一种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，以在不过多增加成本的前提下解决传统余热回收时换热器易腐蚀、生锈、灰堵导致风道排烟受阻的技术问题。包括串接在烟道上的管状壳体，设在壳体内的第一、第二换热器；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；第一换热器为采用普通碳钢材质制成的翅片管换热器；第二换热器沿烟气流向位于第一换热器的下游，内部具有第二内部管路，第二内部管路具有冷却水进口和冷却水出口，冷却水进口与供给第二换热介质的供水系统连接，第二换热介质在第二内部管路内与烟气进行第二次换热，烟气内的水蒸气在第二换热器的外表面大量冷凝；第二换热器为采用高防腐材料制成的光管换热器。制成的光管换热器。制成的光管换热器。

【技术实现步骤摘要】
一种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
‑
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，进行余热回收具有重要意义。
[0003]传统的余热回收系统腐蚀严重且会堵塞烟道，为此，后改为ND耐腐蚀钢材的翅片管式冷凝器作为尾气余热回收系统，但在短短两年内依然发生酸性腐蚀，这是由于天然气经过充分燃烧后，其尾气中含有较多的氮氧化物和水蒸气。当经过余热回收的冷凝器时，由于冷凝导致尾气中的水蒸气析出，并与氮氧化物结合生成硝酸溶液。该酸性腐蚀性溶液，由于翅片的结构作用，液滴聚集在换热器翅片管外，导致翅片逐渐发生腐蚀，生成金属氧化物(铁锈)。这些蓬松的氧化物在冷凝器外堆积，进而逐步堵塞风道，增大了管道内出风阻力，使得尾气风机的性能工作点发生变化，风量明显降低。
[0004]若采用高防腐材料加工而成的翅片式换热器，因为翅片管式结构复杂且所使用的材料很多，而高防腐材料价格昂贵，若将翅片式换热器全部采用高防腐材料加工，则会导致投资成本过高，远远超出预算。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种余热回收系统，以在不过多增加成本的前提下解决传统余热回收时换热器易腐蚀、生锈、灰堵导致风道排烟受阻的技术问题；本技术的目的还在于提供一种使用上述余热回收系统的锅炉系统。
[0006]本技术的余热回收系统的技术方案如下：
[0007]一种余热回收系统，包括：
[0008]第一换热器，用于设置在烟道内，具有第一内部管路，第一内部管路内充填有第一换热介质，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，这样就能确保烟气中的水蒸气不会于第一换热器的表面冷凝，也就不会形成酸性溶液，从而避免酸性溶液对第一换热器表面的腐蚀作用，第一换热器就不会因腐蚀、生锈而导致堵塞排烟通道的情况发生；第一换热器为采用普通碳钢材质制成的翅片管换热器，第一换热介质与烟气进行第一次换热；由于通过对第一换热介质温度的控制可避免第一换热器的腐蚀，因此，将第一换热器选用换热效率很高的翅片管换热器以提高换热效率，选用普通碳钢材质作为第一换热器的材质，从而可大大降低第一换热器的成本；
[0009]第二换热器，用于设置在烟道内，沿烟气流向位于第一换热器的下游，内部具有第
二内部管路，第二内部管路具有冷却水进口和冷却水出口，冷却水进口与供给第二换热介质的供水系统连接，第二换热介质在第二内部管路内与烟气进行第二次换热，烟气内的水蒸气在第二换热器的外表面大量冷凝；第二换热器为采用高防腐材料制成的光管换热器。第二换热器为按照设计需要在此进行大量冷凝的地方，冷凝会产生大量的酸性溶液，因此使第二换热器选用高防腐的材料制成以从本质上进行防腐，其次，选用光管换热器，利用光管换热器表面光滑的特点，避免冷凝后形成的酸性溶液在第二换热器的外表面聚集，从而进一步的降低了腐蚀的可能性；另一方面，由于冷凝为剧烈的相变过程，因此也无需使用翅片管以提高换热效率。
[0010]可见，通过设计，在冷凝器的高温区，由于无水分析出，可以采用普通材质的翅片管结合一般防腐措施来抑制酸性腐蚀，我们采用椭圆翅片管这种低风阻防腐换热管来设计制造高温区的冷凝器；而在低温区，由于大量水分会在此处析出，形成大量稀硝酸溶液。因此，在此区间，我们选用耐腐蚀但成本较高的不锈钢光管来设计制造该区间的冷凝器模块。
