专利名称：余热回收系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对燃气内燃机产生的余热进行利用的系统，特别是涉及一种利用例如燃气内燃机之类的烟气产生装置产生的烟气的余热加热导热油的余热回收系统。
背景技术：
在目前的燃气内燃机中，由例如燃气发电机和/或发动机产生的烟气的温度一般在大约450-60(TC，其余热一般采用热管式换热器或者翅片管换热器等回收，用于预热加热炉的空气或者制备热水等。在另外的一些应用中，采用烟气型导热油炉对燃气内燃机的余热进行回收，并由此加热导热油等。一般地，导热油炉(又称有机热载体炉)以电、燃气、煤或燃油等作为热源，利用循环油泵强制液相油进行循环，以对油进行加热，从而将热量传递给用热设备的工业炉。导热油炉可以用于天然气、原油等的加热或精馏，也可以用于其他需要温度较高、热源稳定的化学反应的加热场所中。图1示出了一种非烟气导热油炉供能系统的原理示意图。该供能系统100包括 其内具有加热机构102的导热油炉101、热用户103、以及将导热油炉101内被加热的导热油输送到热用户103的循环泵104。在该供能系统100中以燃气、燃煤、燃油或电能之类的高能燃料作为加热介质对导热油炉101中的导热油进行加热，虽然可以保证导热油的温度和流量，有利于热用户103操作的稳定，但是比较耗能。图2示出了一种传统余热回收系统的原理示意图。该余热回收系统200包括在工作过程中能够产生高温烟气的烟气产生装置205 ；其内具有加热机构202的导热油炉201， 加热机构202利用来自于烟气产生装置205的烟气对流经导热油炉201的导热油进行加热；用于将烟气抽入导热油炉201中的引风机206 ；热用户203 ；将导热油炉201内被加热的导热油输送到热用户203的循环泵204、以及用于将烟气排出的排烟装置207。在该余热回收系统200中，将燃气内燃机之类的烟气产生装置205产生的高温烟气通过引风机206抽入到导热油炉201中，对导热油炉201中的导热油进行加热，然后由引风机206抽走送入排烟装置207。此种余热回收系统200可以节省导热油加热需要的燃料，同时回收了烟气产生装置产生的烟气的余热，达到了节能减排的效果，但是由于烟气的余热可能不稳定或者其他因素会带来导热油系统控制较难，或者内燃机排烟不畅等，从而影响工业生产的稳定性。进一步地，例如在中国专利CN101976987A、CN201053764Y以及C拟807180Y中都描述了采用导热油作为被加热载体进行烟气余热回收利用的技术。但是，在目前的化工单位， 导热油炉一般采用燃气、燃煤、燃油、电等进行加热，一般不采用与燃气内燃机结合使用的余热型导热油炉，其原因为化工单位的导热油炉作为加热装置一般是先于其他设备启动， 所以其启动时尚未有余热可以回收。因此，有必要开发一种低能耗、易控制，又同时能够保证工艺生产持续稳定运行及供给用户的热量持续、稳定的余热回收系统。
实用新型内容为解决现有技术中存在的上述以及其它技术问题，本实用新型提出一种利用烟气产生装置产生的烟气的余热加热导热油的余热回收系统，采用将余热型导热油炉与燃料导热油炉进行并联的方法，可充分利用高温烟气的余热，实现节能减排。根据本实用新型的一个方面，提供一种余热回收系统，包括第一烟气输送路径， 用于接收由烟气产生装置产生的烟气；烟气导热油炉，与所述第一烟气输送路径连接，接收由所述第一烟气输送路径传输的所述烟气，以对导热油进行加热；第二烟气输送路径，与所述烟气导热油炉连接，用于排出所述烟气导热油炉中的所述烟气；以及燃料导热油炉，与所述烟气导热油炉并联连接，利用燃料对所述导热油进行加热。在上述余热回收系统中，还包括调节装置，连接在所述烟气导热油炉的第一端和燃料导热油炉的第一端之间；循环泵，所述循环泵的第一端连接至所述调节装置；以及热用户，连接在所述循环泵的第二端、以及所述烟气导热油炉的第二端和燃料导热油炉的第二端之间，其中所述调节装置可调节通过所述循环泵和热用户进入所述烟气导热油炉和燃料导热油炉的导热油的流量。