專利名稱：帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置，屬鍋爐煙氣余熱回收領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
電廠鍋爐尾部煙道中通常設(shè)有省煤器和空氣預(yù)熱器，吸收部分煙氣余熱，但排煙 溫度通常在140°C 160°C或更高，較小容量的蒸汽或熱水鍋爐排煙溫度甚至更高。由于鍋 爐煙氣中硫化物的存在，空氣預(yù)熱器尾部受熱面的煙氣出口溫度受到限制，排煙溫度過低 會(huì)導(dǎo)致受熱面的壁面溫度低于煙氣酸露點(diǎn)而發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)露腐蝕和堵灰甚至穿孔，這是繼 續(xù)利用煙氣余熱、降低排煙溫度必須面對的難題。相變換熱器可以在維持較低壁面溫度的前提下回收利用余熱、大幅度降低排煙溫 度，并將排煙溫度控制在僅比最低壁面溫度高15°C左右，通常可以控制壁溫100°C時(shí)，排煙 溫度115°C左右。但在實(shí)際應(yīng)用中也必須處理好熱平衡的限制，才有可能達(dá)到既避免結(jié)露又 降低排煙溫度的效果。實(shí)際操作中在不結(jié)露的前提下排煙溫度控制在130°C左右為宜。這 已經(jīng)被楊本洛教授的專利技術(shù)的成功實(shí)施結(jié)果所證明。ZL200710046604. X提供了一種鍋爐煙氣余熱回收的裝置流程，該技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng) 域是電站蒸汽鍋爐。該技術(shù)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。實(shí)施例附圖標(biāo)記說明21-自控裝置，22-自控閥，23-汽包，24-上水管，25-下降 管，26-中低壓蒸發(fā)器，27-省煤器，28-給水泵，29-空氣預(yù)熱器，30-煙道，31-相變換熱器 下段，32-壁溫測試儀，33-相變換熱器上段，34-風(fēng)道，35-汽包安全閥，36-汽包液位計(jì)。但是，如果電站鍋爐使用單位無需余熱回收流程產(chǎn)生的中低壓蒸汽，該技術(shù)的應(yīng) 用即受到很大的限制，通常僅能通過增加空氣預(yù)熱器回收部分煙氣余熱，鍋爐的排煙溫度 仍然較高，能量浪費(fèi)仍然較大，不符合節(jié)能要求。對于較小容量的蒸汽或熱水鍋爐，特別是整裝鍋爐或組裝鍋爐，鍋爐煙氣的余熱 回收受鍋爐結(jié)構(gòu)及尾部煙道的結(jié)構(gòu)限制很大，僅能通過加裝空氣預(yù)熱器或蒸汽發(fā)生器與空 氣預(yù)熱器的復(fù)合流程來回收余熱。利用蒸汽發(fā)生器回收余熱的流程組織困難且往往需要再 設(shè)置單獨(dú)的汽包，實(shí)際應(yīng)用并不容易，利用余熱產(chǎn)出的蒸汽仍可能存在一系列的問題。因此如何進(jìn)一步合理回收利用鍋爐煙氣余熱，降低排煙溫度成為該領(lǐng)域研究的熱 點(diǎn)ο
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，特別是針對較小容量的蒸汽或 熱水鍋爐煙氣余熱難的問題，利用導(dǎo)熱油循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鍋爐煙氣余熱的高效回收利用，達(dá) 到節(jié)能降耗的目的。帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置(見附圖2及附圖標(biāo)識(shí)說明)，利用導(dǎo)熱油 作為回收利用余熱的工質(zhì)，包含鍋爐煙道1及煙道內(nèi)、外設(shè)備及其連接管道。煙道1內(nèi)依次設(shè)有至少一個(gè)導(dǎo)熱油加熱器如3、5等、相變換熱器6，相變換熱器6包含蒸發(fā)器6-1和冷凝 器6-2，其中的冷凝器6-2位于煙道外，蒸發(fā)器6-1的工作介質(zhì)為水，產(chǎn)生的蒸汽利用經(jīng)過 冷凝器6-2的導(dǎo)熱油進(jìn)行冷凝。