本發(fā)明涉及一種余熱回收裝置,特別是在工業(yè)鍋爐、電站鍋爐、冶金加熱爐等大量煙氣排放工況下廣泛使用的變?nèi)?映射-熱媒煙氣/空氣換熱裝置。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)的鍋爐煙氣余熱回收裝置,一般都是在鍋爐尾部煙氣管道中布設(shè)管式空氣換熱器,這種換熱器間壁式,煙氣在管組外部(殼程)流動,被加熱介質(zhì)冷空氣在管內(nèi)(管程)流動,為了減少風(fēng)阻,必須保證管組有足夠的流通截面,流通截面越大,管組越小,換熱面積也越大,當(dāng)然換熱效果也越好,但其占地體積和重量也極其龐大,安裝和施工也十分困難,同時(shí)其宏觀散熱面積也大,最后得到的實(shí)際換熱效率僅僅在25%以下,煙氣余熱大量浪費(fèi)。同時(shí),這種固有的換熱方式,其流通介質(zhì)的流量無法調(diào)節(jié),難以適應(yīng)負(fù)荷變化。這種裝置目前在大量運(yùn)行著,保有量十分巨大,迫切需要補(bǔ)充和完善。
為彌補(bǔ)上述缺陷,進(jìn)一步節(jié)約燃料資源,提高能源使用效率,高性能換熱器出現(xiàn)了。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明涉及一種余熱回收裝置,特別是在工業(yè)鍋爐、電站鍋爐、冶金加熱爐等大量煙氣排放工況下廣泛使用的變?nèi)?映射-熱媒煙氣/空氣換熱裝置。
全國電站鍋爐有幾千臺,工業(yè)鍋爐有80萬臺,其消耗燃煤量每年達(dá)幾十億噸,十分巨大,煤炭等燃料資源尤其珍貴,必須想盡一切辦法提高煤炭等燃料的使用效率。
解決這一問題的途徑是:要減少化學(xué)需熱量,即減少耗煤(燃料)量,必須提高鍋爐的燃燒效率,提高鍋爐物理輸熱量。
附圖說明
附圖是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述:
附圖為本發(fā)明的工藝流程圖。
本發(fā)明的工藝原理如下:
參照附圖所示,變?nèi)?映射-熱媒煙氣/空氣換熱裝置,包括有:1鍋爐,2省煤器,3空預(yù)器,4除塵器,5煙囪,6送風(fēng)機(jī),7引風(fēng)機(jī),8煙氣-熱媒換熱器,9熱媒-空氣加熱器,10循環(huán)泵,11儲媒罐。
各部件位置關(guān)系如下:
由1鍋爐、2省煤器、3空預(yù)器、4除塵器、5煙囪、6送風(fēng)機(jī)、7引風(fēng)機(jī)組成基本的鍋爐系統(tǒng)。
在1鍋爐和6送風(fēng)機(jī)之間布置9熱媒-空氣換熱器,在4除塵器與7引風(fēng)機(jī)之間布置8煙氣-熱媒換熱器。將8煙氣-熱媒換熱器和9熱媒-空氣換熱器分別沿各自氣體流動方向?qū)盈B組合,兩者層數(shù)相同,8煙氣-熱媒換熱器的熱媒在自身的層與層之間不聯(lián)通,相互隔絕,9熱媒-空氣換熱器的熱媒也在自身的層與層之間也不聯(lián)通,也相互隔絕。如圖中示例所列,兩者均為四塊組成,分屬于兩件設(shè)備上的四個(gè)區(qū)域遙相呼應(yīng),并一一對稱,對稱方式如下:煙氣由高溫區(qū)到低溫區(qū),分別對應(yīng)空氣的高溫區(qū)到低溫區(qū),以塊為單位,塊-塊對應(yīng),就形成映射關(guān)系。
將被分割的分屬于8煙氣-熱媒換熱器和9熱媒-空氣換熱器的四個(gè)區(qū)塊組成四個(gè)組,每組由熱媒管路連接相應(yīng)的10循環(huán)泵和相應(yīng)的11儲媒罐,并通過回流管路形成單一閉合回路,這樣,在8煙氣-熱媒換熱器和9熱媒-空氣換熱器之間就組成了四組獨(dú)立的循環(huán)熱媒通道。
工作過程如下:
首先將吸熱介質(zhì)熱媒分別注入四個(gè)11熱媒儲罐,并開啟四個(gè)10循環(huán)泵。
熱媒吸熱過程:熱媒吸熱過程也就是煙氣放熱過程,布置在鍋爐煙道尾部中的8煙氣-熱媒換熱器完成煙氣熱量回收,并放熱給熱媒,再通過10循環(huán)泵將熱量帶走。
熱媒放熱過程:熱媒放熱過程也就是空氣吸熱過程,布置在空氣通道中的9熱媒-空氣換熱器將10循環(huán)泵送來的熱量放熱給空氣,在6送風(fēng)機(jī)的壓頭作用下將高溫空氣送給鍋爐燃燒使用。
在10循環(huán)泵的作用下,將熱媒從9熱媒-空氣換熱器側(cè)送往8煙氣-熱媒換熱器側(cè),并循環(huán)往復(fù),圖例中,四組循環(huán)泵組成四個(gè)獨(dú)立回路,將8煙氣-熱媒換熱器和9熱媒-空氣換熱器的一一對應(yīng)設(shè)計(jì)的各個(gè)區(qū)塊對應(yīng)換熱,形成映射換熱。
這樣做的好處是:
1.換熱器本體采用模塊式組合,其中任一個(gè)單元損壞,系統(tǒng)仍可正常工作,且很容易更換;
2.獨(dú)到之處是:采用映射式換熱方式,即冷端對冷端,熱端對熱端,保證以最大溫壓換熱,換熱效率大幅提高,徹底摒棄傳統(tǒng)的間壁式串流換熱器;
3.本裝置布置在鍋爐尾部除塵器后部,可以將100℃左右水平的低溫?zé)煔庥酂徇M(jìn)行回收,而不需要龐大的設(shè)備體積,并大幅減少煙氣帶水量,節(jié)約水資源;
4.將煙氣熱量回收后送給鍋爐燃燒助燃空氣,可有效解決原空氣預(yù)熱器冷端低溫腐蝕問題;
5.更為獨(dú)到的是:由于大型電站鍋爐煙道出口與鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口位置相距較遠(yuǎn),本換熱器換熱過程采用熱媒中儲,熱媒為液態(tài),可以泵送到任意位置,從根本上解決了熱量傳輸途徑問題;
6.采用熱媒作為中間熱載體,由于其常溫密度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體,這樣就可以將其流動截面做到很小而不增大流阻,從而減小了換熱器設(shè)備體積;
7.從根本上解決了傳統(tǒng)換熱器無法回收低溫?zé)嵩吹募夹g(shù)問題;
8.裝置適應(yīng)能力強(qiáng),可以任意布設(shè),不受安裝空間限制,即便熱端與冷端相距甚遠(yuǎn)也沒有關(guān)系;
9.以變頻器對循環(huán)泵流量進(jìn)行調(diào)節(jié),可以根據(jù)夏季和冬季,以及負(fù)荷變動較大的情況下,對換熱容量進(jìn)行適時(shí)調(diào)整;
10.本裝置占地小,安裝、運(yùn)輸方便,拆卸維護(hù)簡單。