力除氧器13，热力除氧器13的出水口经由锅炉给水栗14连通至燃机余热锅炉12，具体的，锅炉给水栗14的进水口连接在热力除氧器13的出水口，锅炉给水栗14的排水口连接到燃机余热锅炉12中，热力除氧器13的出水经由锅炉给水栗14供至燃机余热锅炉12中。
[0045]进一步的，烟气余热回收系统还包括:第一空燃电子比例调节器16，设置在燃烧设备4的送风入口的管道上。烟气余热回收系统还包括:第二空燃电子比例调节器17，设置在燃烧设备4的燃气进口的管道上。通过第一空燃电子比例调节器16及第二空燃电子比例调节器17进行调节空气与燃气的配比，从而实现最佳空燃比后进入燃烧设备4中入炉燃烧。
[0046]在具体实施过程中，烟气余热回收系统还包括可编程控制器18，将可编程控制器18的控制端通过控制电缆与第一空燃电子比例调节器16和第二空燃电子比例调节器17的控制信号输入端连接，从而控制第一空燃电子比例调节器16和第二空燃电子比例调节器17配合，由可编程控制器18程序控制高温高压送风，形成良好的炉内燃烧空气动力场及温度场，使燃烧效率提高到100%。
[0047]在具体实施过程中，可编程控制器18的控制端还可以通过控制电缆连接至变频脉动式给水栗5的控制信号输入端，从而通过可编程控制器18控制变频脉动式给水栗5的赫兹数以改变管内流速。
[0048]在具体实施过程中，可编程控制器18的控制端还可以连接至变频送风机3的控制信号输入端，从而通过可编程控制器18控制变频送风机3的赫兹数。
[0049]具体的，可编程控制器18的控制端还可以连接至燃烧设备4的控制信号输入端。
[0050]进一步，本实用新型实施例提供的烟气余热回收系统还包括烟道转换门19及检修应急烟道，烟道转换门19安装在燃气热力设备的排烟通道上，烟道转换门19连通至检修应急烟道。
[0051]在具体实施过程中，可编程控制器18的控制端还可以连接至烟道转换门19的控制信号输入端，从而通过可编程控制器18控制道转换门的通断。
[0052]进一步，本实用新型实施例提供的烟气余热回收系统还设置有疏水装置(未图示)。具体的，热管空气加热器I的冷凝水出口和冷凝式给水加热器2的冷凝水出口均连通有疏水装置，以利于热管空气加热器I中的冷凝水和冷凝式给水加热器2中的冷凝水顺畅排出。
[0053]进一步的，对于PH值超标的疏水，疏水装置的出水口连通至中和池(未图示)中，中和池(未图示)处理后达标排放或中水回用。
[0054]烟囱7的内壁采用防腐层，避免由于排烟中水蒸气较大对烟囱7内壁的腐蚀。
[0055]通过上述本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0056]由于本实用新型实施例烟气余热回收系统采用了燃气热力设备的排烟经过热管空气加热器降温实现初级显热回收后，继续进入冷凝式给水加热器降温实现冷凝潜热、显热回收，之后的烟气经烟囱排入大气。热管空气加热器的初级显热回收温度较高，用于加热冷风供至燃烧设备助燃;冷凝式给水加热器的潜热、显热回收用于加热水供用热设备使用。因此两级烟气余热回收极大提高了烟气余热回收率，避免了大量显热和潜热损失，解决了现有燃气热力设备热能回收方式节能率低下的技术问题，提高了资源利用率，降低排放并减少了环境热污染。
[0057]同时的，由于采用给水经冷凝式给水加热器加热后进入除氧器，由除氧器向锅炉供水的模式，避免了给水加热器的汽化问题，能够避免给水系统水锤现象，从而有效解决了给水系统水锤现象导致的锅炉停运的系统缺陷，提高了生产可靠性。
[0058]尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
[0059]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种烟气余热回收系统，其特征在于，包括:燃气热力设备，热管空气加热器，冷凝式给水加热器，变频送风机，燃烧设备，变频脉动式给水栗，给水箱； 所述燃气热力设备的排烟通道连通至所述热管空气加热器的进气口，所述热管空气加热器的排气口连通到所述冷凝式给水加热器的进气口，所述冷凝式给水加热器的排气口连通至烟囱； 所述变频送风机的送风口连通到所述热管空气加热器的进风口，所述热管空气加热器的出风口连通到所述燃烧设备的送风入口 ； 所述变频脉动式给水栗的进水口连通到所述给水箱，所述变频脉动式给水栗的排水口连通到所述冷凝式给水加热器的进水口，所述冷凝式给水加热器的出水口连通到用热设备。2.如权利要求1所述的烟气余热回收系统，其特征在于，所述燃气热力设备，具体为燃气锅炉、燃气直燃机、燃气导热油炉、燃气窑炉、燃机余热锅炉中的一种。3.如权利要求2所述的烟气余热回收系统，其特征在于，所述燃气热力设备为所述燃气锅炉或所述燃机余热锅炉时，所述用热设备具体为热力除氧器或高温给水箱，其中，所述热力除氧器的出水口或所述高温给水箱的出口经由锅炉给水栗连通至所述燃气锅炉或所述燃机余热锅炉。4.如权利要求2所述的烟气余热回收系统，其特征在于，所述燃气热力设备为所述燃气直燃机、所述燃气导热油炉、所述燃气窑炉中的一种时，所述用热设备具体为:工艺用热设备，或卫浴用热设备，或二级节能热网。5.如权利要求1所述的烟气余热回收系统，其特征在于，所述烟气余热回收系统还包括:第一空燃电子比例调节器，设置于所述燃烧设备的所述送风入口。6.如权利要求5所述的烟气余热回收系统，其特征在于，所述烟气余热回收系统还包括:第二空燃电子比例调节器，设置于所述燃烧设备的燃气进口。7.如权利要求1-6中任一权项所述的烟气余热回收系统，其特征在于，所述烟气余热回收系统还包括可编程控制器，所述可编程控制器的控制端至少连接至所述变频脉动式给水栗的控制信号输入端和所述燃烧设备的控制信号输入端。8.如权利要求1所述的烟气余热回收系统，其特征在于，所述烟气余热回收系统还包括烟道转换门及检修应急烟道，所述烟道转换门安装在所述燃气热力设备的所述排烟通道上，所述烟道转换门连通至所述检修应急烟道。9.如权利要求1所述的烟气余热回收系统，其特征在于，所述烟气余热回收系统还包括疏水装置； 所述热管空气加热器的冷凝水出口和所述冷凝式给水加热器的冷凝水出口均连通有所述疏水装置。10.如权利要求9所述的烟气余热回收系统，其特征在于，所述疏水装置的出水口连通至中和池。
【文档编号】F23J15/06GK205447787SQ201521136634
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月30日
【发明人】李惠军, 李生根, 郑绍渝, 周兴国, 周德伟
【申请人】重庆南方热力工程技术公司