多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)，包括引風機、軟水預熱段、除氧器、飽和蒸汽段和過熱蒸汽段；軟水預熱段由列管式換熱器、套管式換熱器和低溫相變換熱器組成，套管式換熱器外管上的蒸汽進口與低溫相變換熱器的上集箱聯(lián)通，套管式換熱器外管上的蒸汽出口通過上升管與列管式換熱器的蒸汽進口聯(lián)通，列管式換熱器的冷凝水出口通過下降管和套管式換熱器內(nèi)管上的冷凝水進口聯(lián)通，套管式換熱器內(nèi)管上的冷凝水出口與低溫相變換熱器的下集箱聯(lián)通；列管式換熱器的預熱水出口與除氧器聯(lián)通；除氧器與飽和蒸汽段聯(lián)通；飽和蒸汽段蒸汽輸出管道與過熱蒸汽段并聯(lián)。解決了余熱鍋爐的氧腐蝕及低溫酸露腐蝕問題，產(chǎn)汽量高，運行維護簡單。
【專利說明】多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)窯爐余熱回收技術(shù)，具體涉及一種多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]一般余熱回收鍋爐的預熱水部分采用省煤器或者熱管換熱器，省煤器和熱管換熱器只能通過提高進水溫度來提高換熱器的最低壁面溫度，若進水溫度為常溫時，換熱器最低壁面溫度低于煙氣酸露點，導致煙氣在換熱器表面結(jié)露，對換熱器產(chǎn)生酸露腐蝕、積灰等等問題，導致余熱鍋爐不能正常運行，需要經(jīng)常對省煤器或熱管換熱器進行維護，運行維修工作量大，生產(chǎn)成本提高。省煤器和熱管換熱器為避免酸露腐蝕，往往采用提高排煙溫度的辦法，又造成了煙氣熱量大量浪費。
[0003]專利號為CN201120443051.3的發(fā)明專利公開了一種用于鍋爐煙氣余熱回收的復合相變換熱器，采用調(diào)溫器根據(jù)煙氣酸露點的變化調(diào)節(jié)相變工質(zhì)溫度，進而控制相變換熱器壁面溫度，避免煙氣的低溫腐蝕，鍋爐系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)復雜且操作不夠簡便。
[0004]此外，現(xiàn)有的余熱回收鍋爐都是或產(chǎn)生飽和蒸汽或產(chǎn)生過熱蒸汽，在一套設(shè)備中用戶不能根據(jù)實際需要選擇產(chǎn)生飽和蒸汽或產(chǎn)生過熱蒸汽。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)，鍋爐系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)簡單，可始終控制預熱水部分的相變換熱器壁面溫度在煙氣酸露點以上5^10°C，不受軟水進水水溫限制，產(chǎn)汽量高，運營維護簡單，且能實現(xiàn)根據(jù)實際需要一套系統(tǒng)選擇產(chǎn)生飽和蒸汽或產(chǎn)生過熱蒸汽。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下:一種多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)，包括引風機、軟水預熱段、除氧器、飽和蒸汽段和過熱蒸汽段；軟水預熱段由列管式換熱器、套管式換熱器和低溫相變換熱器組成，套管式換熱器外管上的蒸汽進口與低溫相變換熱器的上集箱聯(lián)通，套管式換熱器外管上的蒸汽出口通過上升管與列管式換熱器的蒸汽進口聯(lián)通，列管式換熱器的冷凝水出口通過下降管和套管式換熱器內(nèi)管上的冷凝水進口聯(lián)通，套管式換熱器內(nèi)管上的冷凝水出口與低溫相變換熱器的下集箱聯(lián)通；列管式換熱器的預熱水出口與除氧器聯(lián)通；飽和蒸汽段由相變汽包和高溫相變蒸發(fā)換熱器組成，相變汽包的進水口與除氧器的出水口聯(lián)通，相變汽包的下降管與高溫相變蒸發(fā)換熱器的下集箱連接，高溫相變換熱器的上集箱通過上升管與相變汽包的蒸汽進口聯(lián)通；相變汽包蒸汽輸出管道與過熱蒸汽段并聯(lián)，過熱蒸汽段上設(shè)有進出口閥門；過熱蒸汽段、高溫相變換熱器、套管式換熱器、低溫相變換熱器和引風機均設(shè)置在旁通煙道內(nèi)。
