余热回收系统及锅炉系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种余热回收系统及锅炉系统。系统包括三个换热器，两个空水换热器和一个水水换热器，还包括内循环管路和控制器，通过对第一换热介质的控温使得在满足本质防腐要求的同时还具有非常高的换热效率，而且多级余热回收也进一步的提高了换热效率，作为输出介质的第二换热介质导入蒸汽锅炉的进水管路，不仅避免后续长距离输送时的能量耗散，而且使得燃气锅炉在生产蒸汽时起点温度提高，从而提高了能量利用率。而提高了能量利用率。而提高了能量利用率。

【技术实现步骤摘要】
余热回收系统及锅炉系统


[0001]本技术涉及一种余热回收系统及锅炉系统。

技术介绍

[0002]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
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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。
[0003]根据单台锅炉50t/h蒸发量和4586.48Nm3/h的燃气消耗量，其生成的水蒸气约为：1.6137kg/s，通过查询焓值表可知，按照降温至50℃的饱和湿度尾气计算，由于冷凝可释放的热功率约为1827kW，尾气中释放的热功率约为，1015kW，合计约2850kW。该功率约可以将50t/h(13.88kg/s)的水升温2850/(13.88
×
4.2)＝48.9K，即如果给水温度为20℃，通过余热回收系统，可直接获得约70℃的热水。按照经济性分析，该2850kW的余热回收能源，即回收2.85MJ/s相当于2.85/35.88＝0.079m3的天然气所释放的热值。每小时可节省0.079
×
3600＝284.4m3天然气。按照2.5元/m3的天然气价计算，每小时相当于节省2.5
×
0.079
×
3600＝714.9元的燃料费。按照每天20小时运转，即可节省714.9
×
20＝14298元/天。另一方面，如果考虑碳排放，每天可减少碳排放8.2吨。
[0004]由此可见，提高尾气的热能的回收利用率意义巨大。
[0005]然而现有技术中的尾气余热回收效率低下且余热回收系统投入巨大，为了提高余热回收效率，则需要降低介质温度，这就会导致低于露点温度而导致露点腐蚀问题，因此，现有技术余热回收的效率不高；若要解决腐蚀问题则会投入巨大，导致经济性差，供汽单位考虑到成本问题，对于余热回收系统不看好，严重限制了余热回收系统的推广。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种余热回收系统，用以解决现有燃气锅炉尾气热能回收利用率低、余热回收系统成本高的技术问题；本技术的目的还在于提供一种可解决燃气锅炉尾气热能回收利用率低、余热回收成本高的技术问题的锅炉系统。
[0007]本技术的余热回收系统的技术方案如下：
[0008]一种余热回收系统，包括：
[0009]第一换热器，设置在烟道内，第一换热器为空水换热器，内部具有第一内部管路；第一换热器可实现对尾气(烟气)中热量的第一次回收，回收热量的同时也可以提高第一换热介质的温度，使得第一换热介质的温度高于尾气中水蒸气的冷凝温度，避免尾气中的水蒸气在第一换热器外表面冷凝，从而起到了重要的预防性的防腐，从本质上进行防腐的作用；
[0010]第二换热器，设置在烟道内，位于第一换热器后方，第二换热器为空水换热器，具有第二内部管路，第二内部管路具有冷却水进口和冷却水出口；第二换热器可实现对尾气中热量的第二次回收，由于第二换热器中通入的为第二换热介质(冷却水)，低于尾气中水蒸气的冷凝温度，尾气中的水蒸气可以在第二换热器外表面大量冷凝，冷凝为剧烈的相变过程，会产生大量的热量，因此第二换热器也能够快速高效的收集尾气中的热量；
