本发明专利技术涉及一种锅炉系统及其自脱白余热回收装置。包括顺次设置的第一、第二和脱白换热器，三者为有内部管道的空水换热器，第一换热器的内部管路内循环流动有第一换热介质，第一换热介质的温度高于露点，第二和第三换热器内依次流过第二换热介质，第二换热介质在第二换热器内的温度低于水蒸气的露点，第二换热介质在脱白换热器内的温度高于烟气温度以将其加热至超过烟气中水蒸气的露点温度；第一换热器与第二换热器之间还设置有第三换热器，第三换热器为水水换热器，具有交叉贴合的热端和冷端管路，第一换热介质流经热端管路，第二换热介质自第二换热器中流出后流经冷端管路，随后进入脱白换热器。具有回收效率高、自脱白、防烟囱腐蚀的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种锅炉系统及其自脱白余热回收装置
本专利技术涉及一种锅炉系统及其自脱白余热回收装置。
技术介绍
随着我国节能减排政策的不断深化，为企业或居民提供蒸汽的原有燃煤锅炉逐渐被天然气为燃料的燃气锅炉取代，以某工业园为例，3台燃气锅炉每小时能够产生蒸汽150吨，其消耗能力巨大，而燃烧后的尾气温度在110-150℃附近，天然气的主要成分为甲烷CH4，根据其燃烧化学式：CH4+2O2＝CO2+2H2O，1m3天然气充分燃烧后，在不考虑冷凝时的热值约为35.88MJ。在考虑冷凝放热时，由于水蒸气冷凝时会大量放热，该热值可以高达39.82MJ，可见，燃烧的尾气中包含大量的热能。然而现有技术中的尾气余热回收存在以下问题：1、余热回收效率低下；2、对于尾气排入烟囱后没有进行有效脱白处理，不满足国家尾气处理标准，而且由于尾气在烟囱处冷凝出酸性溶液，导致烟囱腐蚀严重。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自脱白余热回收装置，用以解决现有余热回收回收效率低下、无有效脱白处理、烟囱腐蚀的技术问题；本专利技术的目的还在于提供一种使用上述自脱白余热回收装置的锅炉系统。本专利技术的自脱白余热回收装置的技术方案如下：自脱白余热回收装置包括用于在烟道内沿烟气流向顺次设置的第一换热器、第二换热器和脱白换热器，第一、第二、脱白换热器均为具有内部管道的空水换热器，采用三级换热，其中前两级用于回收烟气中的热量，并将烟气中的大量水蒸气冷凝排出，脱白换热器主要用于对脱除大量水分后的烟气进行回热，从而降低烟气的相对湿度，提高烟气的温度，使得烟气进入烟囱后不会出现冷凝现象，也就是实现了脱白和防止烟囱腐蚀的目的，而烟气进入大气后温度虽然降低，但是由于水蒸气扩散开来，相对湿度较低，也不会发生冷凝。第一换热器的内部管路内循环流动有第一换热介质，第一换热介质的温度高于烟气中水蒸气在第一换热器外表面冷凝时的露点温度，这就保证了第一换热器只是进行换热但不会发生冷凝，第二换热器和第三换热器内依次流过第二换热介质，第二换热介质在第二换热器内的温度低于烟气中水蒸气在第二换热器外表面冷凝时的露点温度以供烟气中水蒸气在此冷凝，故意将第二换热器作为设定冷凝处，在第二换热器处可以大量冷凝，集中将烟气中的水蒸气脱除，有效降低绝对湿度。第二换热介质在脱白换热器内的温度高于经过脱白换热器的烟气的温度以将烟气温度加热至超过烟气中水蒸气在脱白换热器和烟囱内壁冷凝时的露点温度；第一换热器与第二换热器之间还设置有第三换热器，第三换热器为水水换热器，其具有交叉贴合的热端管路和冷端管路，所述第一换热介质流经所述热端管路，所述第二换热介质自第二换热器中流出后流经所述冷端管路，随后进入脱白换热器，第一、第二换热介质在第三换热器内进行换热。第三换热器可实现对第一换热介质中热量的回收，同时也是对第一换热介质温度的控制，使得第一换热介质温度足够低以提高第一换热器的换热效率。有益效果：脱白的工作原理：经过第二换热器后，尾气中的大部分水分已经冷凝析出，尾气的温度约40℃，若将尾气直接通过烟囱排出，由于尾气此时的温度比较低(低于露点)，在与烟囱的内壁接触时，由于烟囱的内壁温度较低，已经饱和的水蒸气(相对湿度100％)会进一步冷凝，从而会在烟囱的内壁上生成酸性溶液，容易导致烟囱内壁的腐蚀，而且在尾气处于烟囱排烟口附近时，与冷空气接触也会冷凝形成白雾；而本方案中通过在第二换热器后面再设置一个脱白换热器，可将被加热后的第二换热介质导过来一部分(或全部导过来)为尾气加热，使得尾气温度高于露点温度，即使得尾气温度在烟囱以及烟囱的排烟口附近时均高于露点温度，因此不会发生冷凝，而当尾气进一步扩散在至大气中后，虽然尾气的温度低于露点温度，但是由于扩散后的水蒸气比较分散，相对湿度较小，也不会出现白雾，因此实现了脱白的目的。该方案无需利用额外的能源为尾气加热，而是利用尾气本身的温度经过换热后反过来为尾气加热，从而实现了脱白。需要说明的是：本方案中尾气从150℃降低至40℃后又经过回热加热至高于60℃，回热过程并非是重复过程，该方案与尾气直接从150℃降低至60℃的方案是不同的，因为前者是在降低至40℃的过程中在第二换热器处进行的大量的冷凝过程，该过程将尾气中的大部分水汽冷凝析出，因此后续回热时只是对空气加热，其加热消耗的能量比较低，可以有效降低尾气湿度。可见在本方案中由60℃降低至40℃和由40℃加热至60℃是不可逆的过程，因为两过程中尾气中的水分含量是不同的，前者能量变化较大，后者因为涉及很少的水的相变过程，能量变化较小。