一種燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置及其方法
【專利摘要】一種燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置及其方法，包括一組可有若干級單元體的煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元，各級煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元體上開設(shè)煙氣進(jìn)出口、冷凝水收集排放口和水進(jìn)出口，單元體內(nèi)置換熱裝置；一組可有若干級單元體的煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元，各級煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元體上開設(shè)煙氣進(jìn)出口和水進(jìn)出口，單元體內(nèi)置換熱裝置；一組亦可有若干級單元體的煙氣空氣換熱單元，各級單元體上分別開煙氣進(jìn)、出口及冷熱空氣進(jìn)出口，單元體內(nèi)置有換熱裝置；各前級單元的煙氣出口接后級單元的煙氣進(jìn)口；燃?xì)忮仩t的排煙從三個主單元一一流經(jīng)而過，逐級吸熱，最終冷卻后的低溫?zé)煔鈴某隹谂懦?。其可以有效降低燃?xì)忮仩t排煙溫度到煙氣露點溫度以下。
【專利說明】一種燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于節(jié)能設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國節(jié)能、環(huán)保政策的推進(jìn)，城市燃?xì)庀M量不斷增長，燃?xì)忮仩t在各行業(yè)得到大量應(yīng)用，特別是近年來在燃?xì)忮仩t在供熱行業(yè)用量巨大，全國很多城市供熱鍋爐已經(jīng)或正在進(jìn)行鍋爐煤改氣。如何提高燃?xì)忮仩t房的熱效率，降低燃?xì)庀模呀?jīng)成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點。特別是煙氣余熱回收裝置應(yīng)用可以較直接地提高熱能效率，但目前很多煙氣余熱回收裝置沒有集成，不能有效控制余熱回收效率，大多數(shù)裝置只能回收煙氣顯熱，不能將煙氣降低到冷凝溫度以下，影響了余熱回收的效率。
[0003]據(jù)理論分析測算，排煙溫度每降低25°C，顯熱回收可使鍋爐熱效率提高約1.0?
1.2%左右(顯熱效果)。燃?xì)忮仩t排出的煙氣中除顯熱外，還有大量水蒸氣帶走的潛熱，這部分熱損失的大部分(約70%左右)是可以回收的。煙氣露點溫度一般為58°C左右，如果將排煙溫度降到煙氣冷凝溫度以下，通過回收利用水蒸氣潛熱，可以很有效地提高鍋爐熱效率，約為7?10%。降低到露點溫度之前的顯熱回收可使鍋爐系統(tǒng)熱效率提高2?6%，若將排煙溫度降到煙氣露點溫度以下，可使熱效率提高10?16%。
[0004]因此，發(fā)明使用一種能有效降低排煙溫度到煙氣露點溫度以下的系統(tǒng)亟待可得。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種可以大大提高熱效率的燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置，其可以有效降低燃?xì)忮仩t排煙溫度到煙氣露點溫度以下。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計方案:
[0007]—種燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置，其包括有:
[0008]一組煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元，至少包括有一級煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元體，各級煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元體的上部開設(shè)煙氣出口，下部開設(shè)煙氣進(jìn)口，底部設(shè)冷凝水收集排放口，煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元體內(nèi)置有換熱裝置，供換熱裝置工作用的熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)、出口分別設(shè)在煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元體的下部；若為兩級以上的單元，則前一級單元的煙氣出口經(jīng)煙道接后一級的煙氣進(jìn)口；
[0009]一組煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元，至少包括有一級煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元體，各級煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元體的上部開設(shè)煙氣出口，下部開設(shè)煙氣進(jìn)口，煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元體內(nèi)置有換熱裝置，供換熱裝置工作用的熱網(wǎng)補水進(jìn)、出口分別開設(shè)在補水換熱單元體的下部；若為兩級以上的單元，則前一級單元的煙氣出口經(jīng)煙道接后一級的煙氣進(jìn)口 ；
[0010]一組煙氣空氣換熱單元，至少包括有一級煙氣空氣換熱單元體，各級煙氣空氣換熱單元體的上部開設(shè)煙氣出口，下部開設(shè)煙氣進(jìn)口，煙氣空氣換熱單元體內(nèi)置有換熱裝置，供換熱裝置工作用的冷熱空氣進(jìn)、出口分別開設(shè)在煙氣空氣換熱單元體的兩側(cè)；若為兩級以上的單元，則前一級單元的煙氣出口經(jīng)煙道接后一級的煙氣進(jìn)口 ；