導(dǎo)熱油加熱器與鍋爐原有的省煤器2、空氣預(yù)熱器4串聯(lián) 或交錯(cuò)連接設(shè)置。其中第一個(gè)導(dǎo)熱油加熱器應(yīng)設(shè)置在相變換熱器蒸發(fā)器6-1和空氣預(yù)熱器 4之間。煙道1外設(shè)有相變換熱器冷凝器6-2和至少一組換熱器13。相變換熱器6的冷凝 器6-2采用間接換熱方式利用導(dǎo)熱油作為冷卻介質(zhì)冷卻蒸汽，將導(dǎo)熱油加熱后送入導(dǎo)熱油 加熱器如3、5等繼續(xù)回收煙氣余熱，經(jīng)導(dǎo)熱油加熱器加熱后的導(dǎo)熱油進(jìn)入換熱器13作為熱 源加熱冷流體11，出來的熱流體12供后續(xù)利用工段使用。其中的冷流體可以為空氣、水、或 其他需要適當(dāng)加熱的工質(zhì)。本發(fā)明的導(dǎo)熱油循環(huán)流程如下導(dǎo)熱油經(jīng)熱油泵7加壓后進(jìn)入相變換熱器冷凝器 6-2吸收熱量后，經(jīng)導(dǎo)熱油加熱器5、3加熱后，進(jìn)入換熱器13加熱冷流體，換熱器13出口經(jīng) 冷卻的導(dǎo)熱油進(jìn)入油氣分離器10進(jìn)行油氣分離后，再通過過濾器9后再進(jìn)入熱油泵7通過 管路系統(tǒng)連接形成循環(huán)回路。設(shè)有煙氣排出溫度調(diào)控裝置8，調(diào)控裝置8根據(jù)相變換熱器蒸發(fā)器6-1的壁溫(如 通過壁溫測試儀16測定)(或煙道出口處煙溫)的高低，通過控制相變換熱器冷凝器6-2的 旁路調(diào)節(jié)閥的開度等手段，可使煙道出口的排煙溫度降低至僅高于相變換熱器6的蒸發(fā)器 壁面的煙氣酸露點(diǎn)溫度，在避免結(jié)露的前提下，達(dá)到最大限度利用煙氣廢熱的目的，使鍋爐 能經(jīng)濟(jì)、高熱效率運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。本裝置利用鍋爐的高溫?zé)煔庥酂嶙鳛閷?dǎo)熱油循環(huán)系統(tǒng)的熱源，產(chǎn)生的溫度較高的 導(dǎo)熱油用以加熱冷流體，其中的冷流體可以為空氣、水、或其他需要適當(dāng)加熱的工質(zhì)，需要 蒸汽時(shí)，可以方便地產(chǎn)出，最終達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的鍋爐煙氣余熱回收的裝置流程；圖2是本發(fā)明的帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2中，1一鍋爐煙道，2—省煤器，3-導(dǎo)熱油加熱器，4一空氣預(yù)熱器，5—導(dǎo)熱油 加熱器，6—相變換熱器，6-1-相變換熱器蒸發(fā)器，6-2相變換熱器冷凝器，7—熱油泵，8— 調(diào)控裝置，9 一過濾器，10—油氣分離器，11 一冷流體，12—熱流體，13—換熱器，14一高位 膨脹槽，15—低溫儲(chǔ)油槽，16-壁溫測試儀。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖2所示，是本發(fā)明的帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖。帶 相變換熱器的鍋爐余熱高效回收流程利用導(dǎo)熱油作為回收利用余熱的工質(zhì)，包含鍋爐煙道 1、煙道內(nèi)、外設(shè)備及其連接管道。煙道1內(nèi)依次設(shè)有至少一個(gè)導(dǎo)熱油加熱器如3、5等、相變 換熱器6，相變換熱器6包含蒸發(fā)器6-1和冷凝器6-2，其中的冷凝器6-2位于煙道外，蒸發(fā) 器6-1的工作介質(zhì)為水，產(chǎn)生的蒸汽利用經(jīng)過冷凝器6-2的導(dǎo)熱油進(jìn)行冷凝。