在上述余热回收系统中，所述烟气导热油炉和燃料导热油炉集成在一起形成混合型导热油炉。在上述余热回收系统中，在所述第二烟气输送路径上设有引风装置。在上述余热回收系统中，在所述第二烟气输送路径上的弓I风装置的进风口处设有烟气调节装置，以调节排出所述烟气导热油炉的烟气的流量。在上述余热回收系统中，在所述第一烟气输送路径上设有烟气阀门，以控制所述烟气是否进入所述烟气导热油炉。在上述余热回收系统中，在第一烟气输送路径上设置排烟通道。在上述余热回收系统中，在所述排烟通道上设置排空阀门，并且所述排空阀门和所述烟气阀门集成为一个三通阀。根据本实用新型的各种实施例的余热回收系统，实现了燃气内燃机烟气余热回收用于工艺生产流程中，减少了生产过程中燃气消耗，减少了二氧化碳等废气的排放，提高系统的能源利用，取得节能减排的效果。
为了使本实用新型的目的、特征及优点能更加明显易懂，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，其中图1示出了一种非烟气导热油炉供能系统的原理示意图；图2示出了一种传统余热回收系统的原理示意图；图3是根据本实用新型的第一示例性实施例的余热回收系统的原理示意图；图4是根据本实用新型的第二示例性实施例的余热回收系统的原理示意图；图5是根据本实用新型的第三示例性实施例的余热回收系统的原理示意图；图6是根据本实用新型的第四示例性实施例的余热回收系统的原理示意图；图7是根据本实用新型的第五示例性实施例的余热回收系统的原理示意图；以及图8是根据本实用新型的第六示例性实施例的余热回收系统的原理示意图。
具体实施方式
虽然将参照含有本实用新型的较佳实施例的附图充分描述本实用新型，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的实用新型，同时获得本实用新型的技术效果。因此，须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本实用新型所描述的示例性实施例。作为本实用新型用于加热导热油的余热回收系统的一个概括的技术方案，包括 第一烟气输送路径，用于接收由例如燃气内燃机之类的烟气产生装置产生的高温烟气；烟气导热油炉，与所述第一烟气输送路径连接，接收由所述第一烟气输送路径传输的所述烟气，以利用所述烟气对导热油进行加热，本实用新型的烟气导热油炉采用现有技术，在此省略对其内部结构和工作原理的详细描述；第二烟气输送路径，与所述烟气导热油炉连接，用于排出所述烟气导热油炉中的所述烟气；燃料导热油炉，与所述烟气导热油炉并联连接，利用燃料对所述导热油进行加热，该燃料导热油炉采用现有技术，利用燃气、燃煤、燃油、电之类的能源对在其内部流动的导热油进行加热，在此省略对其内部结构和工作原理的详细描述。进一步地，余热回收系统还包括调节装置，连接在所述烟气导热油炉的第一端(例如出口端)和燃料导热油炉的第一端(例如出口端)之间；循环泵，所述循环泵的第一端连接至所述调节装置；以及热用户，连接在所述循环泵的第二端、以及所述烟气导热油炉的第二端 (例如入口端)和燃料导热油炉的第二端(例如入口端)之间。所述烟气导热油炉、调节装置、循环泵和热用户组成第一循环回路，所述燃料导热油炉、调节装置、循环泵和热用户组成第二循环回路。所述调节装置可调节通过所述循环泵和热用户进入所述烟气导热油炉和燃料导热油炉的导热油的流量，即调节在第一循环回路和第二循环回路中流动的导热油的流量。在一种示例性实施例中，燃气内燃机可以是一种卡特彼勒发动机。下面参照附图3-8描述实施上述技术方案的具体的示例性实施例。图3是根据本实用新型的第一示例性实施例的余热回收系统300的原理示意图。 