[0011]所述煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元最后一級單元的煙氣出口經(jīng)煙道接煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元的第一級單元的煙氣進(jìn)口 ；所述煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元最后一級單元的煙氣出口經(jīng)煙道接煙氣燃燒用空氣換熱單元的第一級單元的煙氣進(jìn)口 ；所述煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元的熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)、出口和煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元的熱網(wǎng)補水進(jìn)、出口均經(jīng)水管路進(jìn)水、出水，所述煙氣空氣換熱單元的冷熱空氣進(jìn)、出口經(jīng)氣管路進(jìn)冷空氣、出熱空氣。
[0012]所述燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置中，煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元的各級單元體、煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元的各級單元體和煙氣空氣換熱單元的各級單元體可以依序連接整合為一體。
[0013]所述燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置中，在各水管路、氣管路和各級間的煙道中設(shè)置對應(yīng)的監(jiān)測裝置，并可配設(shè)對各監(jiān)測裝置實施整體監(jiān)控的集控器。
[0014]本發(fā)明的另一目的是提供燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收方法，其利用前述的述燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置可有效的對燃?xì)忮仩t的排煙吸熱回收。
[0015]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計方案:
[0016]本發(fā)明燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收方法是:預(yù)先建立前述的燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置，建立煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱、煙氣熱網(wǎng)補水換熱和煙氣空氣換熱三個主單元，將該裝置煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元第一級單元體的煙氣進(jìn)口與燃?xì)忮仩t的排煙口連接，將煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元和煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元的各級單元體的水進(jìn)口分別與供水管路連接，水出口分別接至接收水單元，將煙氣空氣換熱單元的熱空氣出口接至外用單元；啟用系統(tǒng)，燃?xì)忮仩t的排煙從煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱、煙氣熱網(wǎng)補水換熱和煙氣空氣換熱三個主單元一一流經(jīng)而過，逐級吸熱，最終冷卻后由燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置末端的低溫?zé)煔獬隹谂懦觥?br> [0017]所述燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收方法中，可以在各水管路、氣管路和各級間的煙道中設(shè)置對應(yīng)的監(jiān)測裝置，配設(shè)可整體監(jiān)控各級單元換熱裝置的介質(zhì)溫度和壓力的整體監(jiān)控集控器，該整體監(jiān)控集控器的中心處理器根據(jù)各組介質(zhì)參數(shù)實現(xiàn)自動積算和模糊控制，根據(jù)各級煙氣出口溫度和壓力、空氣出口溫度要求和水出口溫度安全要求，調(diào)節(jié)各級換熱裝置的換熱量，實現(xiàn)系統(tǒng)控制實現(xiàn)系統(tǒng)控制、自動化運行。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0019]1、使用本燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置可以把排煙中的大量潛熱能回收，可以顯著的提高鍋爐熱效率；
[0020]2、通過多級式的余熱回收，可將燃?xì)忮仩t的排煙溫度降到煙氣露點溫度以下，大大提高余熱回收的效率。
[0021]3、通過集控器控制監(jiān)測、控制各組(級)單元介質(zhì)參數(shù)，實現(xiàn)安全、自動化運行調(diào)節(jié)。
[0022]4、節(jié)能減排，為用戶可帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置一實施例基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖。[0024]圖2為本燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置構(gòu)成及控制原理示意圖。
[0025]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【具體實施方式】
[0026]參閱圖1所示，本發(fā)明燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置由前至后共設(shè)三組主單元:煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元1、煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元2和煙氣空氣換熱單元3，各主單元內(nèi)可根據(jù)工程情況選用一級或多級單元體，多級單元體之間可以是通過串或并聯(lián)的形式聯(lián)通。