[0011]第三换热器，为水水换热的板式换热器，内部具有相互交叉贴合的热端管路和冷端管路，冷端管路的进口与所述冷却水出口连通，冷端管路的出口用于与燃气锅炉的进水管路连通；第三换热器可实现对第一换热介质中的热量的回收，使得第一换热介质中的热量可以传递给作为输出介质的第二换热介质，间接的对热量进行了第三次回收，使得尾气中的热量尽可能多的能够输出到第二换热介质中，以便后续的使用；另一方面，第三换热器在实现第一换热介质与第二换热介质换热的同时，也是对第一换热介质温度的一种控制方式，使得第一换热介质维持在略高于露点温度的范围内，在能够防腐的前提下尽可能的提高了第一换热器的换热效率；而且，第三换热器选用板式换热器，板式换热器两换热介质之间的接触面积更大，接触时间更长，因此，板式换热器可更好、更高效的实现第一换热介质与第二换热介质的换热效率；
[0012]内循环管路，所述第一内部管路和热端管路通过水管连通构成内循环管路，内循环管路还包括驱动模块，内循环管路内充填有在驱动模块驱动下循环流动的第一换热介质，内循环管路上还设置有用于监测第一内部管路中的第一换热介质温度的温度检测模块；内循环管路的设置可以方便的控制第一换热介质的温度，并实现第一换热器、第三换热器的有效运行，该结构设计十分巧妙，实现回热高效的同时还不会增加太多成本；
[0013]控制器，与温度检测模块和驱动模块控制连接，根据温度检测模块反馈控制驱动模块，以调整第一换热介质流量的方式控制第一换热介质的温度处于设定温度范围内；控制器、驱动模块以及温度检测模块的设置使得温度控制自动进行，确保第一换热介质时刻处于高效换热状态，提高热回收效率；
[0014]第二换热介质，自所述冷却水进口进入第二内部管路与烟气进行第一次换热，从所述冷却水出口流向第三换热器的冷端管路以便与热端管路中流动的第一换热介质进行第二次换热。第二换热介质作为工作介质或者叫输出介质，其作用是吸收尾气中的热量并将热量输送出去进行二次利用；通过将第二换热介质导入至蒸汽锅炉的进水管路，使得燃气锅炉在加热生产蒸汽时，起点温度提高，生产蒸汽所消耗的热量显著降低，从而提高了能源的利用率。
[0015]在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述第一换热器的第一内部管路的横截面为椭圆形，椭圆形的长度方向沿烟气的流向设置。
[0016]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。
[0017]在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述驱动模块为设置在内循环管路上的循环水泵。循环水泵的设置可方便控制器以控制其频率的方式控制循环水泵的转速。
[0018]本技术的锅炉系统的技术方案如下：
[0019]锅炉系统，包括锅炉本体、与锅炉本体相连的烟道和进水管，还包括：
[0020]第一换热器，设置在烟道内，第一换热器为空水换热器，内部具有第一内部管路；第一换热器可实现对尾气(烟气)中热量的第一次回收，回收热量的同时也可以提高第一换
热介质的温度，使得第一换热介质的温度高于尾气中水蒸气的冷凝温度，避免尾气中的水蒸气在第一换热器外表面冷凝，从而起到了重要的本质防腐作用；
[0021]第二换热器，设置在烟道内，位于第一换热器后方，第二换热器为空水换热器，具有第二内部管路，第二内部管路具有冷却水进口和冷却水出口；第二换热器可实现对尾气中热量的第二次回收，由于第二换热器中通入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种余热回收系统，其特征在于，包括：第一换热器，设置在烟道内，第一换热器为空水换热器，内部具有第一内部管路；第二换热器，设置在烟道内，位于第一换热器后方，第二换热器为空水换热器，具有第二内部管路，第二内部管路具有冷却水进口和冷却水出口；第三换热器，为水水换热的板式换热器，内部具有相互交叉贴合的热端管路和冷端管路，冷端管路的进口与所述冷却水出口连通，冷端管路的出口用于与燃气锅炉的进水管路连通；内循环管路，所述第一内部管路和热端管路通过水管连通构成内循环管路，内循环管路还包括驱动模块，内循环管路内充填有在驱动模块驱动下循环流动的第一换热介质，内循环管路上还设置有用于监测第一内部管路中的第一换热介质温度的温度检测模块；控制器，与温度检测模块和驱动模块控制连接，根据温度检测模块反馈控制驱动模块，以调整第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡赟星，杨刚，石印涛，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：新型
国别省市：