该余热回收系统300包括第一烟气输送路径301，用于接收由例如燃气内燃机之类的烟气产生装置302产生的高温烟气；烟气导热油炉303，与第一烟气输送路径301连接，接收由第一烟气输送路径301传输的来自于烟气产生装置302的高温烟气，以利用烟气对在烟气导热油炉303中流动的导热油进行加热；第二烟气输送路径304，与所述烟气导热油炉连接 303，用于将烟气导热油炉303中的已降温的烟气通过例如烟囱309排出到大气中；燃料导热油炉305，与烟气导热油炉303并联连接，利用燃气、燃煤、燃油、电之类的燃料对在燃料导热油炉305中流动的导热油进行加热；调节装置306，连接在烟气导热油炉303的第一端 (出口端)和燃料导热油炉305的第一端(出口端)之间；循环泵307，所述循环泵307的第一端连接至调节装置306 ；以及例如工业加热炉之类的热用户308，连接在循环泵307的第二端、以及烟气导热油炉303的第二端(入口端)和燃料导热油炉305的第二端(入口端)之间。在该示例性实施例的余热回收系统300中，由烟气导热油炉303、调节装置306、循环泵307和热用户308组成第一循环回路，燃料导热油炉305、调节装置306、循环泵307和热用户组成第二循环回路。在一种示例性实施例中，调节装置306可以是三通阀，以调节通过循环泵307和热用户308分别进入烟气导热油炉303和燃料导热油炉305的导热油的流量，即调节在第一循环回路和第二循环回路中流动的导热油的流量。在实际工作过程中，在未回收烟气产生装置302的烟气的余热时，调节装置306接通第二循环回路，使得导热油在循环泵307的驱动下，在热用户308、燃料导热油炉305、调节装置306和循环泵307中流动，并在燃料导热油炉305中被例如燃气、燃煤、燃油、电之类的燃料加热。当回收烟气产生装置302的烟气的余热时，调节装置306接通第一循环回路， 使得导热油在循环泵307的驱动下，在热用户308、烟气导热油炉303、调节装置306和循环泵307中流动，同时烟气产生装置302的高温烟气由于受到烟囱309产生的负压的作用而进入烟气导热油炉303中，在烟气导热油炉303中，较高温的烟气与较低温度的导热油换热后，烟气经由烟囱309排放到大气中。换热后的导热油由循环泵307送入热用户9，释放热量后的导热油重新回到烟气导热油炉303中再次与烟气进行热交换。可以理解，在本实用新型的余热回收系统300中，可以控制调节装置306完全接通第一循环回路并完全关闭第二循环回路，或者完全接通第二循环回路并完全关闭第一循环回路。但在一种可替换的实施例中，可以部分地接通(或者部分第关闭)第一和第二循环回路。例如，在回收高温烟气的余热并向烟气导热油炉303中输送高温烟气时，可以逐渐接通烟气导热油炉303所在的第一循环回路，向烟气导热油炉303中逐渐引入导热油，同时逐渐关闭燃料导热油炉305所在的第二循环回路，在保证热用户308的热量需求的前提下，逐渐加大向烟气导热油炉303中引入导热油的量，同时减少燃料导热油炉305中的燃料供给， 最终达到导热油完全由烟气导热油炉303进行加热的目的。在该第一实施例中，在第一烟气输送路径301上设置排烟通道311和三通阀310。 三通阀310的三个端口分别连接至排烟通道311、烟气产生装置302和烟气导热油炉303。 采用这种三通阀310的配置方式，适用于烟气导热油炉303的工作状态对例如燃气内燃机之类的烟气产生装置302的燃烧过程不产生影响的情况下，使得燃气内燃机的高温烟气经过三通阀310后一部分通过排烟通道311排空，一部分进入烟气导热油炉303中，之后直接排入烟囱309。烟气导热油炉303中烟气的流量由三通阀310进行调节。该第一实施例的余热回收系统300尤其适用于烟气在烟气导热油炉303中的压降较小，对燃气内燃机排烟影响很小或基本没有影响情况下的余热回收，其投资较小，操作简图4是根据本实用新型的第二示例性实施例的余热回收系统400的原理示意图。 该余热回收系统300包括在第一实施例中已描述的第一烟气输送路径301、烟气产生装置 302、烟气导热油炉303、第二烟气输送路径304、燃料导热油炉305、调节装置306、循环泵 307、热用户308、烟囱309、以及排烟通道311。下面为简洁起见，只描述与第一实施例不同的部分。