一種可調(diào)吸熱量余熱鍋爐及其控制方法
【專利摘要】本申請公開了一種可調(diào)吸熱量余熱鍋爐及其控制方法，該可調(diào)吸熱量余熱鍋爐包括爐體和汽包，所述爐體具有一煙氣通道，該煙氣通道具有一高溫?zé)煔膺M(jìn)口和一低溫?zé)煔獬隹?，所述煙氣通道?nèi)設(shè)置有換熱管，所述換熱管的兩端分別通過下降管和上升管與所述汽包連通以形成循環(huán)的換熱回路，所述汽包上設(shè)置有一飽和蒸汽出口，該飽和蒸汽出口和汽包之間設(shè)置有蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明通過改變飽和蒸汽出口壓力的方法來調(diào)節(jié)余熱鍋爐的吸熱量以此保證其出口煙氣溫度的穩(wěn)定，既能使得危險廢物焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔獍l(fā)揮最大的效用又可以不增加后續(xù)煙氣凈化系統(tǒng)的負(fù)荷，為整個焚燒系統(tǒng)正常、有效地運行提供了保障。
【專利說明】—種可調(diào)吸熱量余熱鍋爐及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請屬于危險廢物處理領(lǐng)域，特別是涉及一種危險廢物焚燒用可調(diào)吸熱量余熱鍋爐及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]危險廢物的焚燒處理是指將危險廢物置于焚燒爐內(nèi)，在高溫和充足氧氣含量的條件下進(jìn)行氧化反應(yīng)，危險廢物得到分解或降解的過程。為了保證危險廢物的燃燒完全、減少煙氣中有害物質(zhì)的生成，焚燒爐內(nèi)需要保持較高的燃燒溫度，國家標(biāo)準(zhǔn)也有相關(guān)的硬性規(guī)定，當(dāng)危險廢物的熱值較低時需添加輔助燃料以保證燃燒溫度。高溫燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵泻写罅繜崃?，如此大的熱量如果不加以利用是能源的一種浪費，因此，在工況允許的情況下危險廢物焚燒項目一般都會設(shè)置余熱回收系統(tǒng)來回收熱量以降低運行成本。
[0003]余熱鍋爐由于傳熱效率高、耐高溫、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝費用低等優(yōu)點而成為最常用的余熱回收設(shè)備，余熱鍋爐利用燃燒尾氣的廢熱為熱源產(chǎn)生蒸汽從而達(dá)到余熱回收的目的。但是，余熱鍋爐作為一種被動吸熱的設(shè)備，當(dāng)其入口煙氣溫度或煙氣量也就是煙氣本身攜帶的熱量發(fā)生變化時其出口煙氣溫度也會隨之變化。
[0004]通常情況下希望余熱鍋爐的出口煙氣溫度控制在500°C左右，低于500°C則煙氣中容易產(chǎn)生二噁英加大后續(xù)煙氣凈化的難度，高于500°C又造成能量的浪費。而在危險廢物的實際燃燒過程中，由于危險廢物的組成不同，導(dǎo)致燃燒所需要輔助燃料的量不同、燃燒所需空氣量也不同，相應(yīng)產(chǎn)生的煙氣量也會不同；同時，燃燒過程本身是一個難以控制的過程，燃燒溫度難免會有所波動，相應(yīng)產(chǎn)生的煙氣溫度也會隨之波動。煙氣量或煙氣溫度的改變都會使煙氣的熱量發(fā)生改變，也就是說危險廢物焚燒過程中所產(chǎn)生煙氣的熱量是會變化的，這就導(dǎo)致了余熱鍋爐出口處的煙氣溫度會有所變化。
[0005]當(dāng)焚燒爐出口煙氣的熱量較小時，余熱鍋爐出口煙氣溫度可能會降低到500°C以下，此時煙氣中會有大量二噁英生成，很有可能使得煙氣即使經(jīng)過凈化處理也無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)焚燒爐出口煙氣的熱量較大時，余熱鍋爐出口煙氣溫度可能會高于500°C，造成能量的浪費。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的提供一種可調(diào)吸熱量余熱鍋爐及其控制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]本申請實施例公開一種可調(diào)吸熱量余熱鍋爐，包括爐體和汽包，所述爐體具有一煙氣通道，該煙氣通道具有一高溫?zé)煔膺M(jìn)口和一低溫?zé)煔獬隹?，所述煙氣通道?nèi)設(shè)置有換熱管，所述換熱管的兩端分別通過下降管和上升管與所述汽包連通以形成循環(huán)的換熱回路，所述汽包上設(shè)置有一飽和蒸汽出口，該飽和蒸汽出口和汽包之間設(shè)置有蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥。
[0009]優(yōu)選的，在上述的可調(diào)吸熱量余熱鍋爐中，所述汽包上還設(shè)置有一軟化水入口。
[0010]優(yōu)選的，在上述的可調(diào)吸熱量余熱鍋爐中，所述低溫?zé)煔獬隹谔庍€設(shè)置有溫度探頭。
[0011]優(yōu)選的，在上述的可調(diào)吸熱量余熱鍋爐中，還包括一控制裝置，該控制裝置分別與所述溫度探頭和蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥連接，所述控制裝置接收所述溫度探頭的信號并對蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制。
[0012]相應(yīng)地，本申請實施例還公開了一種可調(diào)吸熱量余熱鍋爐的低溫?zé)煔獬隹跍囟鹊目刂品椒?，包?