[0027]如圖1所示，是本發(fā)明燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置的一實施例基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖，所述的煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元包括有兩級(I級和II級)煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元體1，所述的煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元包括有一級(III級)煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元體2，所述的煙氣空氣換熱單元包括有一級(IV級)煙氣空氣換熱單元體3。
[0028]參見圖1、圖2所示，所述各級煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元體的上、下部分別開設(shè)煙氣進(jìn)、出口 11、12，底部設(shè)冷凝水收集排放口 15，煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元體內(nèi)置有換熱裝置，分別在煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元體的下部設(shè)供換熱裝置工作用的一網(wǎng)和二網(wǎng)的熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)、出口 13、14。
[0029]所述各級煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元的上、下部分別開設(shè)煙氣進(jìn)、出口 21、22 ;煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元體內(nèi)置有換熱裝置，分別在補水換熱單元體的下部設(shè)供換熱裝置工作用的補水進(jìn)、出口 23、24。
[0030]所述各級煙氣空氣換熱單元的上、下部分別開煙氣進(jìn)、出口 31、32 ;煙氣空氣換熱單元體內(nèi)置有換熱裝置，在煙氣空氣換熱單元體的兩側(cè)開設(shè)冷、熱空氣進(jìn)、出口 33、34，冷空氣可引自室外或室內(nèi)，熱空氣可引到燃?xì)忮仩t燃燒器的空氣接口或用于加熱室內(nèi)空氣。
[0031]所述各個換熱裝置均可采用各種高效的換熱器，如熱管換熱器、容積換熱器和板式換熱器等，或根據(jù)工程情況利用高效的熱管換熱原理單獨進(jìn)行設(shè)計。
[0032]在圖1、圖2所示實施例中，第一主單元中的I級煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元可以有效吸收煙氣顯熱；第一主單元中的II級煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元可以繼續(xù)吸收煙氣顯熱；第二主單元中的III級煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元可以進(jìn)一步吸收煙氣顯熱；第三主單元中的IV級煙氣空氣換熱單元可以有效吸收煙氣顯熱和潛熱；經(jīng)過如此多級單元的反復(fù)過熱回收，使得最終可使燃?xì)忮仩t的排煙溫度降到煙氣露點溫度以下。
[0033]所述燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置中，煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元的各級單元體與煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元的各級單元體依序連接，整合(集成)為一體，這樣既省安裝所占用空間又節(jié)省材料。前一級的水出口亦可接至下一級的水入口，以循環(huán)使用。
[0034]參見圖2所示，在燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置中，在各水管路、氣管路和各級間的煙道中設(shè)置對應(yīng)的監(jiān)測裝置(如壓力表PT)，并可配設(shè)對各監(jiān)測裝置實施整體監(jiān)控的集控器4。可根據(jù)需要的熱空氣溫度、熱網(wǎng)循環(huán)水量、補水量及進(jìn)出口溫度等參數(shù)，根據(jù)優(yōu)先保證和安全因素等控制不同級的給水量，綜合控制排煙溫度降低至煙氣露點溫度以下，保證安全和提高熱效率。
[0035]本發(fā)明燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置還可根據(jù)不同級煙氣溫度情況，選用不同級別的耐腐蝕材料，保證設(shè)施使用壽命。若多單元集合總成，各級之間應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)連接，方便安裝。
[0036]采用本發(fā)明的裝置及方法，可以使其與燃?xì)忮仩t的燃燒器形成動態(tài)連鎖，使?fàn)t膛始終達(dá)到最佳的燃燒狀態(tài)，亦可以最大化的回收余熱；并可以配設(shè)控制系統(tǒng)以實現(xiàn)安全運行和最大限度利用煙氣余熱的功能。