在第二示例性实施例的余热回收系统400中，在第二烟气输送路径304上设有例如引风机或者排风扇之类的引风装置312，以增加对烟气的抽吸力。进一步地，在第一烟气输送路径301上设有烟气阀门313，以控制烟气是否进入烟气导热油炉303。例如，在不需要回收烟气产生装置302的烟气的余热时，可以完全关闭烟气阀门313 ；而在需要回收烟气产生装置302的烟气的余热时，可以完全打开烟气阀门313。采用这种结构，当回收烟气产生装置302的烟气的余热时，开启引风装置312，燃气内燃机1的烟气由于受引风装置312 产生的负压作用，通过全开的烟气阀门313进入烟气导热油炉303中。在烟气导热油炉303中，较高温的烟气与较低温度的导热油换热后，烟气由引风装置312引出，并进一步通过烟囱309排入到大气中。可以理解，也可以在第一烟气输送路径301上设置引风装置。在余热回收系统400的进一步的实施例中，在第一烟气输送路径301上以烟气支路的方式设置排烟通道311，所述排烟通道311上设有排空阀门314。排烟通道311的尺寸与烟气阀门313前的第一烟气输送路径301的管路的尺寸一致或略大。在一般的操作中排空阀门314的设置状态为常开，烟气导热油炉303所需的烟气完全由引风装置312来控制；引风装置312的内部压力及烟气量可以由其本身的调频电机控制或者由设置在其进口前的风门进行调节。通过控制烟气进入烟气导热油炉的量来控制导热油的温度。在余热回收系统400中，设置排空阀门314的作用是为了便于调试阶段的操作。具体而言，当余热回收系统400完全正常运行时，可以尝试关闭排空阀门7，观察燃气内燃机排烟压力及内燃机的燃烧情况如果关闭排空阀门314对燃气内燃机运行没有影响，可以进一步调试省略引风装置312的情况下的整个系统是否稳定，如果稳定则可以省略引风装置312 ；如果关闭排空阀门314对内燃机运行有不良影响，如排气不畅或燃烧不充分等，则可将此排空阀门314设置为常开或省略该阀门。该第一实施例的余热回收系统400尤其适用于内燃机烟气量大于烟气导热油炉 303需求量的情况，同时该系统可以保证燃气内燃机的排烟压力不受烟气型余热回收系统的工作而影响。图5是根据本实用新型的第三示例性实施例的余热回收系统500的原理示意图。 该余热回收系统500包括在第一实施例中已描述的第一烟气输送路径301、烟气产生装置 302、烟气导热油炉303、第二烟气输送路径304、燃料导热油炉305、调节装置306、循环泵 307、热用户308、烟囱309、排烟通道311、以及在第二实施例中已描述的引风装置312、烟气阀门313和排空阀门314。下面为简洁起见，只描述与第一和/或第二实施例不同的部分。在第三示例性实施例的余热回收系统500中，在第二烟气输送路径304上设有烟气调节装置，以调节排出烟气导热油炉303的烟气的流量。进一步地，烟气调节装置包括安装在第二烟气输送路径304上的调节阀315、以及并联在调节阀315两端的旁路阀门316。 通过调节旁路阀门316和调节阀315的开度可以控制从烟气导热油炉303排出的烟气的流量。本领域的技术人员可以理解，该第二和第三实施例烟气阀门313和排空阀门314可以集成为一个如图3所示的第一实施例的三通阀310。图6是根据本实用新型的第四示例性实施例的余热回收系统600的原理示意图。 该余热回收系统600包括在第一实施例中已描述的第一烟气输送路径301、烟气产生装置 302、第二烟气输送路径304、循环泵307、热用户308、烟囱309、排烟通道311、以及在第二实施例中已描述的引风装置312和烟气阀门313。下面为简洁起见，只描述与第一和/或第二实施例不同的部分。在第四示例性实施例的余热回收系统600中，将烟气导热油炉和燃料导热油炉集成在一起形成一个混合导热油炉317，并且连接在烟气导热油炉和燃料导热油炉之间的调节装置也集成在混合导热油炉317中。