[0013]當(dāng)?shù)蜏責(zé)煔獬隹跍囟鹊陀谠O(shè)定溫度時，通過蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥提高飽和蒸汽出口的蒸汽壓力，以減小換熱管的吸熱量；
[0014]當(dāng)?shù)蜏責(zé)煔獬隹跍囟雀哂谠O(shè)定溫度時，通過蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥降低飽和蒸汽出口的蒸汽壓力，以增加換熱管的吸熱量。
[0015]優(yōu)選的，在上述的可調(diào)吸熱量余熱鍋爐的低溫?zé)煔獬隹跍囟鹊目刂品椒ㄖ?，所述設(shè)定溫度約為500°C。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明的用于危險廢物焚燒的可調(diào)吸熱量余熱鍋爐，針對危險廢物焚燒爐出口煙氣熱量不穩(wěn)定的情況，通過改變余熱鍋爐出口飽和蒸汽壓力的方式來改變其吸熱量，從而使得當(dāng)進(jìn)入余熱鍋爐的煙氣在一定溫度、流量范圍內(nèi)變化時，余熱鍋爐出口溫度保持在一個穩(wěn)定值。此種方法既能充分回收煙氣中的熱量，又能抑制煙氣中大量二噁英的生成。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1所示為本發(fā)明具體實施例中可調(diào)吸熱量余熱鍋爐的原理示意圖。

【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]圖1所示為余熱鍋爐主體結(jié)構(gòu)，余熱鍋爐主體由爐體1、換熱管2、汽包4、換熱管2與汽包4之間的連通管(下降管3、上升管5)以及管路附件(閥門、測點等)組成。換熱管
2置于爐體I內(nèi)部，換熱管2外壁與爐體I組成密閉的具有進(jìn)出口(高溫?zé)煔膺M(jìn)口 N1、低溫?zé)煔獬隹?N2)的煙氣通道。汽包4、上升管5、下降管3及換熱管2內(nèi)部相互連通，構(gòu)成一個循環(huán)回路，內(nèi)部充滿具有一定壓力的汽水混合物，汽包4上設(shè)有軟化水進(jìn)口 N3與飽和蒸汽出口 N4。余熱鍋爐煙氣出口 N2處裝有溫度探頭T以測量出口煙氣的溫度，飽和蒸汽出口N4處裝有蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥V。
[0021]工作時，高溫?zé)煔鈴腘I 口進(jìn)入余熱鍋爐內(nèi)部，沖刷換熱管2放出熱量并通過換熱管2的外壁傳熱給管內(nèi)的汽水混合物，高溫?zé)煔夥艧岷鬁囟冉档统蔀榈蜏責(zé)煔鈴腘2 口排出進(jìn)入后續(xù)的煙氣凈化系統(tǒng)。汽水混合物在換熱管2內(nèi)吸收了高溫?zé)煔庵械臒崃亢蟛糠值乃烧羝?，在重力差的作用下，汽水混合物在汽?、上升管5、換熱管2及下降管3組成的封閉系統(tǒng)內(nèi)不斷地進(jìn)行循環(huán)，該過程不斷地把軟化水從汽包4帶入到換熱管2內(nèi)，把蒸汽從換熱管2帶入到汽包4內(nèi)然后從飽和蒸汽出口 N4排出供用戶使用，軟化水從軟化水進(jìn)口N3進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行補充。
[0022]由余熱鍋爐的熱力計算可以得知，當(dāng)換熱管2內(nèi)部的蒸汽壓力越高時蒸汽溫度越高，換熱管2內(nèi)外的溫差就越小，傳熱效果越差，換熱過程中軟化水吸收的熱量就越小。也就是說，可以通過改變換熱管2內(nèi)部的蒸汽壓力來改變余熱鍋爐的吸熱量。設(shè)計時，本余熱鍋爐飽和蒸汽出口壓力按最大壓力設(shè)計，也就是按煙氣所含熱量最小、余熱鍋爐吸熱量最小的情況設(shè)計，低溫?zé)煔獬隹?N2的溫度按500°C設(shè)計。以溫度探頭T測得的煙氣溫度作為調(diào)節(jié)蒸汽出口壓力的依據(jù)。
[0023]溫度探頭T將測量的數(shù)據(jù)發(fā)送給控制裝置，控制裝置通過計算來對應(yīng)控制蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)的幅度。