[0037]上述各實施例可在不脫離本發(fā)明的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包含及附圖中所示的結(jié)構(gòu)應(yīng)視為例示性，而非用以限制本發(fā)明申請專利的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置，其特征在于包括有: 一組煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元，至少包括有一級煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元體，各級煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元體的上部開設(shè)煙氣出口，下部開設(shè)煙氣進(jìn)口，底部設(shè)冷凝水收集排放口，煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元體內(nèi)置有換熱裝置，供換熱裝置工作用的熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)、出口分別設(shè)在煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元體的下部；若為兩級以上的單元，則前一級單元的煙氣出口經(jīng)煙道接后一級的煙氣進(jìn)口； 一組煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元，至少包括有一級煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元體，各級煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元體的上部開設(shè)煙氣出口，下部開設(shè)煙氣進(jìn)口，煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元體內(nèi)置有換熱裝置，供換熱裝置工作用的熱網(wǎng)補水進(jìn)、出口分別開設(shè)在補水換熱單元體的下部；若為兩級以上的單元，則前一級單元的煙氣出口經(jīng)煙道接后一級的煙氣進(jìn)口 ； 一組煙氣空氣換熱單元，至少包括有一級煙氣空氣換熱單元體，各級煙氣空氣換熱單元體的上部開設(shè)煙氣出口，下部開設(shè)煙氣進(jìn)口，煙氣空氣換熱單元體內(nèi)置有換熱裝置，供換熱裝置工作用的冷熱空氣進(jìn)、出口分別開設(shè)在煙氣空氣換熱單元體的兩側(cè)；若為兩級以上的單元，則前一級單元的煙氣出口經(jīng)煙道接后一級的煙氣進(jìn)口； 所述煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元最后一級單元的煙氣出口經(jīng)煙道接煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元的第一級單元的煙氣進(jìn)口 ；所述煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元最后一級單元的煙氣出口經(jīng)煙道接煙氣燃燒用空氣換熱單元的第一級單元的煙氣進(jìn)口 ；所述煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元的熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)、出口和煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元的熱網(wǎng)補水進(jìn)、出口均經(jīng)水管路進(jìn)水、出水，所述煙氣空氣換熱單元的冷熱空氣進(jìn)、出口經(jīng)氣管路進(jìn)冷空氣、出熱空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置，其特征在于:所述煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元的各級單元體、煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元的各級單元體、煙氣空氣換熱單元的各級單元體依序連接整合為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置，其特征在于:在各水管路、氣管路和各級間的煙道中設(shè)置對應(yīng)的監(jiān)測裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置，其特征在于:配設(shè)對各監(jiān)測裝置實施整體監(jiān)控的集控器。
5.一種燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收方法，其特征在于:預(yù)先建立如權(quán)利要求1所述的燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置，建立煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱、煙氣熱網(wǎng)補水換熱和煙氣空氣換熱三個主單元，將該裝置煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元第一級單元體的煙氣進(jìn)口與燃?xì)忮仩t的排煙口連接，將煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱單元和煙氣熱網(wǎng)補水換熱單元的各級單元體的水進(jìn)口分別與供水管路連接，水出口分別接至接收水單元，將煙氣空氣換熱單元的熱空氣出口接至外用單元；啟用系統(tǒng)，燃?xì)忮仩t的排煙從煙氣熱網(wǎng)循環(huán)水換熱、煙氣熱網(wǎng)補水換熱和煙氣空氣換熱三個主單元一一流經(jīng)而過，逐級吸熱，最終冷卻后由燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收系統(tǒng)裝置末端的低溫?zé)煔鈴某隹谂懦觥?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃?xì)忮仩t煙氣高效冷凝余熱回收方法，其特征在于:在各水管路、氣管路和各級間的煙道中設(shè)置對應(yīng)的監(jiān)測裝置，配設(shè)可整體監(jiān)控各級單元換熱裝置的介質(zhì)溫度和壓力的整體監(jiān)控集控器，該整體監(jiān)控集控器的中心處理器根據(jù)各組介質(zhì)參數(shù)實現(xiàn)自動積算和模糊控制，根據(jù)各級煙氣出口溫度和壓力、空氣出口溫度要求和水出口溫度安全要求，調(diào)節(jié)各級換熱裝置的換熱量，實現(xiàn)系統(tǒng)控制、自動化運行。
【文檔編號】F24H8/00GK103776168SQ201210401289
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月19日
【發(fā)明者】段潔儀, 王建國, 楊宏斌, 王崢 申請人:北京北燃供熱有限公司, 北京市煤氣熱力工程設(shè)計院有限公司