此外，由烟气导热油炉、调节装置、循环泵307和热用户308组成第一循环回路，燃料导热油炉、调节装置、循环泵307和热用户308组成第二循环回路，并且由例如三通阀之类的调节装置调节通过循环泵307和热用户308分别进入烟气导热油炉和燃料导热油炉的导热油的流量，即调节在第一循环回路和第二循环回路中流动的导热油的流量。进一步地，设置在第二烟气输送路径304上的引风装置312的内部压力及烟气量可以由其本身的调频电机控制或者由设置在其进口前的风门进行调节。图7是根据本实用新型的第五示例性实施例的余热回收系统700的原理示意图。 该余热回收系统700包括在第一实施例中已描述的第一烟气输送路径301、烟气产生装置 302、第二烟气输送路径304、循环泵307、热用户308、烟囱309、排烟通道311、以及在第四实施例中已描述的将烟气导热油炉、燃料导热油炉以及调节装置集成在一起的混合导热油炉 317。下面为简洁起见，只描述与第一和/或第四实施例不同的部分。在第五示例性实施例的余热回收系统700中，在第一烟气输送路径301上设置排烟通道311和三通阀310。三通阀310的三个端口分别连接至排烟通道311、烟气产生装置 302和烟气导热油炉。采用这种三通阀310的配置方式，适用于烟气导热油炉的工作状态对例如燃气内燃机之类的烟气产生装置302的燃烧过程不产生影响的情况下，使得燃气内燃机的高温烟气经过三通阀310后一部分通过排烟通道311排空，一部分进入烟气导热油炉中，之后直接排入烟囱309。烟气导热油炉中烟气的流量由三通阀310进行调节。图8是根据本实用新型的第六示例性实施例的余热回收系统800的原理示意图。 该余热回收系统800包括在第一实施例中已描述的第一烟气输送路径301、烟气产生装置 302、第二烟气输送路径304、循环泵307、热用户308、烟囱309、排烟通道311 ；在第二实施例中已描述的引风装置312和烟气阀门313;以及在第四实施例中已描述的将烟气导热油炉、燃料导热油炉以及调节装置集成在一起的混合导热油炉317。下面为简洁起见，只描述与第一、第二和/或第四实施例不同的部分。在第六示例性实施例的余热回收系统800中，在第二烟气输送路径304上设有烟气调节装置，以调节排出烟气导热油炉303的烟气的流量。进一步地，烟气调节装置包括安装在第二烟气输送路径304上的调节阀315、以及并联在调节阀315两端的旁路阀门316。 通过调节旁路阀门316和调节阀315的开度可以控制从烟气导热油炉303排出的烟气的流量。根据本实用新型的上述各种实施例的余热回收系统，燃料导热油炉的基础上并联烟气导热油炉，从例如卡特彼勒发动机之类的烟气产生装置排出的烟气通过引风装置导入作为换热器的烟气导热油炉加热导热油，引风装置风量设定为大约6000Nm7h ；这样就使卡特彼勒发动机排烟顺畅，从而保证了卡特彼勒发动机正常工作，维持原生产系统不受影响； 在引风装置前设置烟气流量控制调节装置，通过来自被加热后的导热油温度信号，自动控制调节导热油换热器部分进入的烟气量，为导热油加热提供合适的换热量，保证了导热油在要求的工作温度范围内工作。导热油在烟气导热油炉中和高温烟气换热后被加热到所需的工作温度，实现了烟气余热的转换利用。换热器热交换量约350kW，换热后烟气排烟温度降至约300°C。烟气导热油炉与燃料导热油炉并联连接，可以在烟气热量不足或引风机停电时，运行燃料导热油炉，以确保热量稳定供给用户和工艺生产持续运行。在本实用新型的上述各种实施例的余热回收系统中，形成包括燃料导热油炉的第一循环回路和包括烟气导热油炉的第二循环回路，在燃料导热油炉和烟气导热油炉之间设置调节装置，以在烟气导热油炉投入运行时，平稳实现燃料导热油炉和烟气导热油炉之间的转换，以保证用导热油的相关系统正常工作不受影响。第一循环回路和包括烟气导热油炉的第二循环回路共用一个提供循环压力的循环泵，可以非常容易的控制两个循环回路同