[0007]優(yōu)選的， 所述低溫相變換熱器為螺旋翅片管換熱器。
[0008]優(yōu)選的，所述高溫相變換熱器為螺旋翅片管換熱器。
[0009]優(yōu)選的，所述過熱蒸汽段上的換熱器為蛇形光管換熱器。
[0010]該余熱鍋爐系統(tǒng)適用于工業(yè)爐窯尾部煙氣余熱回收，可以用于回收200°C到500°C中低溫煙氣。在尾部主煙道旁設(shè)置旁通煙道，主煙道安裝煙氣截斷閥，旁通煙道進出口設(shè)有煙氣進出口截斷閥，旁通煙道截斷閥之間安裝相變余熱鍋爐。該余熱鍋爐安裝位置可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境變化，選擇安裝的空間形式。
[0011]過熱蒸汽段前部有煙氣進口及旁通煙道進口隔斷閥，引風機后部有煙氣出口及旁通煙道出口隔斷閥。煙氣依次經(jīng)過過熱蒸汽段、高溫相變換熱器、套管式換熱器、低溫相變換熱器、引風機，最后送至煙?。軟水預熱段主要產(chǎn)生100°c左右熱水送至除氧器，進行熱力除氧。飽和蒸汽段將水加熱為具有一定壓力的飽和蒸汽送至過熱蒸汽段。過熱蒸汽段將飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽以滿足用戶用氣需求，若用戶僅需飽和蒸汽，也可隨時將過熱蒸汽段短路。
[0012]整個余熱鍋爐系統(tǒng)流程如下:軟水來水經(jīng)過管道泵和軟水流量計后分兩路進入除氧器，一路常溫軟水經(jīng)過調(diào)節(jié)閥后直接送至除氧器，另一路常溫軟水進入軟水預熱被加熱為熱水，100°C左右熱水與常溫軟水混合后送至除氧器。軟水經(jīng)熱力除氧后，除氧器出水溫度達到104°C左右，除氧器出口水經(jīng)過給水泵將水壓力維持在生產(chǎn)需要的壓力范圍內(nèi)，經(jīng)管道送至飽和蒸汽段加熱為飽和蒸汽。飽和蒸汽可直接供給給工藝生產(chǎn)用或進入過熱蒸汽段產(chǎn)生過熱蒸汽后再供給熱用戶。
[0013]本發(fā)明中加熱常溫軟水的軟水預熱段由列管式換熱器、套管式換熱器和低溫相變換熱器組成，在列管式換熱器和低溫相變換熱器間增設(shè)了套管式換熱器，列管式換熱器中出來的冷凝水在進入低溫相變換熱器前被加熱，冷凝水過冷的問題得以解決，使得低溫相變換熱器的整體壁面溫度在煙氣酸露點之上。在低溫相變換熱器內(nèi)部充入一定量的除鹽水，經(jīng)煙氣加熱將介質(zhì)由液態(tài)加熱為氣態(tài)，飽和蒸汽在低溫相變換熱器的上集箱處匯合后進入套管式換熱器，經(jīng)高溫煙氣加熱為一定過熱度的過熱蒸汽，由蒸汽出口經(jīng)上升管進入列管式換熱器中放熱，冷凝水由列管式換熱器中下降管通過套管式換熱器內(nèi)管回到低溫相變換熱器中。不凝氣體可由真空閥定期排出。低溫相變換熱器的壁面溫度傳感器輸入信號傳入控制邏輯，根據(jù)壁溫反饋信號調(diào)節(jié)列管式換熱器中進水控制閥開度，對壁面溫度進行實時調(diào)節(jié)。最低壁面溫度可控可調(diào)，可始終控制壁面溫度在煙氣酸露點以上5?10°C，且不受軟水水溫限制，并將排煙溫度與壁面溫度的溫差控制在20°C以內(nèi)，能最大限度的回收煙氣余熱。采用套管式相變換熱器后，解決了壁面溫度低帶來的結(jié)露、腐蝕、積灰等問題，正常運行時操作簡單，僅需根據(jù)爐窯大修情況進行定期簡單維護即可。在進口煙氣溫度相同情況下，采用套管式相變換熱器的相變余熱鍋爐產(chǎn)汽量要大于省煤器式和熱管式。產(chǎn)汽量高，運行維護簡單，用戶生產(chǎn)成本大大降低。