[0024]控制裝置可以包括微處理器(MCU)，該MCU可以包括中央處理單元(CentralProcessing Unit, CPU)、只讀存儲模塊(read-only memory, ROM)、隨機存儲模塊(randomaccess memory, RAM)、定時模塊、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊(A/D converter)、以及復(fù)數(shù)輸入/輸出埠。當(dāng)然，控制裝置也可以采用其它形式的集成電路，如:特定用途集成電路(Applicat1nSpecific Integrated Circuit, ASIC)或現(xiàn)場可程序化門陣列(Field Programmable GateArray, FPGA)等。
[0025]設(shè)備運行時，若出口 N2處煙氣溫度低于500°C則通過蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥V提高出口蒸汽壓力，以此減小余熱鍋爐的吸熱量使得出口煙氣溫度有所升高；若出口 N2處煙氣溫度高于500°C則通過蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥V降低出口蒸汽壓力，以此增大余熱鍋爐的吸熱量使得出口煙氣溫度有所下降。通過上述調(diào)節(jié)作用使得余熱鍋爐的出口煙氣溫度始終保持在設(shè)計值500°C左右。
[0026]本發(fā)明通過改變飽和蒸汽出口壓力的方法來調(diào)節(jié)余熱鍋爐的吸熱量以此保證其出口煙氣溫度的穩(wěn)定，既能使得危險廢物焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔獍l(fā)揮最大的效用又可以不增加后續(xù)煙氣凈化系統(tǒng)的負(fù)荷，為整個焚燒系統(tǒng)正常、有效地運行提供了保障。
[0027]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0028]以上所述僅是本申請的【具體實施方式】，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本申請的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可調(diào)吸熱量余熱鍋爐，其特征在于，包括爐體和汽包，所述爐體具有一煙氣通道，該煙氣通道具有一高溫?zé)煔膺M(jìn)口和一低溫?zé)煔獬隹冢鰺煔馔ǖ纼?nèi)設(shè)置有換熱管，所述換熱管的兩端分別通過下降管和上升管與所述汽包連通以形成循環(huán)的換熱回路，所述汽包上設(shè)置有一飽和蒸汽出口，該飽和蒸汽出口和汽包之間設(shè)置有蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)吸熱量余熱鍋爐，其特征在于:所述汽包上還設(shè)置有一軟化水入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)吸熱量余熱鍋爐，其特征在于:所述低溫?zé)煔獬隹谔庍€設(shè)置有溫度探頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可調(diào)吸熱量余熱鍋爐，其特征在于:還包括一控制裝置，該控制裝置分別與所述溫度探頭和蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥連接，所述控制裝置接收所述溫度探頭的信號并對蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制。
5.權(quán)利要求1至4任一所述的可調(diào)吸熱量余熱鍋爐的低溫?zé)煔獬隹跍囟鹊目刂品椒ǎ涮卣髟谟?，包? 當(dāng)?shù)蜏責(zé)煔獬隹跍囟鹊陀谠O(shè)定溫度時，通過蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥提高飽和蒸汽出口的蒸汽壓力，以減小換熱管的吸熱量； 當(dāng)?shù)蜏責(zé)煔獬隹跍囟雀哂谠O(shè)定溫度時，通過蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥降低飽和蒸汽出口的蒸汽壓力，以增加換熱管的吸熱量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可調(diào)吸熱量余熱鍋爐的低溫?zé)煔獬隹跍囟鹊目刂品椒?，其特征在?所述設(shè)定溫度約為500°C。
【文檔編號】F22B1/18GK104154515SQ201410399553
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】張宏 申請人:張家港市艾克沃環(huán)境能源技術(shù)有限公司