導(dǎo)熱油加熱 器與鍋爐原有的省煤器2、空氣預(yù)熱器4串聯(lián)或交叉聯(lián)接設(shè)置。其中第一個(gè)導(dǎo)熱油加熱器應(yīng) 設(shè)置在相變換熱器蒸發(fā)器6-1和空氣預(yù)熱器4之間。煙道1外設(shè)有相變換熱器冷凝器6-2和至少一組換熱器13。相變換熱器6的冷凝器6-2采用間接換熱方式利用導(dǎo)熱油作為冷卻 介質(zhì)，將導(dǎo)熱油加熱后送入導(dǎo)熱油加熱器如3、5等繼續(xù)回收煙氣余熱，經(jīng)導(dǎo)熱油加熱器加 熱后的導(dǎo)熱油進(jìn)入換熱器13作為熱源加熱冷流體11，出來的熱流體12供后續(xù)利用工段使 用。其中的冷流體可以為空氣、水、或其他需要適當(dāng)加熱的工質(zhì)。本發(fā)明的導(dǎo)熱油循環(huán)流程如下導(dǎo)熱油經(jīng)熱油泵7加壓后進(jìn)入相變換熱器冷凝器 6-2吸收熱量后，經(jīng)導(dǎo)熱油加熱器5、3加熱后，進(jìn)入換熱器13加熱冷流體，換熱器13出口經(jīng) 冷卻的導(dǎo)熱油進(jìn)入油氣分離器10進(jìn)行油氣分離后，再通過過濾器9后再進(jìn)入熱油泵7通過 管路系統(tǒng)連接形成循環(huán)回路。設(shè)有煙氣排出溫度調(diào)控裝置8，調(diào)控裝置8根據(jù)相變換熱器蒸發(fā)器6-1的壁溫(如 通過壁溫測試儀16測定)(或煙道出口處煙溫)的高低，通過控制相變換熱器冷凝器6-2的 旁路調(diào)節(jié)閥的開度等手段，可使煙道出口的排煙溫度降低至僅高于相變換熱器6的蒸發(fā)器 壁面的煙氣酸露點(diǎn)溫度。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明，任何熟悉 此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤飾，同樣屬于本發(fā)明之 保護(hù)范圍。例如，本發(fā)明的相變換熱器的流程同樣也適用于工業(yè)窖爐。因此本發(fā)明的保護(hù) 范圍應(yīng)當(dāng)以本申請的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置，它包含鍋爐煙道(1)、煙道內(nèi)、外設(shè)備 及其連接管道，其特征在于所述鍋爐煙道(1)內(nèi)依次設(shè)有至少一個(gè)導(dǎo)熱油加熱器、相變換 熱器(6)，相變換熱器(6)包含蒸發(fā)器(6-1)和冷凝器(6-2)，所述冷凝器(6-2)位于煙道外， 所述蒸發(fā)器(6-1)的工作介質(zhì)為水，產(chǎn)生的蒸汽利用經(jīng)過冷凝器(6-2)的導(dǎo)熱油進(jìn)行冷凝； 導(dǎo)熱油加熱器與鍋爐原有的省煤器(2)、空氣預(yù)熱器(4)串聯(lián)或交錯(cuò)連接設(shè)置，其中導(dǎo)熱油 加熱器設(shè)置在相變換熱器蒸發(fā)器(6-1)和空氣預(yù)熱器(4)之間，所述鍋爐煙道(1)外設(shè)有 相變換熱器冷凝器(6-2)和至少一組換熱器(13)，相變換熱器(6)的冷凝器(6-2)采用間 接換熱方式利用導(dǎo)熱油作為冷卻介質(zhì)，將導(dǎo)熱油加熱后送入導(dǎo)熱油加熱器繼續(xù)回收煙氣余 熱，經(jīng)導(dǎo)熱油加熱器加熱后的導(dǎo)熱油進(jìn)入換熱器(13)作為熱源加熱冷流體(11)，出來的熱 流體(12)供后續(xù)利用工段使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置，其特征在于它還 包括導(dǎo)熱油循環(huán)回路，導(dǎo)熱油經(jīng)熱油泵(7)加壓后進(jìn)入相變換熱器冷凝器(6-2)吸收熱量 后，經(jīng)導(dǎo)熱油加熱器(5)、(3)加熱后，進(jìn)入換熱器(13)加熱冷流體，換熱器(13)出口經(jīng)冷卻 