[0011]在上述方案的基础上，进一步改进如下，余热回收系统包括壳体，所述壳体内还对应于第二换热器设置有喷淋管，喷淋管的进口与外部供水系统连接，喷淋管上朝向第二换热器一侧设置多个喷嘴，多个喷嘴的喷水范围覆盖第二换热器，所述壳体上于第二换热器下方还设置有排水口。由于第二换热器为设计出来的大量冷凝的区域，会形成大量的酸性溶液，若酸性溶液粘附在第二换热器的外表面，虽然第二换热器采用了高防腐的材料，但是酸性溶液依然会对第二换热器热端防腐性能造成影响，因此需要冲洗掉；另一方面，由于第二换热器表面冷凝后较湿，容易吸附烟气中的灰尘，为了防止灰尘与酸性溶液形成泥浆而粘附在第二换热器表面，造成后续清理不便、影响第二换热器的换热效率甚至堵塞第二换热器表面的通风通道，避免堵塞，因此，也需要及时清洗，因此，喷淋管的设置至关重要，可对第二换热器的防腐、防灰堵起到重要作用；同时，喷淋管的冲洗也可以方便酸性溶液的收集，以便酸性溶液的二次利用。
[0012]在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述壳体上于第二换热器下方还设置有集水槽，所述排水口设置在集水槽下部。集水槽的设置一方面方便溶液的快速聚集与及时排出，另一方面也防止酸性溶液流向第一换热器处，从而避免对第一换热器的腐蚀。
[0013]在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述第二换热器的材质为耐腐蚀的不锈钢或非金属。
[0014]在上述方案的基础上，进一步改进如下，余热回收系统还包括水水换热的第三换热器，第三换热器具有热端管路和冷端管路，所述第一换热介质从热端管路流过，所述第二换热介质从冷端管路流过，第一换热介质和第二换热介质于第三换热器内进行第三次换热。第三换热器的设置一方面方便了对第一换热介质的温度的控制，另一方面也进一步提高了第二换热介质的温度，从而提高了热回收效率。
[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街面为椭圆形，椭圆形的长度方向沿烟气流向延伸。这样的设置一方面降低了风阻，另一方面也提高了第一换热器与烟气的接触面积和接触时间，从而提高换热效率。
[0016]在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述第二换热器的光管内芯为抽屉式可拆卸结构以方便清洗。
[0017]在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述壳体包括相互拼接的第一部分和第
二部分，所述第一换热器和第三换热器位于第一部分内，所述第二换热器位于第二部分内。这样的设置可方便运输。
[0018]在上述方案的基础上，进一步改进如下，第一换热器的外表面具有热镀锌和/或电镀层。热镀锌和/或电镀层的设置是避免由于第一换热介质温度尚未上升至高于露点温度时第一换热器表面的酸性溶液的腐蚀作用，起到一定的防腐作用。
[0019]本技术的锅炉系统的技术方案如下：
[0020]锅炉系统，包括锅炉本体、与锅炉本体相连的烟道和进水管，还包括余热回收系统，余热回收系统包括：
[0021]第一换热器，用于设置在烟道内，具有第一内部管路，第一内部管路内充填有第一换热介质本文档来自技高网...

【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，用于设置在烟道内，具有第一内部管路，第一内部管路内充填有第一换热介质，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；第一换热器为采用普通碳钢材质制成的翅片管换热器，第一换热介质与烟气进行第一次换热；第二换热器，用于设置在烟道内，沿烟气流向位于第一换热器的下游，内部具有第二内部管路，第二内部管路具有冷却水进口和冷却水出口，冷却水进口与供给第二换热介质的供水系统连接，第二换热介质在第二内部管路内与烟气进行第二次换热，烟气内的水蒸气在第二换热器的外表面大量冷凝；第二换热器为采用高防腐材料制成的光管换热器。2.根据权利要求1所述的一种余热回收系统，其特征在于，所述第二换热器的材质为耐腐蚀的不锈钢或非金属。3.根据权利要求1所述的一种余热回收系统，其特征在于，余...

【专利技术属性】
技术研发人员：茅思远，石印涛，周德望，顾惠玲，
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：