[0014]過熱蒸汽段的作用是將飽和蒸汽加熱為過熱蒸汽，相變汽包蒸汽輸出管道與過熱蒸汽段并聯(lián)，若用戶僅需飽和蒸汽，也可隨時將過熱蒸汽段短路。這樣，一套系統(tǒng)用戶就能選擇產(chǎn)生飽和蒸汽或產(chǎn)生過熱蒸汽。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點在于:解決了余熱鍋爐一直存在的氧腐蝕及低溫酸露腐蝕問題，延長了設(shè)備使用壽命，大大提高了余熱鍋爐系統(tǒng)運行的安全性及可靠性；采用套管式相變換熱器回收低溫煙氣余熱，使得煙氣熱量得到了充分利用，產(chǎn)汽量高，運行維護簡單，用戶生產(chǎn)成本大大降低。此外，還能實現(xiàn)一套系統(tǒng)選擇產(chǎn)生飽和蒸汽或產(chǎn)生過熱蒸汽。
【專利附圖】

【附圖說明】[0016]圖1為多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為實施例一多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)安裝位置示意圖。
[0017]附圖中標記說明:1、引風機；2、低溫相變換熱器；3、套管式換熱器；4、列管式換熱器；41、列管式換熱器下降管；5、管道泵；6、軟水流量計；7、除氧器；8、給水泵；9、相變汽包；91、相變汽包下降管；10、高溫相變換熱器；101、高溫相變換熱器上升管；11、蒸汽流量計；12、過熱蒸汽段；13、煙氣進口 ；14、煙氣出口 ；15、旁通煙道進口隔斷閥；16、旁通煙道出口隔斷閥；17、主煙道煙氣截斷閥。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合說明書附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明:
實施例一
如圖1和圖2所示，一種多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)，包括引風機1、軟水預熱段、除氧器7、飽和蒸汽段和過熱蒸汽段12 ;軟水預熱段由列管式換熱器4、套管式換熱器3和低溫相變換熱器2組成，套管式換熱器3外管上的蒸汽進口與低溫相變換熱器2的上集箱聯(lián)通，套管式換熱器3外管上的蒸汽出口通過上升管與列管式換熱器4的蒸汽進口聯(lián)通，列管式換熱器4的冷凝水出口通過列管式換熱器下降管41和套管式換熱器3內(nèi)管上的冷凝水進口聯(lián)通，套管式換熱器3內(nèi)管上的冷凝水出口與低溫相變換熱器2的下集箱聯(lián)通；列管式換熱器4的預熱水出口與除氧器7聯(lián)通；飽和蒸汽段由相變汽包9和高溫相變蒸發(fā)換熱器組成，相變汽包9的進水口與除氧器7的出水口聯(lián)通，相變汽包下降管91與高溫相變蒸發(fā)換熱器的下集箱連接，高溫相變換熱器10的上集箱通過高溫相變換熱器上升管101與相變汽包9的蒸汽進口聯(lián)通；相變汽包9蒸汽輸出管道與過熱蒸汽段12并聯(lián)，過熱蒸汽段12上設(shè)有進出口閥門；過熱蒸汽段12、高溫相變換熱器10、套管式換熱器3、低溫相變換熱器2和引風機I均設(shè)置在旁通煙道內(nèi)。
[0019]所述低溫相變換熱器2為螺旋翅片管換熱器。
[0020]所述高溫相變換熱器10為螺旋翅片管換熱器。
[0021]所述過熱蒸汽段12上的換熱器為蛇形光管換熱器。
[0022]在尾部主煙道旁設(shè)置旁通煙道，主煙道安裝主煙道煙氣截斷閥17，旁通煙道進出口設(shè)有煙氣進出口截斷閥，旁通煙道截斷閥之間安裝多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)。