这也是本方案的巧妙之处。通过本方案，可以实现保护后端烟囱内壁面材质不被腐蚀，降低排烟湿度，防止水蒸气析出，而实现脱白。而且该方案中对于热量的回收做到了极致，在满足脱白的前提下尽可能的增加了热量的利用率；而且方案中投入成本不高，客户容易接受，适合推广。在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述第一换热器为翅片管换热器。由于第一换热器处不会发生冷凝，故而选用换热效率高但不耐腐蚀的翅片管换热器。在上述方案的基础上，进一步改进如下，第一换热器的材质为普通碳钢，第一换热器的表面具有热镀锌和/或电镀层。由于第一换热器处不会发生冷凝腐蚀，因此选用成本低廉的普通材质，为了避免意外，采用热镀锌和/或电镀的普通防腐方式。在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述第二换热器为光管换热器。第二换热器为设计的会大量冷凝形成酸液的换热器，因此采用光管换热器以降低对换热器的腐蚀。在上述方案的基础上，进一步改进如下，第二换热器的材质为不锈钢或非金属。第二换热器为设计的会大量冷凝形成酸液的换热器，因此采用耐腐蚀材料进行本质防腐。在上述方案的基础上，进一步改进如下，第三换热器为板式换热器。板式换热器可以高效的实现两介质的换热。在上述方案的基础上，进一步改进如下，脱白换热器为翅片管换热器。脱白换热器处不会出现冷凝，故而选用换热效率高但不耐腐蚀的翅片管换热器。在上述方案的基础上，进一步改进如下，脱白换热器的材质为普通碳钢，脱白换热器的表面具有热镀锌和/或电镀层。由于翅片管换热器处不会发生冷凝腐蚀，因此选用成本低廉的普通材质，为了避免意外，采用热镀锌和/或电镀的普通防腐方式。在上述方案的基础上，进一步改进如下，脱白换热器用于设置在烟道的靠近烟囱进口的一端。设置在烟囱的进口处以使得尾气能够在被加热后直接排出，避免被回热后的烟气因在烟道内长距离输送而降温，从而降低脱白效果的情况出现。本专利技术的锅炉系统的技术方案如下：锅炉系统包括锅炉本体、与锅炉本体相连的烟道以及与烟道相连的烟囱，还包括用于在烟道内沿烟气流向顺次设置的第一换热器、第二换热器和脱白换热器，第一、第二、脱白换热器均为具有内部管道的空水换热器，采用三级换热，其中前两级用于回收烟气中的热量，并将烟气中的大量水蒸气冷凝排出，脱白换热器主要用于对脱除大量水分后的烟气进行回热，从而降低烟气的相对湿度，提高烟气的温度，使得烟气进入烟囱后不会出现冷凝现象，也就是实现了脱白和防止烟囱腐蚀的目的，而烟气进入大气后温度虽然降低，但是由本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自脱白余热回收装置，其特征在于，包括用于在烟道内沿烟气流向顺次设置的第一换热器、第二换热器和脱白换热器，第一、第二、脱白换热器均为具有内部管道的空水换热器，第一换热器的内部管路内循环流动有第一换热介质，第一换热介质的温度高于烟气中水蒸气在第一换热器外表面冷凝时的露点温度，第二换热器和第三换热器内依次流过第二换热介质，第二换热介质在第二换热器内的温度低于烟气中水蒸气在第二换热器外表面冷凝时的露点温度以供烟气中水蒸气在此冷凝，第二换热介质在脱白换热器内的温度高于经过脱白换热器的烟气的温度以将烟气温度加热至超过烟气中水蒸气在脱白换热器和烟囱内壁冷凝时的露点温度；第一换热器与第二换热器之间还设置有第三换热器，第三换热器为水水换热器，其具有交叉贴合的热端管路和冷端管路，所述第一换热介质流经所述热端管路，所述第二换热介质自第二换热器中流出后流经所述冷端管路，随后进入脱白换热器，第一、第二换热介质在第三换热器内进行换热。/n
【技术特征摘要】
1.一种自脱白余热回收装置，其特征在于，包括用于在烟道内沿烟气流向顺次设置的第一换热器、第二换热器和脱白换热器，第一、第二、脱白换热器均为具有内部管道的空水换热器，第一换热器的内部管路内循环流动有第一换热介质，第一换热介质的温度高于烟气中水蒸气在第一换热器外表面冷凝时的露点温度，第二换热器和第三换热器内依次流过第二换热介质，第二换热介质在第二换热器内的温度低于烟气中水蒸气在第二换热器外表面冷凝时的露点温度以供烟气中水蒸气在此冷凝，第二换热介质在脱白换热器内的温度高于经过脱白换热器的烟气的温度以将烟气温度加热至超过烟气中水蒸气在脱白换热器和烟囱内壁冷凝时的露点温度；第一换热器与第二换热器之间还设置有第三换热器，第三换热器为水水换热器，其具有交叉贴合的热端管路和冷端管路，所述第一换热介质流经所述热端管路，所述第二换热介质自第二换热器中流出后流经所述冷端管路，随后进入脱白换热器，第一、第二换热介质在第三换热器内进行换热。
2.根据权利要求1所述的一种自脱白余热回收装置，其特征在于，所述第一换热器为翅片管换热器。
3.根据权利要求2所述的一种自脱白余热回收装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：茅思远，钟林跃，汪泽，包淑珍，
申请(专利权)人：上海东润换热设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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