的導(dǎo)熱油進(jìn)入油氣分離器(10)進(jìn)行油氣分離后，再通過過濾器(9)后再進(jìn)入熱油泵(7)通 過管路系統(tǒng)連接形成循環(huán)回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置，其特征在于所述 相變換熱器冷凝器(6-2)包含殼體和從殼體內(nèi)通過的至少一根換熱管，殼體的進(jìn)口端和出 口端分別與導(dǎo)熱油循環(huán)回路的熱油泵(7)出口及有導(dǎo)熱油加熱器(5)導(dǎo)熱油進(jìn)口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置，其特征在于所述 導(dǎo)熱油加熱器采用間接換熱方式，所述導(dǎo)熱油加熱器導(dǎo)熱油進(jìn)口端與出口端分別與相變換 熱器冷凝器(6-2)的導(dǎo)熱油出口及換熱器(13)導(dǎo)熱油進(jìn)口管連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置，其特征在于所述 換熱器(13)，換熱器(13)包含殼體和從殼體內(nèi)通過的流體管道，殼體的進(jìn)口端和出口端分 別與導(dǎo)熱油加熱器出口及油氣分離器(10)導(dǎo)熱油進(jìn)口管連接。
6.根根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置，其特征在于設(shè) 有排煙溫度的調(diào)控裝置(8)，調(diào)控裝置(8)根據(jù)相變換熱器蒸發(fā)器(6-1)的壁溫的高低，通 過控制相變換熱器冷凝器(6-2)的旁路調(diào)節(jié)閥的開度，使煙道出口的排煙溫度降低至僅高 于相變換熱器(6)的蒸發(fā)器壁面的煙氣酸露點(diǎn)溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置，其特征在于所述 導(dǎo)熱油加熱器(3)、(5)的換熱管可采用列管、翅片管、蛇形管或螺旋槽管，也可采用煙氣走 換熱管、導(dǎo)熱油走殼程的間接換熱方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置，其特征在于所述 冷流體可以為空氣、水、或其他需要適當(dāng)加熱的工質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置，其特征在于所述 導(dǎo)熱油循環(huán)回路包括低位儲(chǔ)油槽(15)、高位膨脹槽(14)輔助設(shè)備。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種帶相變換熱器的鍋爐余熱高效回收裝置，利用導(dǎo)熱油作為回收余熱的介質(zhì)，包含鍋爐煙道、煙道內(nèi)、外設(shè)備及其連接管道。煙道內(nèi)依次設(shè)有導(dǎo)熱油加熱器、相變換熱器，相變換熱器包含蒸發(fā)器和冷凝器，其中的冷凝器位于煙道外。煙道外設(shè)有相變換熱器的冷凝器和換熱器。相變換熱器的冷凝器采用間接換熱方式，作為優(yōu)選采用導(dǎo)熱油為冷卻介質(zhì)，將導(dǎo)熱油加熱后送入導(dǎo)熱油加熱器，經(jīng)導(dǎo)熱油加熱器加熱的導(dǎo)熱油進(jìn)入換熱器作為熱源加熱冷流體。本實(shí)用新型可使鍋爐及相關(guān)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、高熱效率運(yùn)行，解決鍋爐余熱回收難的問題，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。本實(shí)用新型可與現(xiàn)有的鍋爐余熱回收技術(shù)組合優(yōu)化使用。
文檔編號(hào)F24H7/00GK201852277SQ20102061560
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者王海軍, 王海波 申請人:王海波