8时工作，在达到导热油温度工作范围时，操作调节装置平稳实现两个循环回路的切换，以免引起供给用户的导热油温度产生大的波动。根据本实用新型的上述各种实施例的余热回收系统，实现了燃气内燃机烟气余热回收用于工艺生产流程中，减少了生产过程中燃气消耗，减少了二氧化碳等废气的排放，提高系统的能源利用，取得节能减排的效果。本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合，从而在解决本实用新型的技术问题的基础上，实现更多种用于加热导热油的余热回收系统。在详细说明本实用新型的较佳实施例之后，熟悉本领域的技术人员可清楚的了解，在不脱离随附权利要求的保护范围与精神下可进行各种变化与改变，且本实用新型亦不受限于说明书中所举示例性实施例的实施方式。
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权利要求1.一种余热回收系统，其特征在于，包括第一烟气输送路径，用于接收由烟气产生装置产生的烟气；烟气导热油炉，与所述第一烟气输送路径连接，接收由所述第一烟气输送路径传输的所述烟气，以对导热油进行加热；第二烟气输送路径，与所述烟气导热油炉连接，用于排出所述烟气导热油炉中的所述烟气；以及燃料导热油炉，与所述烟气导热油炉并联连接，利用燃料对所述导热油进行加热。
2.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，还包括调节装置，连接在所述烟气导热油炉的第一端和燃料导热油炉的第一端之间；循环泵，所述循环泵的第一端连接至所述调节装置；以及热用户，连接在所述循环泵的第二端、以及所述烟气导热油炉的第二端和燃料导热油炉的第二端之间，其中所述调节装置可调节通过所述循环泵和热用户进入所述烟气导热油炉和燃料导热油炉的导热油的流量。
3.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，所述烟气导热油炉和燃料导热油炉集成在一起形成混合型导热油炉。
4.如权利要求1或2或3所述的余热回收系统，其特征在于，在所述第二烟气输送路径上设有引风装置。
5.如权利要求4所述的余热回收系统，其特征在于，在所述第二烟气输送路径上的引风装置的进风口处设有烟气调节装置，以调节排出所述烟气导热油炉的烟气的流量。
6.如权利要求4所述的余热回收系统，其特征在于，在所述第一烟气输送路径上设有烟气阀门，以控制所述烟气是否进入所述烟气导热油炉。
7.如权利要求6所述的余热回收系统，其特征在于，在第一烟气输送路径上设置排烟通道。
8.如权利要求7所述的余热回收系统，其特征在于，在所述排烟通道上设置排空阀门， 并且所述排空阀门和所述烟气阀门集成为一个三通阀。
9.如权利要求1或2或3所述的余热回收系统，其特征在于，在所述第一烟气输送路径上设有烟气阀门，以控制所述烟气是否进入所述烟气导热油炉。
10.如权利要求9所述的余热回收系统，其特征在于，所述烟气产生装置包括排烟通道。
11.如权利要求10所述的余热回收系统，其特征在于，在所述排烟通道上设置排空阀门，并且所述排空阀门和所述烟气阀门集成为一个三通阀。
专利摘要一种余热回收系统，包括第一烟气输送路径，用于接收由烟气产生装置产生的烟气；烟气导热油炉，与第一烟气输送路径连接，接收由第一烟气输送路径传输的所述烟气，以对导热油进行加热；第二烟气输送路径，与烟气导热油炉连接，用于排出烟气导热油炉中的烟气；燃料导热油炉，与烟气导热油炉并联连接，利用燃料对导热油进行加热；调节装置，连接在烟气导热油炉的第一端和燃料导热油炉的第一端之间；循环泵，所述循环泵的第一端连接至所述调节装置；以及热用户，连接在循环泵的第二端、以及烟气导热油炉的第二端和燃料导热油炉的第二端之间，其中调节装置可调节通过循环泵和热用户进入烟气导热油炉和燃料导热油炉的导热油的流量。
文档编号F02G5/02GK202188635SQ20112028368
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者刘波, 刘长青, 徐春保, 朱蒙, 杨玉明, 赵卫军, 赵龙, 闫国兵, 鞠喜林 申请人:新奥科技发展有限公司