[0023]過熱蒸汽段12前部有煙氣進口 13及旁通煙道進口隔斷閥15，引風機I后部有煙氣出口 14及旁通煙道出口隔斷閥16。煙氣依次經(jīng)過過熱蒸汽段12、高溫相變換熱器10、套管式換熱器3、低溫相變換熱器2、引風機1，最后送至煙囪。軟水預熱段主要產(chǎn)生100°C左右熱水送至除氧器7，進行熱力除氧。飽和蒸汽段將水加熱為具有一定壓力的飽和蒸汽送至過熱蒸汽段12。過熱蒸汽段12將飽和蒸汽加熱為過熱蒸汽以滿足用戶用氣需求，過熱蒸汽經(jīng)蒸汽流量計11送至蒸汽母管。若用戶僅需飽和蒸汽，也可隨時將過熱蒸汽段12短路。
[0024]整個多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)流程如下:軟水來水經(jīng)過管道泵5和軟水流量計6后分兩路進入除氧器77，一路常溫軟水經(jīng)過調(diào)節(jié)閥后直接送至除氧器7，另一路常溫軟水進入軟水預熱被加熱為熱水，100°C左右熱水與常溫軟水混合后送至除氧器7。軟水經(jīng)熱力除氧后，除氧器7出水溫度達到104°C左右，除氧器7出口水經(jīng)過給水泵8將水壓力維持在生產(chǎn)需要的壓力范圍內(nèi)，經(jīng)管道送至飽和蒸汽段加熱為飽和蒸汽。飽和蒸汽可直接供給給工藝生產(chǎn)用或進入過熱蒸汽段12產(chǎn)生過熱蒸汽后再供給熱用戶。
[0025]本發(fā)明的多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)不局限于上述的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員做出非實質(zhì)性的改變，均落入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)，其特征在于:包括引風機、軟水預熱段、除氧器、飽和蒸汽段和過熱蒸汽段；軟水預熱段由列管式換熱器、套管式換熱器和低溫相變換熱器組成，套管式換熱器外管上的蒸汽進口與低溫相變換熱器的上集箱聯(lián)通，套管式換熱器外管上的蒸汽出口通過上升管與列管式換熱器的蒸汽進口聯(lián)通，列管式換熱器的冷凝水出口通過列管式換熱器下降管和套管式換熱器內(nèi)管上的冷凝水進口聯(lián)通，套管式換熱器內(nèi)管上的冷凝水出口與低溫相變換熱器的下集箱聯(lián)通；列管式換熱器的預熱水出口與除氧器聯(lián)通；飽和蒸汽段由相變汽包和高溫相變蒸發(fā)換熱器組成，相變汽包的進水口與除氧器的出水口聯(lián)通，相變汽包下降管與高溫相變蒸發(fā)換熱器的下集箱連接，高溫相變換熱器的上集箱通過高溫相變換熱器上升管與相變汽包的蒸汽進口聯(lián)通；相變汽包蒸汽輸出管道與過熱蒸汽段并聯(lián)，過熱蒸汽段上設(shè)有進出口閥門；過熱蒸汽段、高溫相變換熱器、套管式換熱器、低溫相變換熱器和引風機均設(shè)置在旁通煙道內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)，其特征在于:所述低溫相變換熱器為螺旋翅片管換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)，其特征在于:所述高溫相變換熱器為螺旋翅片管換熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元相變余熱鍋爐系統(tǒng)，其特征在于:所述過熱蒸汽段上的換熱器為蛇形光管換熱器。
【文檔編號】F27D17/00GK103528386SQ201310471999
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】趙恒亮 申請人:上海華向節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?br>